Формула нормальности раствора
Определение и формула нормальности раствора
На практике нормальность раствора по аналогии с молярной концентрацией выражают в моль/л. Так, например, с(H2SO4) = 1 моль/л, с(KOH) = 0,01 моль/л. При с(В) = 1 моль/л раствор называют нормальным, при с(В) = 0,01 моль/л – сантимолярным и т.д. Приняты и такие обозначения: 1 н. раствор H2SO4; 0,01 н. раствор KOH.
Моль вещества эквивалента содержит 6,02×1023 эквивалентов.
Пользуясь растворами, концентрация которых выражена нормальностью, легко заранее рассчитать, в каких объемных отношениях они должны быть смешаны, чтобы растворенные вещества прореагировали без остатка. Пусть V1 л раствора вещества 1 с нормальностью N1 реагирует с V2 л раствора вещества 2 с нормальностью N2. Это означает, что в реакцию вступило N1×V1 эквивалентов вещества 1 и N2×V2 эквивалентов вещества 2. Но вещества реагируют в эквивалентных количествах, следовательно:
N1×V1 = N2×V2;
V1 :V2 = N1 : N2.
Таким образом, объемы растворов реагирующих веществ обратно пропорциональны их нормальностям.
На основании этой зависимости можно не только вычислять требуемые для проведения реакций объемы растворов, но и обратно, по объемам затраченных на реакцию растворов находить их концентрации.
Примеры решения задач
| Задание | Вычислите массовую долю нитрата серебра в растворе, полученном при растворении соли массой 40 г в воде количеством 20 моль. |
| Решение | Найдем массу воды (молярная масса 18 г/моль):
m = n × M; m (H2O) = n (H2O)× M (H2O); m (H2O)= 20 × 18 = 360 г. Рассчитаем массу раствора нитрата серебра: msolution(AgNO3) = m(AgNO3) + m(H2O); msolution(AgNO3) = 40 + 360 = 400 г. Вычислим массовую долю нитрата серебра в растворе: ω(AgNO3)=m(AgNO3) / msolution(AgNO3) × 100%; ω (AgNO3)=40 / 400 × 100% = 10%. |
| Ответ | массовая долю нитрата серебра в растворе равна 10% |
| Задание | К раствору нитрата свинца (II) массой 80г (массовая доля соли 6,6%) прилили раствор йодида натрия массой 60 г (массовая доля NaI 5%). Рассчитайте массу йодида свинца (II), выпадающего в осадок. |
| Решение | Запишем уравнение реакции взаимодействия нитрата свинца (II) с иодидом натрия:
Pb(NO3)2+ 2NaI = PbI2↓ + 2NaNO3. Найдем массы растворенных веществ нитрата свинца (II) и иодидом натрия: ω = msolute/ msolution × 100%; msolute= ω /100%×msolution; msolute (Pb(NO3)2)=ω(Pb(NO3)2) /100%×msolution (Pb(NO3)2); msolute (Pb(NO3)2) = 6,6 /100%× 80 = 5,28 г; msolute (NaI) = ω (NaI) /100%×msolution (NaI); msolute (NaI) =5 /100% × 60 = 3 г. Найдем количество моль веществ, вступивших в реакцию (молярная масса нитрата свинца (II) равна 331 г/моль, иодида натрия – 150 г/моль) и определим, какое из них находится в избытке: n = m / M; n(Pb(NO3)2) =msolute (Pb(NO3)2) / M (Pb(NO3)2); n (Pb(NO3)2) = 5,28 / 331 = 0,016 моль. n(NaI) =msolute (NaI) / M (NaI); n (NaI) = 3 / 150 = 0,02 моль. Иодид натрия находится в избытке, следовательно, все дальнейшие расчеты ведем по нитрату свинца (II). n (Pb(NO3)2) : n (PbI2) = 1:1, т.е. n (Pb(NO3)2) = n (PbI2) = 0,016 моль. Тогда масса иодида свинца (II) будет равна (молярная масса – 461 г/моль): m = n × M; m (PbI2) = n (PbI2) × M (PbI2); m (PbI2) = 0,016 × 461 = 7,376 г. |
| Ответ | Масса иодида свинца (II) равна 7,376 г |
