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:
msolution = msolute / w× 100%,
где msolute – масса растворенного вещества, а w — массовая концентрация (доля) растворенного вещества в растворе, выраженная в процентах;
msolution = r×V,
где r — плотность раствора (г/см3), 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 = V × ρ; msolution (NaOH) = V(NaOH) × ρ(NaOH); msolution (NaOH) = 200× 1,38 = 276 г. Тогда, масса гидроксида натрия будет равна: msolute = msolution× ω/100%; msolute(NaOH)= msolution(NaOH)× ω(NaOH)/100%; msolute (NaOH)= 276 × 35/100% = 96,6 г. Вычислим количество моль гидроксида натрия (молярная масса – 40 г/моль): n = m / M; n(NaOH) = m(NaOH) / M(NaOH); n(NaOH) = 96,6 / 40 = 2,415 моль. Запишем уравнение реакции взаимодействия кремния с горячим раствором щелочи: Si + 4NaOH = Na4SiO4 + 2H2↑. Согласно уравнению реакции n(NaOH) : n(Si) = 4:1, значит: n(Si) = 1/4 × n(NaOH); n(Si) = 0,25 × 2,415 = 0,6 моль. Тогда, масса кремния (молярная масса – 28 г/моль) будет равна: m = n × M; m(Si) = n(Si) × M(Si); 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) = 1/2 × n(NaOH); n(H2) = 0,5 × 2,415 = 1,25 моль. Тогда, объем выделившегося водорода будет равен: V = n × Vm; V(H2) = n (H2) × Vm; V(H2) = 1,25 × 22,4 = 28 л. |
| Ответ | Масса кремния равна 16,8 г, объем водорода – 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 = Vsolution × ρ; msolution = 20 × 1,22 = 24,4 г. Тогда, масса гидроксида калия, который требуется для приготовления щелочи будет равна: ω = msolute / msolution × 100%; msolute = ω / 100% ×msolution; msolute (KOH) = ω (KOH) / 100% ×msolution; msolute (KOH) = 20 / 100% × 24,4 = 4,48 г. |
| Ответ | Масса гидроксида калия 4,48 г |
