VIII. Какую массу бихромата калия надо взять для приготовления 2 л 0,02 н. раствора, если он предназначен для изучения окислительных свойств этого вещества в кислой среде.

ЗАДАЧИ

В аналитической химии часто, прежде чем проводить тот или иной анализ, необходимо приготовить растворы веществ с определенной концентрацией, поэтому рассмотрим чисто практические задачи, а именно как приготовить раствор той или иной концентрации.

 

I. Какую массу фосфата калия и воды надо взять для приготовления раствора с ω (К₃РО₄)=8% (0, 08) массой 250 г?

Решение.

1. ω (К₃РО₄)=m(К₃РО₄)/m_p-pa. Следовательно:

m(К₃РО₄) = m_р-ра·ω (К₃РО₄) = 250·0, 08 = 20 г.

2. m(H₂O) = m_p-pa – m(К₃РО₄) = 250 – 20 = 230 г.

В лабораторной практике приходится готовить разбавленный раствор с массовой долей растворенного вещества ω (В) и массой m_р-ра из концентрированного раствора того же вещества разбавлением последнего водой. Масса растворенного вещества остается постоянной при разбавлении концентрированного раствора водой.

II. Какой объем раствора серной кислоты ρ = 1, 8 г/мл с ω (Н₂SO₄) = 88% надо взять для приготовления раствора кислоты объемом 300 мл и ρ =1, 3 г/мл с ω (Н₂SO₄) = 40%.

Решение.

1. Масса раствора кислоты, который надо приготовить, составляет:

m_p-pa =V·ρ; m =300·1, 3 = 390 г.

2. Определяем массу растворенного вещества:

m(H₂SO₄) = m_р-ра ω (H₂SO₄); m(H₂SO₄) = 390·0, 4 = 156 г.

3. Такая же масса Н₂SO₄ должна содержаться и в растворе с ω (Н₂SO₄)_к =0, 88 (88%) массой m_к. Поэтому

m_к =m(H₂SO₄)/ ω (Н₂SO₄)_к = 156/0, 88 = 177, 3 г.

4. Рассчитываем объем раствора кислоты:

V =m_к/ρ; V = 177, 3/1, 8 = 98, 5 мл.

 

Эту задачу можно решить по формуле, которая выводится из положения, что m_к-ты – const

или тогда .

 

При решении задач на смешение растворов с известной массовой долей вещества ω ₁(В) и ω ₂(В) можно использовать формулу:

 

III. В лаборатории имеются растворы с массовой долей хлорида натрия 10 и 20%. Какую массу каждого раствора надо взять для получения раствора с массовой долей соли 12% массой 300 г?

Решение 1.

1. Введем обозначения: ω ₁(NaCl) = 0, 1 (10%); ω ₂(NaCl) = 0, 2 (20%); ω (NaCl) = 0, 12 (12%).

2. Из определения массовой доли следует:

ω ₁(NaCl) = m₁(NaCl)/m_{p-pa 1}; 0, 1 = m₁(NaCl)/m_{p-pa 1};

m₁(NaCl) =0, 1m_{p-pa 1}.

Аналогично получаем:

ω ₂(NaCl) = m₂(NaCl)/m_{p-pa 2}.

m₂(NaCl) = 0, 2m_{p-pa 2}

3. Масса NaCl в растворе, который надо приготовить, составляет:

m(NaCl) = m₁(NaCl) + m₂(NaCl) или m(NaCl) = 0, 1m_{p-pa 1} + 0, 2m_{p-pa 2}

4. Для раствора с ω (NaCl) = 0, 12 запишем:

ω (NaCl) = m(NaCl)/m_р-ра; 0, 12 = 0, 1m_{p-pa 1} + 0, 2m_{p-pa 2}/300

0, 1m_{p-pa 1} + 0, 2m_{p-pa 2} = 36

5. Умножив обе части равенства на 10, получим:

m_{p-pa 1} + 2m_{p-pa 2} = 360 (а)

(можно не умножать, тогда уравнением (а) будет 0, 1m_{p-pa 1} + 0, 2m_{p-pa 2} = 36).

6. Находим массу раствора, который надо приготовить:

m =m_{p-pa 1} + m_{p-pa 2}

или

m_{p-pa 1} + m_{p-pa 2} = 300 (б)

7. Решая систему уравнений (а) и (б), получаем: m_{p-pa 1} = 240 г, m_{p-pa 2} = 60 г.

Решение II. Задачу такого типа можно решить, используя правило смешения или так называемое правило креста.

0, 2 0, 02

0, 12

0, 1 0, 08

1. Числа 0, 02 и 0, 08 показывают, в каком массовом отношении надо взять растворы с ω ₂(NaCl) = 0, 2 (20%) и ω ₁(NaCl) = 0, 1 (10%) соответственно.

2. Таким образом, масса раствора с ω ₂(NaCl) = 0, 2 составляет:

m_{p-pa 2} = m·0, 02/(0, 08 + 0, 02); m_{p-pa 2} = 300·0, 02/(0, 08 + 0, 02) = 60 г.

3. Определяем массу раствора с ω ₁(NaCl) =0, 1:

m_{p-pa 1} = m·0, 08/(0, 08 + 0, 02); m_{p-pa 1} = 300·0, 08/(0, 08 + 0, 02) = 240 г.

Массовые части 0, 02 и 0, 08 в сумме дают 0, 1 это равно 300 г. Следовательно, на одну массовую часть приходится 300/0, 1 = 3000.

Масса раствора с ω ₂(NaCl) =0, 02·3000 = 60 г.

Масса раствора с ω ₁(NaCl) = 0, 08·3000 = 240 г.

IV. Определите массу раствора с массовой долей CuSO₄ 10% и массу воды, которые потребуются для приготовления раствора массой 500 г с массовой долей CuSO₄ 2%.

Решение I. В схеме при использовании правила смешения воду можно представить как раствор с массовой долей растворенного вещества, равной 0.

0, 1 0, 02

0, 02

0 0, 08

1. Вычисляем массу раствора с ω ₁(CuSO₄) = 0, 1:

m_{p-pa 1} = m·0, 02/(0, 02 + 0, 08); m_{p-pa 1} = 500·0, 02/(0, 02 + 0, 08) = 100 г.

2. Масса воды составляет:

m(H₂O) = m·0, 08/(0, 02 + 0, 08); m(H₂O) = 500·0, 08/(0, 02 + 0, 08) = 400 г.

Решение II. Можно решить по формуле:

.

Масса концентрированного раствора: m_к = 500·2/10 = 100 г.

m(H₂O) = 500 – 100 = 400 г.

 

V. Определите массу кристаллогидрата Na₂B₄O₇·10H₂O и объем воды, необходимые для приготовления 300 мл раствора с массовой долей Na₂B₄O₇ равной 2, 5% и ρ = 1, 02 г/мл. [М(Na₂B₄O₇·10H₂O) = 381, 03 г/моль, М(Na₂B₄O₇) = 201, 13 г/моль].

Решение.

1. Находим массу раствора, который необходимо приготовить:

m_p-pa = ρ ·V = 1, 02·300·= 306 г.

2. Рассчитываем массу Na₂B₄O₇:

ω = m(В)/m_р-ра, тогда m(В) = ω ·ρ ·V = 0, 025·306 = 7, 65 г.

3. Рассчитываем массу кристаллогидрата, исходя из того, что n(Na₂B₄O₇·10H₂O) = n(Na₂B₄O₇)

в 381, 03 Na₂B₄O₇·10H₂O г содержится 201, 13 г Na₂B₄O₇

х 7, 65 г

х = 7, 65·381, 03/201, 13 = 14, 49 г.

4. Определяем массу воды, необходимую для приготовления раствора:

m(Н₂О) = m_p-pa – m_кр, m(Н₂О) = 306 – 14, 49 = 291, 51 г или 291, 51 мл.

 

Р.S. Формулы для расчета:

, или , или . .

VI. Какую массу NaNO₃, необходимо взять для приготовления 300 мл 0, 2 М раствора.

Решение.

1. Исходя из определения молярной концентрации раствора, находим массу нитрата натрия:

.

m(NaNO₃) = 0, 2·85·0, 3 = 5, 1 г.

VII. Сколько граммов карбоната натрия необходимо взять для приготовления 500 мл 0, 25 н. установочного раствора для установки титра раствора хлороводородной кислоты. Уравнение химической реакции: Na₂CO₃ + 2НСl = 2NaCl + H₂O + CO₂.

Решение:

1. Исходя из уравнения реакции, определяем z(Na₂CO₃). На одну ФЕ Na₂CO₃ затрачивается 2Н⁺, следовательно, z(Na₂CO₃) = 2, f_эк = ½.

2. Исходя из определения молярной концентрации эквивалентов раствора, находим массу карбоната натрия:

m(Na₂CO₃) = C_эк(Na₂CO₃)·M_эк(Na₂CO₃)·V.

M_эк(Na₂CO₃)·= f_эк M(Na₂CO₃) = ½ ·106 = 53 г/моль

m(Na₂CO₃) = 0, 25·53·0, 5 = 6, 63 г.

ЗАДАЧИ

В аналитической химии часто, прежде чем проводить тот или иной анализ, необходимо приготовить растворы веществ с определенной концентрацией, поэтому рассмотрим чисто практические задачи, а именно как приготовить раствор той или иной концентрации.

 

I. Какую массу фосфата калия и воды надо взять для приготовления раствора с ω (К₃РО₄)=8% (0, 08) массой 250 г?

Решение.

1. ω (К₃РО₄)=m(К₃РО₄)/m_p-pa. Следовательно:

m(К₃РО₄) = m_р-ра·ω (К₃РО₄) = 250·0, 08 = 20 г.

2. m(H₂O) = m_p-pa – m(К₃РО₄) = 250 – 20 = 230 г.

В лабораторной практике приходится готовить разбавленный раствор с массовой долей растворенного вещества ω (В) и массой m_р-ра из концентрированного раствора того же вещества разбавлением последнего водой. Масса растворенного вещества остается постоянной при разбавлении концентрированного раствора водой.

II. Какой объем раствора серной кислоты ρ = 1, 8 г/мл с ω (Н₂SO₄) = 88% надо взять для приготовления раствора кислоты объемом 300 мл и ρ =1, 3 г/мл с ω (Н₂SO₄) = 40%.

Решение.

1. Масса раствора кислоты, который надо приготовить, составляет:

m_p-pa =V·ρ; m =300·1, 3 = 390 г.

2. Определяем массу растворенного вещества:

m(H₂SO₄) = m_р-ра ω (H₂SO₄); m(H₂SO₄) = 390·0, 4 = 156 г.

3. Такая же масса Н₂SO₄ должна содержаться и в растворе с ω (Н₂SO₄)_к =0, 88 (88%) массой m_к. Поэтому

m_к =m(H₂SO₄)/ ω (Н₂SO₄)_к = 156/0, 88 = 177, 3 г.

4. Рассчитываем объем раствора кислоты:

V =m_к/ρ; V = 177, 3/1, 8 = 98, 5 мл.

 

Эту задачу можно решить по формуле, которая выводится из положения, что m_к-ты – const

или тогда .

 

При решении задач на смешение растворов с известной массовой долей вещества ω ₁(В) и ω ₂(В) можно использовать формулу:

 

III. В лаборатории имеются растворы с массовой долей хлорида натрия 10 и 20%. Какую массу каждого раствора надо взять для получения раствора с массовой долей соли 12% массой 300 г?

Решение 1.

1. Введем обозначения: ω ₁(NaCl) = 0, 1 (10%); ω ₂(NaCl) = 0, 2 (20%); ω (NaCl) = 0, 12 (12%).

2. Из определения массовой доли следует:

ω ₁(NaCl) = m₁(NaCl)/m_{p-pa 1}; 0, 1 = m₁(NaCl)/m_{p-pa 1};

m₁(NaCl) =0, 1m_{p-pa 1}.

Аналогично получаем:

ω ₂(NaCl) = m₂(NaCl)/m_{p-pa 2}.

m₂(NaCl) = 0, 2m_{p-pa 2}

3. Масса NaCl в растворе, который надо приготовить, составляет:

m(NaCl) = m₁(NaCl) + m₂(NaCl) или m(NaCl) = 0, 1m_{p-pa 1} + 0, 2m_{p-pa 2}

4. Для раствора с ω (NaCl) = 0, 12 запишем:

ω (NaCl) = m(NaCl)/m_р-ра; 0, 12 = 0, 1m_{p-pa 1} + 0, 2m_{p-pa 2}/300

0, 1m_{p-pa 1} + 0, 2m_{p-pa 2} = 36

5. Умножив обе части равенства на 10, получим:

m_{p-pa 1} + 2m_{p-pa 2} = 360 (а)

(можно не умножать, тогда уравнением (а) будет 0, 1m_{p-pa 1} + 0, 2m_{p-pa 2} = 36).

6. Находим массу раствора, который надо приготовить:

m =m_{p-pa 1} + m_{p-pa 2}

или

m_{p-pa 1} + m_{p-pa 2} = 300 (б)

7. Решая систему уравнений (а) и (б), получаем: m_{p-pa 1} = 240 г, m_{p-pa 2} = 60 г.

Решение II. Задачу такого типа можно решить, используя правило смешения или так называемое правило креста.

0, 2 0, 02

0, 12

0, 1 0, 08

1. Числа 0, 02 и 0, 08 показывают, в каком массовом отношении надо взять растворы с ω ₂(NaCl) = 0, 2 (20%) и ω ₁(NaCl) = 0, 1 (10%) соответственно.

2. Таким образом, масса раствора с ω ₂(NaCl) = 0, 2 составляет:

m_{p-pa 2} = m·0, 02/(0, 08 + 0, 02); m_{p-pa 2} = 300·0, 02/(0, 08 + 0, 02) = 60 г.

3. Определяем массу раствора с ω ₁(NaCl) =0, 1:

m_{p-pa 1} = m·0, 08/(0, 08 + 0, 02); m_{p-pa 1} = 300·0, 08/(0, 08 + 0, 02) = 240 г.

Массовые части 0, 02 и 0, 08 в сумме дают 0, 1 это равно 300 г. Следовательно, на одну массовую часть приходится 300/0, 1 = 3000.

Масса раствора с ω ₂(NaCl) =0, 02·3000 = 60 г.

Масса раствора с ω ₁(NaCl) = 0, 08·3000 = 240 г.

IV. Определите массу раствора с массовой долей CuSO₄ 10% и массу воды, которые потребуются для приготовления раствора массой 500 г с массовой долей CuSO₄ 2%.

Решение I. В схеме при использовании правила смешения воду можно представить как раствор с массовой долей растворенного вещества, равной 0.

0, 1 0, 02

0, 02

0 0, 08

1. Вычисляем массу раствора с ω ₁(CuSO₄) = 0, 1:

m_{p-pa 1} = m·0, 02/(0, 02 + 0, 08); m_{p-pa 1} = 500·0, 02/(0, 02 + 0, 08) = 100 г.

2. Масса воды составляет:

m(H₂O) = m·0, 08/(0, 02 + 0, 08); m(H₂O) = 500·0, 08/(0, 02 + 0, 08) = 400 г.

Решение II. Можно решить по формуле:

.

Масса концентрированного раствора: m_к = 500·2/10 = 100 г.

m(H₂O) = 500 – 100 = 400 г.

 

V. Определите массу кристаллогидрата Na₂B₄O₇·10H₂O и объем воды, необходимые для приготовления 300 мл раствора с массовой долей Na₂B₄O₇ равной 2, 5% и ρ = 1, 02 г/мл. [М(Na₂B₄O₇·10H₂O) = 381, 03 г/моль, М(Na₂B₄O₇) = 201, 13 г/моль].

Решение.

1. Находим массу раствора, который необходимо приготовить:

m_p-pa = ρ ·V = 1, 02·300·= 306 г.

2. Рассчитываем массу Na₂B₄O₇:

ω = m(В)/m_р-ра, тогда m(В) = ω ·ρ ·V = 0, 025·306 = 7, 65 г.

3. Рассчитываем массу кристаллогидрата, исходя из того, что n(Na₂B₄O₇·10H₂O) = n(Na₂B₄O₇)

в 381, 03 Na₂B₄O₇·10H₂O г содержится 201, 13 г Na₂B₄O₇

х 7, 65 г

х = 7, 65·381, 03/201, 13 = 14, 49 г.

4. Определяем массу воды, необходимую для приготовления раствора:

m(Н₂О) = m_p-pa – m_кр, m(Н₂О) = 306 – 14, 49 = 291, 51 г или 291, 51 мл.

 

Р.S. Формулы для расчета:

, или , или . .

VI. Какую массу NaNO₃, необходимо взять для приготовления 300 мл 0, 2 М раствора.

Решение.

1. Исходя из определения молярной концентрации раствора, находим массу нитрата натрия:

.

m(NaNO₃) = 0, 2·85·0, 3 = 5, 1 г.

VII. Сколько граммов карбоната натрия необходимо взять для приготовления 500 мл 0, 25 н. установочного раствора для установки титра раствора хлороводородной кислоты. Уравнение химической реакции: Na₂CO₃ + 2НСl = 2NaCl + H₂O + CO₂.

Решение:

1. Исходя из уравнения реакции, определяем z(Na₂CO₃). На одну ФЕ Na₂CO₃ затрачивается 2Н⁺, следовательно, z(Na₂CO₃) = 2, f_эк = ½.

2. Исходя из определения молярной концентрации эквивалентов раствора, находим массу карбоната натрия:

m(Na₂CO₃) = C_эк(Na₂CO₃)·M_эк(Na₂CO₃)·V.

M_эк(Na₂CO₃)·= f_эк M(Na₂CO₃) = ½ ·106 = 53 г/моль

m(Na₂CO₃) = 0, 25·53·0, 5 = 6, 63 г.

VIII. Какую массу бихромата калия надо взять для приготовления 2 л 0, 02 н. раствора, если он предназначен для изучения окислительных свойств этого вещества в кислой среде.

Решение.

1. В кислой среде K₂Cr₂O₇ восстанавливается до Сr³⁺ т.е. принимает 6е:

Cr₂O₇^2‾ + 6е + 14Н⁺ = 2Сr³⁺ + 7H₂O.

Следовательно, z(K₂Cr₂O₇) = 6, а f_эк(K₂Cr₂O₇) = 1/6. Тогда М_эк(K₂Cr₂O₇) = 1/6·294, 2 = 49, 03 г/моль. [Возможна такая запись М(1/6 K₂Cr₂O₇)].

2. Исходя из выражения для молярной концентрации эквивалентов, находим массу K₂Cr₂O₇

С_эк(K₂Cr₂O₇) = m(K₂Cr₂O₇)/M_эк(K₂Cr₂O₇)·V,

m(K₂Cr₂O₇) = 0, 02·49, 03·2 = 1, 96 г.

Поделиться:

Популярное:

1. I. Если глагол в главном предложении имеет форму настоящего или будущего времени, то в придаточном предложении может употребляться любое время, которое требуется по смыслу.
2. I. Общие свойства головного мозга
3. I. СОЦИОЛОГИЯ, ЕЁ ПРЕДМЕТ И МЕТОДОЛОГИЯ ИЗУЧЕНИЯ ОБЩЕСТВА
4. I.4. СЕМЬЯ И ШКОЛА : ОТСУТСТВИЕ УСЛОВИЙ ДЛЯ ВОСПИТАНИЯ
5. II. Ассистивные устройства, созданные для лиц с нарушениями зрения
6. II. Порядок представления статистической информации, необходимой для проведения государственных статистических наблюдений
7. III. Защита статистической информации, необходимой для проведения государственных статистических наблюдений
8. III. Перечень вопросов для проведения проверки знаний кандидатов на получение свидетельства коммерческого пилота с внесением квалификационной отметки о виде воздушного судна - самолет
9. Qt-1 - сглаженный объем продаж для периода t-1.
10. V Методика выполнения описана для позиции Учителя, так как Ученик находится в позиции наблюдателя и выполняет команды Учителя.
11. V. Порядок разработки и утверждения инструкций по охране труда для работников
12. VII. Перечень вопросов для проведения проверки знаний кандидатов на получение свидетельства линейного пилота с внесением квалификационной отметки о виде воздушного судна - вертолет