Масса раствора в чем измеряется
Сколько ложечек сахара ты кладешь в чай?
– Дома – две, в гостях – восемь.
Концентрацию вещества можно выражать различными способами. Кстати, число ложечек на чашку воды – способ вполне приемлемый, но только для кухни. Трудно представить себе химика, приготавливающего раствор таким образом.
Один из самых распространенных способов выражения концентрации раствора – через массовую долю растворенного вещества.
Массовой долей вещества в растворе называют отношение массы растворенного вещества к массе раствора:
Не правда ли, очень похоже на объемную долю? Так оно и есть, ведь любая доля, как вы уже знаете, – это отношение какой-то части к целому. Как и массовая доля элемента в сложном веществе, массовая доля вещества в растворе обозначается греческой буквой («омега» ) и может принимать значения от 0 до 1 (или от 0 до 100%). Она показывает, какая часть массы раствора приходится на растворенное вещество. И еще: массовая доля вещества в процентах численно равна массе растворенного вещества в 100 г раствора. К примеру, в 100 г 3%-го раствора уксуса содержится 3 г чистой уксусной кислоты.
Самые простые растворы состоят из двух компонентов. Один из компонентов раствора – растворитель. Для нас более привычны жидкие растворы, значит, растворитель в них – жидкое вещество. Чаще всего – вода.
Другой компонент раствора – растворенное вещество. Им может быть и газ, и жидкое, и твердое вещество.
Масса раствора складывается из массы растворителя и массы растворенного вещества, т. е. верно выражение:
Предположим, массовая доля растворенного вещества равна 0,1, или 10%. Значит, оставшиеся 0,9, или 90%, – это массовая доля растворителя.
Массовая доля растворенного вещества широко используется не только в химии, но и в медицине, биологии, физике, да и в повседневной жизни. В качестве иллюстрации к сказанному рассмотрим решение некоторых задач прикладного характера.
Задача 1. Перед посадкой семена томатов дезинфицируют (протравливают) 1%-м раствором марганцовки. Какую массу такого раствора можно приготовить из 0,25 г марганцовки?
(марганцовки) = 0,01 г,
m(марганцовки) = 0,25 г.
Зная массу растворенного вещества и его массовую долю в растворе, можно вычислить массу раствора:
Формула массы раствора
Определение и формула массы раствора
В лабораториях и промышленности чаще имеют дело не с индивидуальными веществами, а с гетерогенными или гомогенными смесями двух и более вещества. Гомогенные смеси веществ переменного состава называют растворами. Компонент раствора, концентрация которого выше других компонентов, является растворителем. Растворитель сохраняет свое фазовое состояние при образовании раствора. Различают газовые, жидкие и твердые растворы.
При вычислении концентрации какого-либо компонента жидкого раствора важно знать и уметь рассчитывать величину массы раствора. Это сумма масс всех компонентов, составляющих раствор (и растворенных веществ, и растворителя).
Для вычисления массы раствора можно использовать следующие формулы:
где msolute – масса растворенного вещества, а w — массовая концентрация (доля) растворенного вещества в растворе, выраженная в процентах;
где r — плотность раствора (г/см 3 ), а V – объем раствора.
Примеры решения задач
Задание | Вычислите массу кремния, который может прореагировать с горячим раствором щелочи объемом 200 мл (массовая доля NaOH 35%, плотность 1,38 г/мл). Определите объем водорода, выделяющегося в результате этой реакции. |
Решение | Рассчитаем массу раствора гидроксида натрия: |
msolution (NaOH) = V(NaOH) × ρ(NaOH);
msolution (NaOH) = 200× 1,38 = 276 г.
Тогда, масса гидроксида натрия будет равна:
msolute (NaOH)= 276 × 35/100% = 96,6 г.
Вычислим количество моль гидроксида натрия (молярная масса – 40 г/моль):
n(NaOH) = m(NaOH) / M(NaOH);
n(NaOH) = 96,6 / 40 = 2,415 моль.
Запишем уравнение реакции взаимодействия кремния с горячим раствором щелочи:
Согласно уравнению реакции n(NaOH) : n(Si) = 4:1, значит:
n(Si) = 0,25 × 2,415 = 0,6 моль.
Тогда, масса кремния (молярная масса – 28 г/моль) будет равна:
m(Si) = 0,6 × 28 = 16,8 г.
Для того, чтобы вычислить объем выделившегося водорода, рассчитаем его количество вещества. Согласно уравнению реакции n(NaOH) : n(H2) = 4:2, значит:
n(H2) = 0,5 × 2,415 = 1,25 моль.
Тогда, объем выделившегося водорода будет равен:
V(H2) = 1,25 × 22,4 = 28 л.
Задание | Вычислите массу гидроксида калия, который требуется для приготовления раствора щелочи объемом 20 мл (массовая доля KOH 20%, плотность 1,22 г/мл). |
Решение | Найдем массу раствора гидроксида калия: |
msolution = 20 × 1,22 = 24,4 г.
Тогда, масса гидроксида калия, который требуется для приготовления щелочи будет равна:
msolute (KOH) = ω (KOH) / 100% ×msolution;
msolute (KOH) = 20 / 100% × 24,4 = 4,48 г.
Копирование материалов с сайта возможно только с разрешения
администрации портала и при наличие активной ссылки на источник.