Расчет концентраций растворов веществ


Вычисление молярности и нормальности раствора

Задача 48.
1.Сколько граммов CuSO4 содержится в 10 мл 0,2 М раствора? Какова его нормальность?
2. Вычислить молярность и нормальность 5%-ного раствора H3PO4, плотность которого равна 1,027 г/мл.
Решение:
М(CuSO4) = 160 г/моль;
М(Н3РО4) = 98 г/моль.
1) Молярность раствора показывает, солько молей вещества растворено в 1000 мл воды, а нормальность - сколько г-эквивалентов вещества растворено в 1000 мл воды.
Рассчитаем сколько молей содержится в 10 мл 0,2 М раствора, получим:

n(CuSO4) = (10 . 0,2)/1000 = 0,002 моль.

Находим сколько граммов CuSO4 содержится в 10 мл 0,2 М раствора, получим:

m(CuSO4) = n(CuSO4) . М(CuSO4) = 0,002 . 160 = 0,32 г.

Молярная масса эквивалента соли рассчитывается по формуле: Мэ = М(соли)/число атомов металла . валентность металла, получим:

Мэ(CuSO4) = М(CuSO4)/(1.2) = 160/2 = 80 г/моль. 

Значит, Сн = [m(CuSO4) .1000]/[Мэ(CuSO4) . 10] = (0,32 г . 1000 мл)/(80 г/моль . 10 мл) = 0,4 моль/л.

2) Для расчета молярности и нормальности раствора найдем массу фосфорной кислоты в 1 л (1000 мл) 5%-го раствора: 

m(Н3РО4) = (w% . V . p)/100% = (5% . 1000 мл . 1,027 г/мл)/100% = 51,35 г.

См = n(Н3РО4) = m(Н3РО4)/M(Н3РО4) = 51,35 г/98 г/моль = 0,524 моль/л.

Молярная масса эквивалента Н3РO4 равна 98/3 = 32,7 г/моль.

Тогда Сн = m(Н3РО4)/Mэ(Н3РО4) = 51,35 г/32,7 г/моль = 1,57 моль/л.

Ответ: 1) m(CuSO4) = 0,32 г, Сн(CuSO4) = 0,4 моль/л; 2) m(Н3РО4) = 51,35 г, Сн(Н3РО4) = 1,57 моль/л.
 


Задача на смешение растворов

Задача 49.
К 3 л 10%-ного раствора HNO3, плотность которого 1,054 г/см3, прибавили 5 л 2%-ного раствора той же кислоты плотностью 1,009 г/см3. Вычислите процентную и молярную концентрации полученного раствора, если считать, что его объем равен 8 л.
Дано:
M(HNO3) = 63 г/моль; 
V1 = 3 л = 3000 см3;
V2 = 5 л = 5000 см3;
V3 = 8 л = 8000 см3;
р1 = 1,054 г/см3;
р2 = 1,009 г/см3;
w%1 = 10;
w%2 = 2;
w%3 = ?;
С3 = ?;
р3 = ?
Решение:
Рассчитаем массы растворов кислот, получим:

m(р-ра)1 = 3000  . 1,054 г/см3 = 3162 г;
m(р-ра)2 = 5000 . 1,009 г/см3 = 5045 г;

Общая масса раствора, полученного после смешения:

m(р-ра)3 = m(р-ра)1 +  m(р-ра)2 = 3162 + 5045 = 8207 г.

Рассчитаем массу HNO3 в обоих растворах, получим:

m1 = [w%1 . m(р-ра)1]/100% = (10% . 3162)/100% = 316,2 г;
m2 = [w%2 * m(р-ра)2]/100% = (2 . 5045)/100% = г.100,9 г.

Определим массу HNO3 в полученном растворе после смешения, получим:

m3 = m1 + m2 = 316,2 + 100,9 = 417,1 г.

Рассчитаем процентную концентрацию, получим:

w%3 = (m3 . 100%)/m(р-ра)3 = (417,1 . 100%)/8207 = 5,08%.

Рассчитаем молярную концентрацию, получим:

С3 = [m(в-ва)/M(в-ва)]/V(р-ра) = [m3/М(HNO3)]/V3 = [(417,1/63)]/8 = 0,83 М.

Рассчитаем плотность полученного раствора:

р3 = m/V3 = 8207/8000 = 1,026 г/см3.

Ответ: w%3 = 5,08%; p3 = 1,026 г/см3; C3 = 0,83 М.