1. Вычислить молярную массу CuSO4*5Н2О.
2. При растворении 1 моля вещества в воде на разрыв связей в молекулах потребовалось 500кДж, а при взаимодействии образовавшихся ионов с молекулами воду выделилось 400кДж. Каков суммарный тепловой эффект растворения?
Примечание: * означает знак умножения
Лекция 2.
«СПОСОБЫВЫРАЖЕНИЯ СОСТАВА РАСТВОРА»
План лекции:
- Концентрация (массовая, молярная).
- Другие способы выражения состава раствора (массовая доля и массовый процент).
Вопросы для вводного контроля
1. Что такое объем, в чем он измеряется? Сколько миллилитров содержится в литре?
2. Что такое масса, в чем она измеряется? Сколько граммов содержится в килограмме?
3. Что такое плотность? В чем она измеряется? Какова плотность воды?
4. Могут ли литры разных жидкостей иметь разную массу? Почему?
5. Что такое процент?
Задача на повторение и разминку: имеются две литровые бутылки, наполненные разными жидкостями. В первой бутылке плотность жидкости равна 0,95г/мл, во второй 1,12г/мл. Какова масса жидкости в каждой из бутылок? Решение: m1=1000*0,95=950г. m2=1000*1,12=1120г. Ответ: 950г и 1120г.
Вывод: один и тот же объем разных веществ (и разных растворов) может иметь различную массу в зависимости от плотности.
Состав раствора может выражаться различными способами – как с помощью безразмерных единиц (долей или процентов), так и через размерные величины - концентрации.
Концентрация
Концентрация показывает, какая масса вещества (в граммах) или его количество (в молях) содержится в 1л раствора.
1) Массовая концентрация – отношение массы (в граммах) растворенного вещества (В) к соответствующему объему раствора (в литрах). Показывает, какая масса вещества содержится в 1л раствора.
а(В)=m(В)/V(раствора), [г/л]
Масса растворенного вещества выражается в граммах, а объем раствора в литрах.
Задача: В 800мл раствора содержится 10г NaCl. Вычислите массовую концентрацию NaCl
в данном растворе.
Решение: а(NaCl)=m(NaCl)/V(раствора)=10/0,8=12,5г/л.
Ответ: а(NaCl)=12,5г/л
Задача: массовая концентрация NaCl в растворе составляет 15 г/л. Какая масса NaCl
содержится в 3 л раствора?
Решение: а(NaCl)=m(NaCl)/V(раствора), отсюда
m(NaCl)= а(NaCl)* *V(раствора)=15*3=45г.
Ответ: в 3л раствора содержится 45г NaCl.
2) Молярная концентрация - отношение количества (в молях) растворенного вещества (В) к соответствующему объему раствора (в литрах). Показывает, какое количество вещества (в молях) содержится в литре раствора.
c(B)=n(B)/V(раствора), [моль/л]
Количество растворенного вещества выражается в молях, а объем раствора – в литрах.
Задача: в 2 л раствора NaCl содержится 175,5 г соли. Какова молярная концентрация соли?
Решение: М(NaCl)=58,5г/моль. Найдем количество молей NaCl
n(NaCl)=m(NaCl)/ М(NaCl)=175,5/58,5=3моль.
Тогда с(NaCl)==n(NaCl)/V(раствора)=3/2=1,5моль/л.
Ответ: с(NaCl)=1,5моль/л.
Замечание: в научной литературе часто употребляются следующие обозначения молярных
концентраций:
1М раствор (читается «одномолярный раствор», концентрация раствора составляет 1моль/л)
0,1М раствор (читается «децимолярный раствор», концентрация составляет 0,1моль/л)
0,01М раствор (читается «сантимолярный раствор», концентрация составляет 0,01 моль/л)
Другие способы выражения состава раствора
Массовая доля и массовый процент - это отношение массы растворенного вещества к массе
раствора, в котором это вещество содержится. Выражается в долях единицы или в процентах.
w(B)=m(B)/m(р-ра) или w(B)=m(B)*100/m(р-ра)
Массы растворенного вещества и раствора должны быть выражены в одинаковых единицах, например в граммах или килограммах.
Задача: в 220 г воды растворили 30 г NaCl. Найти массовую долю растворенной соли в растворе.
Решение: найдем массу раствора m(р-ра)= m(воды)+m(соли)=220+30=250г.
Тогда w (NaCl) = m(NaCl)*100/m(р-ра)=30*100/250=12%.
Ответ: w (NaCl) = 12%.
Задачи на разведение
При решении задач на разведение концентрированных растворов следует помнить, что
масса (или количество) растворенного вещества при разведении остается постоянным. Меняется только содержание растворителя и, следовательно, концентрация раствора.
Решение подобных задач всегда следует начинать с определения массы (или количества) растворенного вещества, которое и в исходном, и в разбавленном растворе остается постоянным.
Задача:
Имеется 30г раствора NaCl с содержание соли 5%. Какую массу воды необходимо к нему добавить, чтобы получить раствор с концентрацией 0,9%?
Решение: Определим, какая масса соли содержится в исходном растворе:
w(NaCl)=m(NaCl)*100/m(р-ра), отсюда m(NaCl)= w(NaCl)* m(р-ра)/100=
=5*30/100=1,5г. Эта масса соли в разбавленном растворе будет составлять 0,9% от массы раствора. Определим массу разбавленного раствора, составив пропорцию: 1,5г NaCl – 0,9%
х г р-ра – 100%, х=100*1,5/0,9=167г – будет составлять масса разбавленного раствора. Следовательно, добавить нужно
m (воды)=mразб-mисх=167-30=137г.
Ответ: нужно добавить к исходному раствору 137г воды.