Оваа лекција е посветена на проучување на темата „Масен дел од супстанција во раствор“. Користејќи ги материјалите за лекцијата, ќе научите да ја квантифицирате содржината на растворената супстанција во растворот, како и да го одредите составот на растворот врз основа на податоците за масениот дел на растворената супстанција.
Тема: Класи на неоргански материи
Лекција: Масен дел од супстанција во раствор
Масата на растворот е збир на масите на растворувачот и растворената супстанција:
m(р)=m(в)+m(р-ля)
Масовниот дел на супстанцијата во растворот е еднаков на односот на масата на растворената супстанција со масата на целиот раствор:
Ајде да решиме неколку проблеми користејќи ги дадените формули.
Пресметајте го масениот удел (во%) на сахароза во раствор кој содржи вода со тежина од 250 g и сахароза со тежина од 50 g.
Масовната фракција на сахароза во раствор може да се пресмета со добро позната формула:
Ги заменуваме нумеричките вредности и ја наоѓаме масената фракција на сахароза во растворот. Добиениот одговор е 16,7%.
Со трансформирање на формулата за пресметување на масениот удел на супстанција во раствор, можете да ја пронајдете масата на растворената супстанција врз основа на познатата маса на растворот и масениот удел на супстанцијата во растворот; или масата на растворувачот по масата на растворената супстанција и масениот удел на супстанцијата во растворот.
Да го разгледаме решението на проблемот во кој масениот дел од растворената супстанција се менува кога растворот се разредува.
30 g вода се додадени на 120 g раствор со масен удел на сол од 7%. Одредете го масениот удел на сол во добиениот раствор.
Ајде да ја анализираме состојбата на проблемот. Во процесот на разредување на растворот, масата на растворената супстанција не се менува, туку масата на растворувачот се зголемува, што значи дека масата на растворот се зголемува и, обратно, масениот удел на супстанцијата во растворот се намалува.
Прво, ја одредуваме масата на растворената супстанција, знаејќи ја масата на почетниот раствор и масениот удел на сол во овој раствор. Масата на растворената супстанца е еднаква на производот од масата на растворот и масениот удел на супстанцијата во растворот.
Веќе дознавме дека масата на растворената супстанција не се менува кога растворот се разредува. Ова значи дека со пресметување на масата на добиениот раствор, можеме да го најдеме масениот удел на сол во добиениот раствор.
Масата на добиениот раствор е еднаква на збирот на масите на оригиналниот раствор и додадената вода. Масовниот удел на сол во добиениот раствор е еднаков на односот на масата на растворената супстанција и масата на добиениот раствор. Така, добивме масен дел од сол во добиениот раствор еднаков на 5,6%.
1. Збирка задачи и вежби по хемија: 8 одделение: за учебници. П.А. Оржековски и други.„Хемија. 8 одделение“ / П.А. Оржековски, Н.А. Титов, Ф.Ф. Хегел. – М.: AST: Astrel, 2006. (стр.111-116)
2. Ушакова О.В. Работна тетратка по хемија: 8 одделение: до учебникот од П.А. Оржековски и други.„Хемија. 8 одделение“ / О.В. Ушакова, П.И. Беспалов, П.А. Оржековски; ед. проф. П.А. Оржековски - М.: АСТ: Астрол: Профиздат, 2006. (стр.111-115)
3. Хемија. 8-мо одделение. Учебник за општо образование институции / П.А. Оржековски, Л.М. Мешчерјакова, М.М. Шалашова. – М.: Астрол, 2013. (§35)
4. Хемија: 8-мо одделение: учебник за општо образование. институции / П.А. Оржековски, Л.М. Мешчерјакова, Л.С. Понтак. М.: АСТ: Астрол, 2005. (§41)
5. Хемија: инорг. хемија: учебник за 8 одделение. општо образование институции / Г.Е. Руџитис, Ф.Г. Фелдман. – М.: Образование, OJSC „Московски учебници“, 2009. (§28)
6. Енциклопедија за деца. Том 17. Хемија / Главен уредник. В.А. Володин, Вед. научни ед. И. Ленсон. – М.: Аванта+, 2003 година.
Дополнителни веб-ресурси
3. Интеракција на супстанции со вода ().
Домашна работа
1. стр. 113-114 бр.9,10од Работна тетратка по хемија: 8 одделение: до учебникот на П.А. Оржековски и други.„Хемија. 8 одделение“ / О.В. Ушакова, П.И. Беспалов, П.А. Оржековски; ед. проф. П.А. Оржековски - М.: АСТ: Астрол: Профиздат, 2006 година.
2. стр 197 бр.1,2од учебникот П.А. Оржековски, Л.М. Мешчерјакова, М.М. Шалашова „Хемија: 8 одделение“, 2013 година
–Колку лажици шеќер ставате во чајот?
–Дома – два, гости – осум.
Шегата е добро позната, но ајде да ја погледнеме низ очите на хемичарот. Малку е веројатно дека ќе ви се допадне овој вид „чај на забава“. Ќе биде многу слатко поради прекумерната содржина на шеќер! Хемичарите ја нарекуваат содржината на растворената супстанција во раствор концентрација.
Концентрацијата на супстанцијата може да се изрази на различни начини. Патем, бројот на лажици по чаша вода е сосема прифатлив метод, но само за кујната. Тешко е да се замисли хемичар да подготвува раствор на овој начин.
Еден од најчестите начини за изразување на концентрацијата на растворот е преку масениот удел на растворената супстанција.
Масен удел на супстанција во раствор е односот на масата на растворената супстанција со масата на растворот:
Не ли е многу слично на волуменската фракција? Така е, бидејќи секое учество, како што веќе знаете, е однос на некој дел со целината. Како и масениот удел на елемент во сложена супстанција, масениот дел од супстанцијата во растворот се означува со грчката буква („омега“) и може да има вредности од 0 до 1 (или од 0 до 100%) . Тоа покажува колку од масата на растворот е растворената супстанција. И уште нешто: масениот удел на супстанцијата во проценти е нумерички еднаков на масата на растворената супстанција во 100 g раствор. На пример, 100 g 3% раствор на оцет содржи 3 g чиста оцетна киселина.
Наједноставните решенија се состојат од две компоненти. Една од компонентите на растворот е растворувач. Повеќе сме запознаени со течните раствори, што значи дека растворувачот во нив е течна супстанција. Најчесто тоа е вода.
Другата компонента на растворот е растворената супстанција. Тоа може да биде гас, течност или цврста.
Масата на растворот е збир од масата на растворувачот и масата на растворената супстанција, односно точен е следниот израз:
м(решение) = м(растворувач) + м(растворена супстанција).
Да претпоставиме дека масениот удел на растворената супстанција е 0,1 или 10%. Ова значи дека преостанатите 0,9, или 90%, е масениот дел од растворувачот.
Масовниот дел од растворената супстанција е широко користен не само во хемијата, туку и во медицината, биологијата, физиката и во секојдневниот живот. За да го илустрираме кажаното, да го разгледаме решението на некои применети проблеми.
Задача 1.Пред садењето, семките од домати се дезинфицираат (кисеат) со 1% раствор на калиум перманганат. Која маса на таков раствор може да се подготви од 0,25 g калиум перманганат?
Со оглед на:
(калиум перманганат) = 0,01 g,
м(калиум перманганат) = 0,25 g.
Најдете:
м(решение).
Решение
Знаејќи ја масата на растворената супстанција и нејзиниот масен удел во растворот, можете да ја пресметате масата на растворот:
Одговори. м(раствор) = 25 гр.
Задача 2.Во медицината, широко се користат таканаречените физиолошки раствори, особено раствор од кујнска сол со масен удел на сол од 0,9%. Пресметајте ги масите на сол и вода потребни за подготовка на 1500 g солен раствор.
Со оглед на:
(сол) = 0,009,
м(раствор) = 1500 гр.
Најдете:
м(сол)
м(вода).
Решение
Да ја пресметаме масата на сол потребна за подготовка на 1500 g солен раствор:
м(сол) = м(раствор) (сол) = 1500 (g) 0,009 = 13,5 g.
Дозволете ни да ја одредиме масата на вода потребна за подготовка на растворот:
м(вода) = м(решение) - м(сол) = 1500 – 13,5 = 1486,5 g.
Одговори. м(сол) = 13,5 g, м(вода) = 1486,5 g.
Дали својствата на растворите се разликуваат од својствата на компонентите што ги формираат овие хомогени смеси?
Користејќи домашен експеримент (задача 9 за овој став), ќе ви биде лесно да потврдите дека растворот замрзнува на пониска температура од чист растворувач. На пример, морската вода почнува да замрзнува на температура од -1,9 °C, додека чистата вода кристализира на 0 °C.
1. Колку изнесува масениот удел на растворената супстанција? Споредете ги концептите на „волуменска фракција“ и „масен дел“ на компонентите на смесата.
2. Масовната фракција на јод во фармацевтската јодна тинктура е 5%. Која маса на јод и алкохол треба да земете за да подготвите 200 гр тинктура?
3. 25 g кујнска сол се растворени во 150 g вода. Одредете го масениот удел на сол во добиениот раствор.
4. 200 g трпезен оцет содржи 6 g оцетна киселина. Определете го масениот удел на киселина во маса оцет.
5. Најдете ја масата на вода и лимонска киселина потребна за подготовка на 50 g 5% раствор.
6. Од 240 g 3% раствор на сода бикарбона, испариле 80 g вода. Најдете го масениот удел на сода во добиениот раствор.
7. 30 g шеќер се додадени на 150 g 20% шеќерен раствор. Најдете го масениот удел на супстанцијата во добиениот раствор.
8. Беа измешани два раствора на сулфурна киселина: 80 g од 40% и 160 g од 10%. Најдете го масениот удел на киселина во добиениот раствор.
9. Растворете пет големи лажички кујнска сол во 450 g (450 ml) вода. Имајќи предвид дека масата на сол во секоја лажица е приближно 10 g, пресметајте го масениот удел на сол во растворот. Истурете го добиениот раствор и вода од чешма во две идентични пластични шишиња од 0,5 литри. Ставете ги шишињата во одделот за замрзнување на фрижидерот. Проверете го фрижидерот по околу еден час. Која течност прва ќе почне да замрзнува? Во кое шише содржината прво ќе се претвори во мраз? Извлечете заклучок.
Задача 3.1.Одредете ја масата на водата во 250 g 10% раствор на натриум хлорид.
Решение.Од w = m вода / m растворНајдете ја масата на натриум хлорид:
m смеса = w m раствор = 0,1 250 g = 25 g NaCl
Затоа што m r-ra = m v-va + m r-la, тогаш добиваме:
m(H 2 0) = m раствор - m мешавина = 250 g - 25 g = 225 g H 2 0.
Задача 3.2.Одредете ја масата на водород хлорид во 400 ml раствор на хлороводородна киселина со масен удел од 0,262 и густина од 1,13 g/ml.
Решение.Затоа што w = m in-va / (V ρ), тогаш добиваме:
m in-va = w V ρ = 0,262 400 ml 1,13 g/ml = 118 g
Задача 3.3. 80 g вода се додадени во 200 g од 14% раствор на сол. Одредете го масениот удел на сол во добиениот раствор.
Решение.Најдете ја масата на сол во оригиналниот раствор:
m сол = w m раствор = 0,14 200 g = 28 g.
Истата маса на сол остана во новиот раствор. Најдете ја масата на новото решение:
m раствор = 200 g + 80 g = 280 g.
Најдете го масениот удел на сол во добиениот раствор:
w = m сол / m раствор = 28 g / 280 g = 0,100.
Задача 3.4.Колкав волумен од 78% раствор на сулфурна киселина со густина од 1,70 g/ml мора да се земе за да се подготват 500 ml од 12% раствор на сулфурна киселина со густина од 1,08 g/ml?
Решение.За првото решение имаме:
w 1 = 0,78И ρ 1 = 1,70 g/ml.
За второто решение имаме:
V 2 = 500 ml, w 2 = 0,12И ρ 2 = 1,08 g/ml.
Бидејќи вториот раствор се подготвува од првиот со додавање вода, масите на супстанцијата во двата раствора се исти. Најдете ја масата на супстанцијата во вториот раствор. Од w 2 = m 2 / (V 2 ρ 2)ние имаме:
m 2 = w 2 V 2 ρ 2 = 0,12 500 ml 1,08 g/ml = 64,8 g.
m 2 = 64,8 g. Ние најдовме
волумен на првиот раствор. Од w 1 = m 1 / (V 1 ρ 1)ние имаме:
V 1 = m 1 / (w 1 ρ 1) = 64,8 g / (0,78 1,70 g / ml) = 48,9 ml.
Задача 3.5.Кој волумен од 4,65% раствор на натриум хидроксид со густина од 1,05 g/ml може да се подготви од 50 ml 30% раствор на натриум хидроксид со густина од 1,33 g/ml?
Решение.За првото решение имаме:
w 1 = 0,0465И ρ 1 = 1,05 g/ml.
За второто решение имаме:
V 2 = 50 ml, w 2 = 0,30И ρ 2 = 1,33 g/ml.
Бидејќи првиот раствор се подготвува од вториот со додавање вода, масите на супстанцијата во двата раствора се исти. Најдете ја масата на супстанцијата во вториот раствор. Од w 2 = m 2 / (V 2 ρ 2)ние имаме:
m 2 = w 2 V 2 ρ 2 = 0,30 50 ml 1,33 g/ml = 19,95 g.
Масата на супстанцијата во првиот раствор е исто така еднаква на m 2 = 19,95 g.
Најдете го волуменот на првото решение. Од w 1 = m 1 / (V 1 ρ 1)ние имаме:
V 1 = m 1 / (w 1 ρ 1) = 19,95 g / (0,0465 1,05 g/ml) = 409 ml.
Коефициент на растворливост (растворливост) - максимална маса на супстанција растворлива во 100 g вода на дадена температура. Заситен раствор е раствор на супстанца што е во рамнотежа со постоечкиот талог од таа супстанција.
Задача 3.6.Коефициентот на растворливост на калиум хлорат на 25 °C е 8,6 g. Да се определи масениот удел на оваа сол во заситен раствор на 25 °C.
Решение. 8,6 g сол растворени во 100 g вода.
Масата на растворот е:
m раствор = m вода + m сол = 100 g + 8,6 g = 108,6 g,
а масениот удел на сол во растворот е еднаков на:
w = m сол / m раствор = 8,6 g / 108,6 g = 0,0792.
Задача 3.7.Масовниот удел на сол во раствор од калиум хлорид заситен на 20 °C е 0,256. Одредете ја растворливоста на оваа сол во 100 g вода.
Решение.Растворливоста на солта нека биде X g во 100 g вода.
Тогаш масата на растворот е:
m раствор = m вода + m сол = (x + 100) g,
а масениот удел е еднаков на:
w = m сол / m раствор = x / (100 + x) = 0,256.
Од тука
x = 25,6 + 0,256x; 0,744x = 25,6; x = 34,4 gна 100 g вода.
Моларна концентрација Со- однос на количината на растворена супстанција v (мол)до волуменот на растворот V (во литри), с = v(mol) / V(l), c = m in-va / (M V(l)).
Моларната концентрација го покажува бројот на молови на супстанција во 1 литар раствор: ако растворот е децимоларен ( c = 0,1 M = 0,1 mol/l) значи дека 1 литар раствор содржи 0,1 mol супстанција.
Задача 3.8.Определете ја масата на KOH потребна за подготовка на 4 литри раствор од 2 М.
Решение.За раствори со моларна концентрација имаме:
c = m / (M V),
Каде Со- моларна концентрација,
м- маса на супстанција,
М- моларна маса на супстанцијата,
В- волумен на растворот во литри.
Од тука
m = c M V(l) = 2 mol/l 56 g/mol 4 l = 448 g KOH.
Задача 3.9.Колку ml од 98% раствор на H 2 SO 4 (ρ = 1,84 g/ml) треба да се земат за да се подготват 1500 ml од 0,25 M раствор?
Решение. Проблемот со разредување на решение. За концентриран раствор имаме:
w 1 = m 1 / (V 1 (ml) ρ 1).
Треба да го најдеме обемот на ова решение V 1 (ml) = m 1 / (w 1 ρ 1).
Бидејќи разреден раствор се подготвува од концентриран раствор со мешање на вториот со вода, масата на супстанцијата во овие два раствори ќе биде иста.
За разреден раствор имаме:
c 2 = m 2 / (M V 2 (l))И m 2 = s 2 M V 2 (l).
Пронајдената вредност на масата ја заменуваме во изразот за волуменот на концентрираниот раствор и ги извршуваме потребните пресметки:
V 1 (ml) = m / (w 1 ρ 1) = (со 2 M V 2) / (w 1 ρ 1) = (0,25 mol/l 98 g/mol 1,5 l) / (0, 98 1,84 g/ml ) = 20,4 ml.
Масен удел е еден од важните параметри што активно се користи за пресметки и не само во хемијата. Подготовка на сирупи и саламура, пресметка на примена на ѓубриво во областа за одредена култура, подготовка и администрација на лекови. Сите овие пресметки бараат масен удел. Формулата за негово наоѓање ќе биде дадена подолу.
Во хемијата се пресметува:
- за компонента на мешавина, раствор;
- за компонента на соединение (хемиски елемент);
- за нечистотии во чисти материи.
Растворот е исто така смеса, само хомогена.
Масен уделе односот на масата на компонентата на смесата (супстанцијата) со целата нејзина маса. Изразено во обични бројки или во проценти.
Формулата за наоѓање е:
𝑤 = (m (компоненти) · m (мешавини, состојки)) / 100% .
Масен дел од хемиски елементво супстанција се наоѓа во односот на атомската маса на хемискиот елемент помножен со бројот на неговите атоми во ова соединение до молекуларната маса на супстанцијата.
На пример, да се утврди wкислород (кислород) во молекула на јаглерод диоксид CO2, прво ја наоѓаме молекуларната тежина на целото соединение. Тоа е 44. Молекулата содржи 2 атоми на кислород. Средства wКислородот се пресметува на следниов начин:
w(O) = (Ar(O) 2) / Mr(CO2)) x 100%,
w(O) = ((16 2) / 44) x 100% = 72,73%.
На сличен начин во хемијата се определува, на пример, wвода во кристален хидрат - комплекс од соединенија со вода. Во оваа форма во природатамногу супстанции се наоѓаат во минералите.
На пример, формулата на бакар сулфат е CuSO4 · 5H2O. За да се одреди wвода во овој кристален хидрат, треба да ја замените во веќе познатата формула, соодветно, Гвода (во броител) и вкупно мкристален хидрат (во именител). Гвода - 18, и вкупен кристален хидрат - 250.
w(H2O) = ((18 5) / 250) 100% = 36%
Наоѓање на масениот удел на супстанција во смеси и раствори
Масовниот удел на хемиско соединение во мешавина или раствор се одредува со истата формула, само броител ќе биде масата на супстанцијата во растворот (мешавина), а именителот ќе биде масата на целиот раствор (мешавина) :
𝑤 = (m (in-va) · m (решение)) / 100% .
Те молам забележитаа масовна концентрација е односот на масата на супстанцијата со масата целото решение, а не само растворувач.
На пример, растворете 10 g кујнска сол во 200 g вода. Треба да ја пронајдете процентуалната концентрација на сол во добиениот раствор.
За да ја одредиме концентрацијата на сол што ни треба мрешение. Тоа изнесува:
m (раствор) = m (сол) + m (вода) = 10 + 200 = 210 (g).
Најдете го масениот удел на сол во растворот:
𝑤 = (10 210) / 100% = 4,76%
Така, концентрацијата на кујнска сол во растворот ќе биде 4,76%.
Доколку условите за задачата не обезбедуваат м, и волуменот на растворот, тогаш мора да се претвори во маса. Ова обично се прави преку формулата за наоѓање густина:
каде што m е масата на супстанцијата (раствор, смеса), а V е нејзиниот волумен.
Оваа концентрација се користи најчесто. Така се мисли (ако нема посебни упатства) кога пишуваат за процентот на супстанции во растворите и смесите.
Проблемите често даваат концентрација на нечистотии во супстанција или супстанција во нејзините минерали. Ве молиме имајте предвид дека концентрацијата (масен дел) на чисто соединение ќе се одреди со одземање на фракцијата на нечистотијата од 100%.
На пример, ако се каже дека железото се добива од минерал, а процентот на нечистотии е 80%, тогаш во минералот има 100 - 80 = 20% чисто железо.
Според тоа, ако се пишува дека минералот содржи само 20% железо, тогаш токму овие 20% ќе учествуваат во сите хемиски реакции и хемиско производство.
На пример, за реакција со хлороводородна киселина зедовме 200 g природен минерал во кој содржината на цинк беше 5%. За да ја одредиме масата на земениот цинк, ја користиме истата формула:
𝑤 = (m (in-va) · m (решение)) / 100%,
од кои го наоѓаме непознатото мрешение:
m (Zn) = (w 100%) / m (мин.)
m (Zn) = (5 100) / 200 = 10 (g)
Односно, 200 g од минералот земен за реакција содржи 5% цинк.
Задача. Примерок од бакарна руда со тежина од 150 g содржи едновалентен бакар сулфид и нечистотии, чиј масен дел е 15%. Пресметајте ја масата на бакар сулфид во примерокот.
Решение задачите се можни на два начина. Првиот е да се најде масата на нечистотии од позната концентрација и да се одземе од вкупната мпримерок од руда. Вториот начин е да се најде масениот дел од чистиот сулфид и да се користи за да се пресмета неговата маса. Ајде да го решиме на двата начина.
- Метод I
Прво ќе најдеме мнечистотии во примерокот на рудата. За да го направите ова, ќе ја користиме веќе познатата формула:
𝑤 = (m (нечистотии) m (примерок)) / 100%,
m(нечистотија) = (w m (примерок)) 100%, (A)
m (нечистотија) = (15 150) / 100% = 22,5 (g).
Сега, користејќи ја разликата, ја наоѓаме количината на сулфид во примерокот:
150 - 22,5 = 127,5 g
- II метод
Прво наоѓаме wврски:
100 — 15 = 85%
И сега користејќи го, користејќи ја истата формула како во првиот метод (формула А), наоѓаме мбакар сулфид:
m(Cu2S) = (w m (примерок)) / 100%,
m(Cu2S) = (85 150) / 100% = 127,5 (g).
Одговор: масата на едновалентен бакар сулфид во примерокот е 127,5 g.
Видео
Од видеото ќе научите како правилно да ги пресметате хемиските формули и како да го пронајдете масениот удел.
Не добивте одговор на вашето прашање? Предложете им тема на авторите.