С(Х) = = , моль/л

Семинар №1

Способы выражения концентрации растворов

Концентрация – величина, выражающая относительное содержание растворенного вещества в растворе. Из известных способов выражения концентрации растворов рассмотрим:

1. Массовая доля w(Х)- содержание растворенного вещества относят к массе раствора. Х – любое растворенное вещество;

2. Молярная концентрация С(Х) и молярная концентрация эквивалента C(1/z X) - содержание растворённого вещества относят к объёму раствора.

Массовая доля растворенного вещества – ω(Х) – отношение массы растворенного вещества m(Х) к массе раствора m_р-ра (выражается либо в %, либо в долях единицы):

m (X)

w(X) = ∙ 100 % (1.3)

m_р-ра

Масса раствора m_р-ра складывается из массы воды m_воды и массы растворенного вещества m(Х) т.е.

m(Х)

w(Х) = ∙ 100% (1.4)

m_воды + m(Х)

Каждый раствор обладает определенным значением плотности ρ, г/см³, тогда m_р-ра = r ∙V и

m(Х) ∙ 100%

w(Х) = ; (1.5)

r ∙V

где V- объем раствора, см³ или мл.

Например, для раствора NaOH с массовой долей 20%

m₍_NaOH₎

w₍_NaOH₎ = ∙100% = 20 % или 0.2.

m_воды + m₍_NaOH₎

Это означает, что в таком растворе на каждые 100г раствора приходится 20 г NaOH и 80 г воды.

Нередко при проведении анализов необходимо приготовить растворы нужной концентрации путем разбавления водой более концентрированных растворов или путем смешивания 2-х растворов различной концентрации. Для расчета объемов исходных растворов применяют «правило креста» или «диагонали».

Сущность расчета сводится к следующему: слева в столбик записываются массовые доли ω₁ и ω₂исходных растворов, в центре записывается число - массовая доля ω₃ раствора, который нужно приготовить, затем по диагонали вычитают эти числа, получают значения массовых частей (или масс) исходных растворов.

Пример: рассчитать объемы исходных растворов V₁ и V₂ серной кислоты с массовыми долями ω₁=40% (ρ₁=1.303 г/см³) и ω₂=10% (ρ₂=1.066 г/см³) для приготовления 250 см³ раствора с массовой долей ω₃=20%.

Решение: Записываем схему «диагонали»

40 10 грамм раствора с ω=40%; V₁= 10/1.303 =7.67 см³

10 20 грамм раствора с ω=10%; V₂ = 20/1.066 =8.76 см³

Таким образом, на 10 г раствора или на 7.67 см³ раствора с массовой долей 40% , надо взять 20 г раствора или 18.76 см³ раствора с массовой долей 10%. Отсюда, для приготовления (7.67+18.76 = 26.43) см³ раствора «3» надо взять 7.67 см³ раствора «1», а для приготовления 250 см³ раствора «3» надо взять X (V₁ см³) раствора «1».

Отсюда X = V₁=7,67∙250/26.43 = 72.55см³ раствора «1».

V₂= V_колбы - V₁= 250 см³- 72.55 см³=177.45 см³

Молярная концентрация раствора C(X), моль/л (М) – показывает количество растворенного вещества, содержащееся в одном литре раствора:

n (Х) m(Х)

С(Х) = = , моль/л

V M(X) ∙ V

где n - количество растворенного вещества (Х) в молях,

М (Х) – молярная масса вещества (Х), в г/моль.

Для раствора серной кислоты, молярная концентрация которого равна 0.1 моль/л это означает, что в 1л раствора содержится 0,1 моля H₂SO₄, то есть

0.1 х 98 = 9.8 г серной кислоты.

Молярная концентрация эквивалента С(1/ z X) моль/л (н) показывает содержание молей эквивалента вещества в одном литре раствора.

m(Х)

C(1/ z X) = , моль/л (1.7)

M(1/z X) ∙V

где M(1/z X) - молярная масса эквивалента вещества (Х), г/моль;

1/z - фактора эквивалентности.

12 Следующая ⇒