Теория электролитической диссоциации

Решение.

Мольная масса серной кислоты равна 98. Следовательно,

m(H2SO4) = 98 и э(H2SO4) = 98 : 2 = 49.

Подставляя необходимые значения в формулы, получим:

а) Молярная концентрация 12% раствора серной кислоты равна

M = (12 • 1,08 • 10) / 98 = 1,32 M

б) Нормальная концентрация 12% раствора серной кислоты равна

N = (12 • 1,08 • 10) / 49 = 2,64 H.

Иногда в лабораторной практике приходится пересчитывать молярную концентрацию в нормальную и наоборот. Если эквивалентная масса вещества равна мольной массе (Например, для HCl, KCl, KOH), то нормальная концентрация равна молярной концентрации. Так, 1 н. раствор соляной кислоты будет одновременно 1 M раствором. Однако для большинства соединений эквивалентная масса не равна мольной и, следовательно, нормальная концентрация растворов этих веществ не равна молярной концентрации.

Для пересчета из одной концентрации в другую можно использовать формулы:

M = (N • Э) / m

N = (M • m) / Э

Пример.

Нормальная концентрация 1 М раствора серной кислоты

N = (1 • 98) / 49 = 2 H.

Пример.

Молярная концентрация 0,5 н. Na2CO3

M = (0,5 • 53) / 106 = 0,25 M.

Упаривание, разбавление, концентрирование, смешивание растворов.

Имеется mг исходного раствора с массовой долей растворенного вещества w1 и плотностью r1.

Упаривание раствора.

В результате упаривания исходного раствора его масса уменьшилась на Dm г. Определить массовую долю раствора после упаривания w2

Решение.

Исходя из определения массовой доли, получим выражения для w1 и w2 (w2 > w1):

w1 = m1 / m

(где m1 - масса растворенного вещества в исходном растворе)

m1 = w1 • m

w2 = m1 / (m - Dm) = (w1 • m) / (m - Dm)

Пример.

Упарили 60 г 5%-ного раствора сульфата меди до 50 г. Определите массовую долю соли в полученном растворе.

m = 60 г; Dm = 60 - 50 = 10 г; w1 = 5% (или 0,05)

w2 = (0,05 • 60) / (60 - 10) = 3 / 50 = 0,06 (или 6%-ный)

Концентрирование раствора.

Какую массу вещества (X г) надо дополнительно растворить в исходном растворе, чтобы приготовить раствор с массовой долей растворенного вещества w2?

Решение.

Исходя из определения массовой доли, составим выражение для w1 и w2:

w1 = m1 / m2,

(где m1 - масса вещества в исходном растворе).

m1 = w1 • m

w2 = (m1+x) / (m + x) = (w1 • m + x) / (m+x)

Решая полученное уравнение относительно х получаем:

w2 • m + w2 • x = w1 • m + x

w2 • m - w1 • m = x - w1 • x

(w2 - w1) • m = (1 - w2) • x

x = ((w2 - w1) • m) / (1 - w2)

Пример.

Сколько граммов хлористого калия надо растворить в 90 г 8%-ного раствора этой соли, чтобы полученный раствор стал 10%-ным?

m = 90 г

w1 = 8% (или 0,08), w2 = 10% (или 0,1)

x = ((0,1 - 0,08) • 90) / (1 - 0,1) = (0,02 • 90) / 0,9 = 2 г

Смешивание растворов с разными концентрациями.

Смешали m1 граммов раствора №1 c массовой долей вещества w1 и m2 граммов раствора №2 c массовой долей вещества w2. Образовался раствор (№3) с массовой долей растворенного вещества w3. Как относятся друг к другу массы исходных растворов?

Решение.

Пусть w1 > w2, тогда w1 > w3 > w2. Масса растворенного вещества в растворе №1 составляет w1 • m1, в растворе №2 - w2 • m2. Масса образовавшегося раствора (№3) - (m1 - m2). Сумма масс растворенного вещества в растворах №1 и №2 равна массе этого вещества в образовавшемся растворе (№3):

w1 • m1 + w2 • m2 = w3 • (m1 + m2)

w1 • m1 + w2 • m2 = w3 • m1 + w3 • m2

w1 • m1 - w3 • m1 = w3 • m2 - w2 • m2

(w1- w3) • m1 = (w3- w2) • m2

m1 / m2 = (w3 - w2 ) / (w1- w3)

Таким образом, массы смешиваемых растворов m1 и m2 обратно пропорциональны разностям массовых долей w1 и w2 смешиваемых растворов и массовой доли смеси w3. (Правило смешивания).

Для облегчения использования правила смешивания применяют правило креста :

m1 / m2 = (w3 - w2) / (w1 - w3)

Для этого по диагонали из большего значения концентрации вычитают меньшую, получают (w1 - w3), w1 > w3 и (w3 - w2), w3 > w2. Затем составляют отношение масс исходных растворов m1 / m2 и вычисляют.

Пример.

Определите массы исходных растворов с массовыми долями гидроксида натрия 5% и 40%, если при их смешивании образовался раствор массой 210 г с массовой долей гидроксида натрия 10%.

5 / 30 = m1 / (210 - m1)

1/6 = m1 / (210 - m1)

210 - m1 = 6m1

7m1 = 210

m1 =30 г; m2 = 210 - m1 = 210 - 30 = 180 г

Разбавление раствора.

Исходя из определения массовой доли, получим выражения для значений массовых долей растворенного вещества в исходном растворе №1 (w1) и полученном растворе №2 (w2):

Другое по теме

Начала кондуктометрии
Кондуктометрия занимается изучением электропроводности растворов. В этой области электрохимии принято оперировать 2-мя характерными величинами: удельной электропроводностью (k - каппа) и эквивалентной электропроводностью (l ). Поясним физический смысл этих величин. Удельной электропроводностью называется электропро ...

Закон вечности
Природа имеет всеобщий и абсолютный ритм. Этот ритм равен семи. Коль скоро это так, то тогда, описывая математически циклическую структуру периодической системы, можно вывести своеобразный мировой закон. Периодическая система химических элементов, как известно, начинается с водорода. А существует ли конечный элемент, и ...