Задача № 23
Дайте определение и рассчитайте массовую долю и массовую концентрацию растворённого вещества, его молярную и моляльную концентрации, молярную концентрацию эквивалентов и титр раствора на основании данных:
Формула вещества
Масса вещества, г
Масса воды, г
Плотность раствора, г/мл
H2SO4
20
597
1,02
Решение:
Раствор - это гомогенная система, состоящая из растворенного вещества, растворителя и продуктов их взаимодействия.
Простейшие составные части раствора (компоненты) обычно могут быть выделены в чистом виде; их смешением можно вновь получить раствор любого допустимого состава. Количественное соотношение компонентов определяется их концентрациями. Обычно основной компонент называют растворителем, а остальные компоненты - растворенными веществами. Если одним из компонентов является жидкость, а другим - газы или твёрдые вещества, то растворителем считают жидкость.
Важнейшей количественной характеристикой раствора является его концентрация, которая показывает содержание растворенного вещества в определённом количестве раствора или растворителя.
1. Определим массу раствора (m(р-ра)):
,
где: m (В) - масса растворенного вещества В, г;
m (воды) – масса воды, г.
г.
2. Рассчитаем массовую долю растворенного вещества (щ (В)):
или 3,24%
3. Вычислим объем раствора (V), используя формулу:
,
где: с – плотность раствора, г/мл.
мл.
4. Определим массовую концентрацию растворённого вещества (г (В)):
,
где: V – объем раствора, л; 604,9 мл = 0,6049 л
г/л.
5. Вычислим молярную концентрацию вещества (С (В)):
,
где: М (В) - молярная масса вещества В, г/моль; М (H2SO4) = 1*2 + 32 + 16*4 = = 98 г/моль.
моль/л.
6. Рассчитаем моляльную концентрацию вещества (Cm (В)):
,
где: mр-ля – масса растворителя, в нашем случае воды, г.
моль/кг.
7. Вычислим молярную массу эквивалентов растворенного вещества (Мэк (В)):
,
где: Z (В) - эквивалентное число.
Z кислоты равно числу ионов Н+: для H2SO4 Z = 2.
г/моль.
8. Определим молярную концентрацию эквивалентов вещества (Сэк (В)):
моль/л.
9. Вычислим титр раствора (Т (В)):
,
г/мл.
Ответ: щ (H2SO4) = 0,0324; г (H2SO4) = 33,06 г/л; С (H2SO4) = 0,337 моль/л; Cm (H2SO4) = 0,342 моль/кг; Сэк (H2SO4) = 0,674 моль/л; Т (H2SO4) = 0,03306г/мл.
Список литературы
1. Алексеев В.Н. Количественный анализ. – М.: «Химия», 1972.
2. Алексеев В.Н. Теоретические основы физико-химических методов анализа. – М.: Высшая школа, 1979.
3. Здешнева А.М. Сборник задач и упражнений по аналитической химии. – М.: Высшая школа, 1979.
4. Крешков А.П. Основы аналитической химии. Т. 2. – М.: «Химия», 1976.
5. Крешков А.П., Ярославцев А.А. Курс аналитической химии. Качественный анализ, книга первая. – М.: «Химия», 1975.