Приготовить раствор: Приготовление раствора — урок. Химия, 8 класс.

Содержание

Как правильно приготовить раствор препарата?

🔥🔥🔥 РАСТЕНИЯ В ШОКЕ: СРЕЗАЕМ ЦЕНЫ!

Опубликовано:

5 лет назад

0 комментариев

В различных источниках мы часто сталкиваемся с подобными рекомендациями:
«Опрыскайте яблоню 5% раствором медного купороса».
«Для борьбы с сорняками используйте 1-2% раствор Раундапа».
Встает вопрос: как правильно приготовить раствор препарата нужной концентрации? Все очень просто. Разберем на примерах.

ПРИМЕР №1
Необходимо приготовить 1 л 5% раствора медного купороса для опрыскивания яблони. Для этого 5 частей препарата (5%) нужно растворить в 95 частях воды (100%-5%=95%). То есть на 950 мл воды потребуется 50 гр медного купороса.

ПРИМЕР №2
Для борьбы с сорняками нужно приготовить раствор препарата «Раундап». Согласно инструкции концентрация рабочего раствора 2%, расход на 1 сотку — 10 литров.

2 части препарата разводим в 98 частях воды. Тогда на 9,8 литров воды нужно взять 0,2 литра (200 мл) Раундапа.

Полученного раствора хватит на обработку участка площадью 100 м2.

Если требуется обработать площадь в 2 сотки — увеличиваем расход воды и препарата в 2 раза, 5 соток — в 5 раз, 0,5 сотки — уменьшаем в два раза и т.д.

${ productModal.title }

Товар добавлен в корзину

Эта статья была вам полезна? Поделитесь ей с вашими друзьями и получите бонусы за активность

8 поделились

5 поделились

Расчеты при приготовлении водных растворов

Приблизительные растворы. При приготовлении приблизительных растворов количества веществ, которые должны быть взяты для этого, вычисляют с небольшой точностью. Атомные веса элементов для упрощения расчетов допускается брать округленными иногда до целых единиц. Так, для грубого подсчета атомный вес железа можно принять равным 56 вместо точного —55,847; для серы — 32 вместо точного 32,064 и т. д.

Вещества для приготовления приблизительных растворов взвешивают на технохимических или технических весах.

Принципиально расчеты при приготовлении растворов совершенно одинаковы для всех веществ.

Количество приготовляемого раствора выражают или в единицах массы (г, кг), или в единицах объема (мл, л), причем для каждого из этих случаев вычисление количества растворяемого вещества проводят по-разному.

Пример. Пусть требуется приготовить 1,5 кг 15%-ного раствора хлористого натрия; предварительно вычисляем требуемое количе-ство соли. Расчет проводится согласно пропорции:

т. е. если в 100 г раствора содержится 15 г соли (15%), то сколько ее потребуется для приготовления 1500 г раствора?

Расчет показывает, что нужно отвесить 225 г соли, тогда воды иужио взять 1500 — 225 = 1275 г. ¦

Если же задано получить 1,5 л того же раствора, то в этом случае по справочнику узнают его плотность, умножают последнюю на заданный объем и таким образом находят массу требуемого количества раствора. Так, плотность 15%-нoro раствора хлористого натрия при 15 0C равна 1,184 г/см3. Следовательно, 1500 мл составляет

Следовательно, количество вещества для приготовления 1,5 кг и 1,5 л раствора различно.

Расчет, приведенный выше, применим только для приготовления растворов безводных веществ. Если взята водная соль, например Na2SO4-IOh3O1 то расчет несколько видоизменяется, так как нужно принимать во внимание и кристаллизационную воду.

Пример. Пусть нужно приготовить 2 кг 10%-ного раствора Na2SO4, исходя из Na2SO4 *10h3O.

Молекулярный вес Na2SO4 равен 142,041, a Na2SO4*10h3O 322,195, или округленно 322,20.

Расчет ведут вначале па безводную соль:

Следовательно, нужно взять 200 г безводной соли. Количество десятиводной соли находят из расчета:

Воды в этом, случае нужно взять: 2000 — 453,7 =1546,3 г.

Так как раствор не всегда готовят с пересчетом на безводную соль, то на этикетке, которую обязательно следует наклеивать на сосуд с раствором, нужно указать, из какой соли приготовлен раствор, например 10%-ный раствор Na2SO4 или 25%-ный Na2SO4*10h3O.

Часто случается, что приготовленный ранее раствор нужно разбавить, т. е. уменьшить его концентрацию; растворы разбавляют или по объему, или по массе.

Пример. Нужно разбавить 20%-ный раствор сернокислого аммония так, чтобы получить 2 л 5%-иого раствора. Расчет ведем следующим путем. По справочнику узнаем, что плотность 5%-ного раствора (Nh5)2SO4 равна 1,0287 г/см3. Следовательно, 2 л его должны весить 1,0287*2000 = 2057,4 г. В этом количестве должно находиться сернокислого аммония:

Теперь можно подсчитать, сколько нужно взять 20%-ного рас* твора, чтобы получить 2 л 5%-ного раствора.

Полученную массу раствора можно пересчитать на объем его. Для этого массу раствора делят на его плотность (плотность 20%-ного раствора равна 1.1149 г/см3), т. е.

Учитывая, что при отмеривании могут произойти потери, нужно взять 462 мл и довести их до 2 л, т. е. добавить к ним 2000—462 = = 1538 мл воды.

Если же разбавление проводить по массе, расчет упрощается. Но вообще разбавление проводят из расчета на объем, так как жидкости, особенно в больших количествах, легче отмерить по объему, чем взвесить.

Нужно помнить, что при всякой работе как с растворением, так и с разбавлением никогда не следует выливать сразу всю воду в сосуд. Водой ополаскивают несколько раз ту посуду, в которой проводилось взвешивание или отмеривание нужного вещества, и каждый раз добавляют эту воду в сосуд для раствора.

Когда не требуется особенной точности, при разбавлении растворов или смешивании их для получения растворов другой концентрации можно пользоваться следующим простым и быстрым способом.

Возьмем разобранный уже случай разбавления 20%-ного раствора сернокислого аммония до 5%-ного. Пишем вначале так:

где 20 — концентрация взятого раствора, 0 — вода и 5’—-требуемая концентрация. Теперь из 20 вычитаем 5 и полученное значение пишем в правом нижнем углу, вычитая же нуль из 5, пишем цифру в правом верхнем углу. Тогда схема примет такой вид:

Это значит, что нужно взять 5 объемов 20%-ного раствора и 15 объемов воды. Конечно, такой расчет не отличается точностью.

Если смешивать два раствора одного и того же вещества, то схема сохраняется та же, изменяются только числовые значения. Пусть смешением 35%-ного раствора и 15%-ного нужно приготовить 25%-ный раствор. Тогда схема примет такой вид:

т. е. нужно взять по 10 объемов обоих растворов. Эта схема дает приблизительные результаты и ею можно пользоваться только тогда, когда особой точности не требуется.Для всякого химика очень важно воспитать в себе привычку к точности в вычислениях, когда это необходимо, и пользоваться приближенными цифрами в тех случаях, когда это не повлияет на результаты работы.Когда нужна большая точность при разбавлении растворов, вычисление проводят по формулам.

Разберем несколько важнейших случаев.

Приготовление разбавленного раствора. Пусть с — количество раствора, m%—концентрация раствора, который нужно разбавить до концентрации п%. Получающееся при этом количество разбавленного раствора х вычисляют по формуле:

а объем воды v для разбавления раствора вычисляют по формуле:

Смешивание двух растворов одного и того же вещества различной концентрации для получения раствора заданной концентрации. Пусть смешиванием а частей m%-ного раствора с х частями п%-ного раствора нужно получить /%-ный раствор, тогда:

Точные растворы. При приготовлении точных растворов вычисление количеств нужных веществ проверят уже с достаточной степенью точности. Атомные весы элементов берут по таблице, в которой приведены их точные значения. При сложении (или вычитании) пользуются точным значением слагаемого с наименьшим числом десятичных знаков. Остальные слагаемые округляют, оставляя после запятой одним знаком больше, чем в слагаемом с наименьшим числом знаков. В результате оставляют столько цифр после запятой, сколько их имеется в слагаемом с наименьшим числом десятичных знаков; при этом производят необходимое округление. Все расчеты производят, применяя логарифмы, пятизначные или четырехзначные. Вычисленные количества вещества отвешивают только на аналитических весах.

Взвешивание проводят или на часовом стекле, или в бюксе. Отвешенное вещество высыпают в чисто вымытую мерную колбу через чистую сухую воронку небольшими порциями. Затем из промывалки несколько раз небольшими порциями воды обмывают над воронкой бнже или часовое стекло, в котором проводилось взвешивание. Воронку также несколько раз обмывают из промывалки дистиллированной водой.

Для пересыпания твердых кристаллов или порошков в мерную колбу очень удобно пользоваться воронкой, изображенной на рис. 349. Такие воронки изготовляют емкостью 3, 6, и 10 см3. Взвешивать навеску можно непосредственно в этих воронках (негигроскопические материалы), предварительно определив их массу. Навеска из воронки очень легко переводится в мерную колбу. Когда навеска пересыпается, воронку, не вынимая из горла колбы, хорошо обмывают дистиллированной водой из промывалки.

Как правило, при приготовлении точных растворов и переведении растворяемого вещества в мерную колбу растворитель (например, вода) должен занимать не более половины емкости колбы. Закрыв пробкой мерную колбу, встряхивают ее до полного растворения твердого вещества. После этого полученный раствор дополняют водой до метки и тщательно перемешивают.

Молярные растворы. Для приготовления 1 л 1 M раствора какого-либо вещества отвешивают на аналитических весах 1 моль его и растворяют, как указано выше.

Пример. Для приготовления 1 л 1 M раствора азотнокислого серебра находят в таблице или подсчитывают молекулярную массу AgNO3, она равна 169,875. Соль отвешивают и растворяют в воде.

Если нужно приготовить более разбавленный раствор (0,1 или 0,01 M), отвешивают соответственно 0,1 или 0,01 моль соли.

Если же нужно приготовить меньше 1 л раствора, то растворяют соответственно меньшее количество соли в соответствущем объеме воды.

Нормальные растворы готовят аналогично, только отвешивая не 1 моль, а 1 грамм-эквивалент твердого вещества.

Если нужно приготовить полунормальный или децинормальный раствор, берут соответственно 0,5 или 0,1 грамм-эквивалента. Когда готовят не 1 л раствора, а меньше, например 100 или 250 мл, то берут1/10 или 1/4 того количества вещества, которое требуется для приготовления I л, и растворяют в соответствующем объеме воды.

Рис 349. Воронки для пересыпания навески а колбу.

После приготовления раствора его нужно обязательно проверить титрованием соответствующим раствором другого вещества с известной нормальностью. Приготовленный раствор может не отвечать точно той нормальности, которая задана. В таких случаях иногда вводят поправку.

В производственных лабораториях иногда готовят точные растворы «по определяемому веществу». Применение таких растворов облегчает расчеты при анализах, так как достаточно умножить объем раствора, пошедший на титрование, на титр раствора, чтобы получить содержание искомого вещества (в г) во взятом для анализа количестве какого-либо раствора.

Расчет при приготовлении титрованного раствора по определяемому веществу ведут также по грамм-эквиваленту растворяемого вещества, пользуясь формулой:

Пример. Пусть нужно приготовить 3 л раствора марганцовокислого калия с титром по железу 0,0050 г/мл. Грамм-эквивалент KMnO4 равен 31,61., а грамм-эквивалент Fe 55,847.

Вычисляем по приведенной выше формуле:

Стандартные растворы. Стандартными называют растворы с разными, точно определенными концентрациями, применяемые в колориметрии, например растворы, содержащие в 1 мл 0,1, 0,01, 0,001 мг и т. д. растворенного вещества.

Кроме колориметрического анализа, такие растворы бывают нужны при определении рН, при нефелометрических определениях и пр. Иногда стандартные растворы» хранят в запаянных ампулах, однако чаще приходится готовить их непосредственно перед применением. Стандартные растворы готовят в объеме не больше 1 л, а ча ще — меньше. Только при большом расходе стандартного раствори можно готовить несколько литров его и то при условии, что стандартный раствор не будет храниться длительный срок.

Количество вещества (в г), необходимое для получения таких растворов, вычисляют по формуле:

Пример. Нужно приготовить стандартные растворы CuSO4 • 5h3O для колориметрического определения меди, причем в 1 мл первого раствора должно содержаться 1 мг меди, второго — 0,1 мг, третьего —0,01 мг, четвертого — 0,001 мг. Вначале готовят достаточное количество первого раствора, например 100 мл.

В данном случае Mi = 249,68; АСu = 63,54; следовательно, для приготовления 100 мл раствора, 1 мл которого содержал бы 1 мг меди (Т = 0,001 г/мл), нужно взять

Навеску соли переносят в мерную колбу емкостью 100 мл и добавляют воду до метки. Другие растворы готовят соответствующим разбавлением приготовленного.

Эмпирические растворы. Концентрацию этих растворов чаще всего выражают в г/л или г/мл. Для приготовления эмпирических растворов применяют очищенные перекристаллизацией вещества или реактивы квалификации ч. д. а. или х. ч.

Пример. Нужно приготовить 0,5 л раствора CuSO4, содержашего Cu 10 мг/мл. Для приготовления раствора применяют CuSO4 • 5h3O.

Чтобы подсчитать, сколько следует взять этой солн для приготовления раствора заданного объема, подсчитывают, сколько Cu должно содержаться в нем. Для этого объем умножают на заданную концентрацию, т. е.

500*10 = 5000 мг, или 5,0000 г

После этого, зная молекулярный вес соли, подсчитывают нужное количество ее:

На аналитических весах отвешивают в бюксе точно 19,648 г чистой соли, переводят ее в мерную колбу емкостью 0,5 л. Растворение проводят, как указано выше.

К оглавлению

см. также

Основные понятия о растворах
Классификация растворов
Концентрация растворов
Техника приготовления растворов
Расчеты при приготовлении водных растворов
Растворы солей
Растворы щелочей
Растворы кислот
Фиксаналы
Некоторые замечания о титровании и точных растворах
Расчеты при титровании с помощью весовых бюреток
Рациональные величины
Растворение жидкостей
Растворение газов
Индикаторы
Автоматическое титрование
Неводные растворы
Растворение в органических растворителях
Обесцвечивание растворов

Глава 12.1: Подготовка растворов — Химия LibreTexts

Последнее обновление
Сохранить как PDF

Идентификатор страницы: 19928

Цель обучения

Количественно описать концентрации растворов.

В разделе 9.3 мы описали различные способы характеристики концентрации раствора, молярности (M), моляльности (m), концентрации в процентах и мольной доли (X). Количество растворенного вещества, растворенного в определенном количестве растворителя или раствора. раствора описывает количество растворенного вещества, которое содержится в определенном количестве растворителя или раствора. Знание концентрации растворенных веществ важно для контроля стехиометрии реагентов для реакций, протекающих в растворе. В этом разделе описывается, как можно приготовить растворы из маточного раствора известной концентрации 9.0024

Приготовление растворов

Для приготовления раствора, содержащего указанную концентрацию вещества, необходимо растворить желаемое количество молей растворенного вещества в достаточном количестве растворителя, чтобы получить желаемый конечный объем раствора.

$ Молярность раствора = dfrac{моли\: of\: solute}{Объем раствора} \tag{12.1.1}$

На рис. 12.1.1 показана эта процедура для раствора хлорида кобальта(II). дигидрат в этаноле. Обратите внимание, что объем растворитель не указан. Поскольку растворенное вещество занимает место в растворе, объем необходимого растворителя почти всегда на меньше, чем на желаемый объем раствора. Например, если желаемый объем равен 1,00 л, было бы неправильно добавлять 1,00 л воды к 342 г сахарозы, поскольку в результате получится более 1,00 л раствора. Как показано на рис. 12.1.2, для некоторых веществ этот эффект может быть значительным, особенно для концентрированных растворов.

Рисунок 12.1.1 Приготовление раствора известной концентрации с использованием твердого растворенного вещества Кр ₂ О ₇ в воде

Растворенное вещество занимает место в растворе, поэтому для приготовления 250 мл раствора требуется менее 250 мл воды.

Пример 12.1.1

Раствор на рис. 12.1.1 содержит 10,0 г дигидрата хлорида кобальта(II), CoCl ₂ ·2H ₂ O в этаноле, достаточном для получения ровно 500 мл раствора. Какова молярная концентрация CoCl ₂ ·2H ₂ O?

Дано: масса растворенного вещества и объем раствора

Запрошено: концентрация (M)

Стратегия:

Чтобы найти количество молей CoCl ₂ ·2Н ₂ О, разделить массу соединения на его молярную массу. Рассчитайте молярность раствора, разделив количество молей растворенного вещества на объем раствора в литрах.

Решение:

Молярная масса CoCl ₂ ·2H ₂ O составляет 165,87 г/моль. Следовательно,

$ молей\: CoCl_2 \cdot 2H_2O = \left( \dfrac{10,0 \: \cancel{g}} {165 ,87\: \cancel{g} /mol} \right) = 0,0603 \: моль $

Объем раствора в литрах равен

$ объем = 500\: \cancel{мл} \left( \dfrac{1\: L} {1000\: \cancel{мл}} \справа) = 0,500\: л $

Молярность — это количество молей растворенного вещества на литр раствора, поэтому молярность раствора равна

$ молярность = \dfrac{0,0603\: моль} {0,500\: L} = 0,121\: M = CoCl_2 \cdot H_2O $

Упражнение

Раствор, показанный на рис. 12.1.2, содержит 90,0 г ( NH ₄ ) ₂ Cr ₂ O ₇ в достаточном количестве воды, чтобы получить конечный объем ровно 250 мл. Какова молярная концентрация дихромата аммония?

Ответ: (NH ₄ ) ₂ Cr ₂ O ₇ = 1,43 M

Для приготовления определенного объема раствора, содержащего определенную концентрацию растворенное вещество, нам сначала нужно вычислить количество молей растворенного вещества в требуемом объеме раствора с использованием соотношения, показанного в уравнении 12.1.1. Затем мы переводим количество молей растворенного вещества в соответствующую массу необходимого растворенного вещества. Эта процедура проиллюстрирована в примере 12.1.2.

Пример 12.1.2

Так называемый раствор D5W, используемый для внутривенного замещения биологических жидкостей, содержит 0,310 М глюкозы. (D5W представляет собой примерно 5% раствор декстрозы [медицинское название глюкозы] в воде. ) Рассчитайте массу глюкозы, необходимую для приготовления пакета D5W объемом 500 мл. Глюкоза имеет молярную массу 180,16 г/моль.

Дано: молярность, объем и молярная масса растворенного вещества

Запрошено: масса растворенного вещества

Стратегия:

A Рассчитайте количество молей глюкозы, содержащихся в заданном объеме раствора, умножив объем раствора на его молярность.

B Получите необходимую массу глюкозы, умножив количество молей соединения на его молярную массу.

Решение:

A Сначала нужно вычислить количество молей глюкозы, содержащихся в 500 мл 0,310 М раствора:

$ V_L M_{моль/л} = моль $

$ 500\: \cancel{mL} \left( \dfrac{1\: \cancel{L}} {1000\: \cancel{mL}} \right) \left( \dfrac{0.310\ : моль\: глюкоза} {1\: \cancel{L}} \right) = 0,155\: моль\: глюкоза $

B Затем мы преобразуем количество молей глюкозы в требуемую массу глюкоза:

$ масса \: of \: глюкоза = 0,155 \: \cancel{mol\: глюкоза} \left( \dfrac{180,16 \: g\: глюкоза} {1\: \cancel{mol\: глюкоза }} \справа) = 27,9 \: г \: глюкоза $

Упражнение

Другим раствором, обычно используемым для внутривенных инъекций, является физиологический раствор, 0,16 М раствор хлорида натрия в воде. Рассчитайте массу хлорида натрия, необходимую для приготовления 250 мл физиологического раствора.

Ответ: 2,3 г NaCl

Раствор нужной концентрации можно также приготовить, разбавив небольшой объем более концентрированного раствора дополнительным растворителем. Исходный раствор представляет собой коммерчески приготовленный раствор известной концентрации и часто используется для этой цели. Разбавление маточного раствора предпочтительнее, потому что альтернативный метод, взвешивающий крошечные количества растворенного вещества, трудно выполнить с высокой степенью точности. Разбавление также используется для приготовления растворов из веществ, которые продаются в виде концентрированных водных растворов, таких как сильные кислоты.

Процедура приготовления раствора известной концентрации из исходного раствора показана на рис. 12.1.3. Это требует расчета количества молей растворенного вещества, желаемого в конечном объеме более разбавленного раствора, а затем расчета объема исходного раствора, содержащего это количество растворенного вещества. Помните, что разбавление заданного количества маточного раствора растворителем , а не изменяет число молей присутствующего растворенного вещества. Таким образом, соотношение между объемом и концентрацией исходного раствора и объемом и концентрацией желаемого разбавленного раствора равно 9.0024

$(V_s)(M_s) = моли\: of\: растворенное вещество = (V_d)(M_d)\tag{12.1.2}$

, где индексы s и d указывают запас и разбавленные растворы соответственно. Пример 5 демонстрирует расчеты, связанные с разбавлением концентрированного маточного раствора. Рис. 12.1.3 Приготовление раствора известной концентрации путем разбавления исходного раствора0053 s ) измеряется в исходном растворе известной концентрации. (b) Измеренный объем маточного раствора переносят во вторую мерную колбу. (c) Измеренный объем во второй колбе затем разбавляют растворителем до метки объема ].

Пример 12.1.3

Какой объем исходного раствора глюкозы 3,00 М необходим для приготовления 2500 мл раствора D5W в примере 4?

Дано: объем и молярность разбавленного раствора

Запрошено: объем исходного раствора

Стратегия:

A Рассчитайте количество молей глюкозы, содержащихся в указанном объеме разбавленного раствора, на умножение объема раствора на его молярность.

B Чтобы определить необходимый объем исходного раствора, разделите число молей глюкозы на молярность исходного раствора.

Раствор:

A Раствор D5W в примере 4 представлял собой 0,310 М глюкозу. Начнем с использования уравнения 12.1.2 для расчета количества молей глюкозы, содержащихся в 2500 мл раствора:

$ моль\: глюкоза = 2500\: \cancel{мл} \left( \dfrac{1\: \cancel{L}} {1000\: \cancel{мл}} \right) \left( \dfrac{0,310\: моль\: глюкоза} {1\: \cancel{L}} \right) = 0 .775\: моль\: глюкоза $

B Теперь мы должны определить объем 3,00 М маточного раствора, содержащего это количество глюкозы:

$ объем\: из\: запас\: раствор = 0,775\: \отменить{моль\: глюкоза} \влево( \dfrac{1\: л} {3,00\: \отменить{моль\ : глюкоза}} \справа) = 0,258\: л\: или\: 258\: мл $

При определении необходимого объема маточного раствора нужно было разделить желаемое количество молей глюкозы на концентрацию исходного раствора для получения соответствующих единиц. Кроме того, количество молей растворенного вещества в 258 мл исходного раствора такое же, как количество молей в 2500 мл более разбавленного раствора; изменилось только количество растворителя . Полученный нами ответ имеет смысл: разбавление исходного раствора примерно в десять раз увеличивает его объем примерно в 10 раз (258 мл → 2500 мл). Следовательно, концентрация растворенного вещества должна уменьшиться примерно в 10 раз, как это и происходит (3,00 М → 0,310 М).

Мы также могли бы решить эту задачу за один шаг, решив уравнение 12.1.2 для V _s и подставив соответствующие значения:

$ V_s = \dfrac{( V_d )(M_d )}{M_s } = \dfrac{(2,500\: L)(0,310\: \cancel{M})} {3,00\: \cancel{M}} = 0,258\: L $

Как мы уже отмечали, часто существует более одного правильного способа решения проблемы.

Упражнение

Какой объем исходного раствора 5,0 М NaCl необходим для приготовления 500 мл физиологического раствора (0,16 М NaCl)?

Ответ: 16 мл

Концентрация ионов в растворе

В разделе 9. 3 мы подсчитали, что раствор, содержащий 90,00 г дихромата аммония в конечном объеме 250 мл, имеет концентрацию 1,43 М. Рассмотрим более подробно, что именно это означает. Дихромат аммония представляет собой ионное соединение, содержащее два NH 9{2-} (водн.)\tag{12.1.2} \)

Таким образом, 1 моль формульных единиц дихромата аммония растворяется в воде с образованием 1 моль Cr ₂ O ₇ ²⁻ анионов и 2 моль катионов NH ₄ ⁺ (см. рис. 12.1.4).

Рисунок 12.1.4 Растворение 1 моля ионного соединения В этом случае растворение 1 моля (NH ₄ ) ₂ Cr _{2 900 54 O ₇ производит раствор, содержащий 1 моль Cr ₂ O ₇ ²⁻ ионов и 2 моль NH ₄ ⁺ ионов. (Для ясности молекулы воды опущены в молекулярном представлении раствора.)}

Когда мы проводим химическую реакцию с использованием раствора соли, такой как дихромат аммония, нам необходимо знать концентрацию каждого иона, присутствующего в растворе. . Если раствор содержит 1,43 М (NH ₄ ) ₂ Cr ₂ O ₇ , то концентрация Cr ₂ O ₇ ²⁻ также должно быть 1,43 М, поскольку на формульную единицу приходится один ион Cr ₂ O ₇ ²⁻. Однако существует два иона NH ₄ ⁺ на единицу формулы, поэтому концентрация NH ₄ ⁺ ионов составляет 2 × 1,43 М = 2,86 М. Поскольку единица формулы (NH ₄) _{. 2} Cr ₂ O ₇ образует три иона при растворении в воде (2NH ₄ ⁺ + 1Cr ₂ O ₇ ²⁻ ), общая концентрация ионов в растворе составляет 3 × 1,43 М = 4,29 М.

Пример 12.1.4

9002 3 Каковы концентрации всех видов полученные из растворенных веществ в этих водных растворах?

0,21 М NaOH
3,7 М (СН ₃)СНОН
0,032 М In(№ ₃ ) ₃

Дано: молярность

Запрошено: концентрации

Стратегия:

A Классифицируйте каждое соединение как сильный электролит или неэлектролит.

B Если соединение является неэлектролитом, его концентрация равна молярности раствора. Если соединение является сильным электролитом, определяют количество каждого иона, содержащегося в одной формульной единице. Найдите концентрацию каждого вида, умножив количество каждого иона на молярность раствора. 9- (водн.) \)

B Поскольку каждая формульная единица NaOH производит один ион Na ⁺ и один ион OH ^—, концентрация каждого иона такая же, как концентрация NaOH: [Na ⁺ ] = 0,21 М и [ ОН ^— ] = 0,21 М.

A Формула (CH ₃ ) ₂ CHOH представляет собой 2-пропанол (изопропиловый спирт) и содержит группу –OH, поэтому это спирт. Напомним из раздела 9.1, что спирты — это ковалентные соединения, которые растворяются в воде с образованием растворов нейтральных молекул. Таким образом, спирты являются неэлектролитами.

B Таким образом, единственным растворенным веществом в растворе является (CH ₃ ) ₂ молекулы CHOH, поэтому [(CH ₃ ) ₂ CHOH] = 3,7 M. — (водн.) \)

B Одна формульная единица In(NO ₃ ) ₃ дает один ион In ³ ⁺ и три иона NO ₃ ⁻, поэтому 0,032 М В (№ ₃) ₃ раствор содержит 0,032 М In ³ ⁺ и 3 × 0,032 М = 0,096 М NO ₃ ^– — то есть [In ³ 902 98 + ] = 0,032 М и [NO ₃ ⁻ ] = 0,096 М.

Упражнение

Каковы концентрации всех видов, полученных из растворенных веществ в этих водных растворах?

0,0012 М Ba(OH) ₂
0,17 М Na ₂ SO ₄
0,50 М (CH ₃ ) ₂ CO, широко известный как ацетон

Ответ:

[Ba ² ⁺ ] = 0,0012 М; [ОН ^—] = 0,0024 М
[Na ⁺] = 0,34 М; [ТАК ₄ ²⁻ ] = 0,17 М
[(СН ₃ ) ₂ СО] = 0,50 М

Резюме

Концентрация вещества представляет собой количество растворенного вещества, присутствующего в данном количестве раствора. Концентрации обычно выражаются как молярность , количество молей растворенного вещества в 1 л раствора. Растворы известной концентрации можно приготовить либо путем растворения известной массы растворенного вещества в растворителе и разбавления до желаемого конечного объема, либо путем разбавления соответствующего объема более концентрированного раствора (исходный раствор ) до желаемого конечного объема.

Key Takeaway

Концентрации растворов обычно выражаются в молярности и могут быть приготовлены путем растворения известной массы растворенного вещества в растворителе или разбавления исходного раствора.

Концептуальные проблемы

Какое из изображений лучше всего соответствует 1 М водному раствору каждого соединения? Обоснуйте свои ответы.
1. НХ ₃
2. ВЧ
3. СН ₃ СН ₂ СН ₂ ОН
4. Нет ₂ SO ₄
Какое из представлений, показанных в задаче 1, лучше всего соответствует 1 М водному раствору каждого соединения? Обоснуйте свои ответы.
1. CH ₃ CO ₂ H
2. NaCl
3. Нет ₂ С
4. Нет ₃ Заказ на поставку ₄
5. ацетальдегид
Ожидаете ли вы, что 1,0 М раствор CaCl ₂ будет лучшим проводником электричества, чем 1,0 М раствор NaCl? Почему или почему нет?
Альтернативным способом определения концентрации раствора является моляльность , сокращенно m . Моляльность определяется как число молей растворенного вещества в 1 кг растворителя . Чем это отличается от молярности? Можно ли ожидать, что 1 М раствор сахарозы будет более или менее концентрированным, чем 1 м раствора сахарозы? Поясните свой ответ.
Каковы преимущества использования растворов для количественных расчетов?

Ответить

Если количество вещества, необходимое для реакции, слишком мало для точного взвешивания, использование раствора вещества, в котором растворенное вещество диспергировано в гораздо большей массе растворителя, позволяет химикам измерить количество вещества точнее.

Численные задачи

Рассчитайте количество граммов растворенного вещества в 1000 л каждого раствора.
1. 0,2593 М NaBrO ₃
2. 1,592 М КНО ₃
3. 1,559 М уксусная кислота
4. 0,943 М йодата калия
Рассчитайте количество граммов растворенного вещества в 1000 л каждого раствора.
1. 0,1065 М BaI ₂
2. 1,135 М Na ₂ SO ₄
3. 1,428 М NH ₄ Br
4. 0,889 М ацетат натрия
Если все растворы содержат одно и то же растворенное вещество, какой раствор содержит большую массу растворенного вещества?
1. 1,40 л 0,334 М раствора или 1,10 л 0,420 М раствора
2. 25,0 мл 0,134 М раствора или 10,0 мл 0,295 М раствора
3. 250 мл 0,489 М раствора или 150 мл 0,769 М раствора

Заполните следующую таблицу для 500 мл раствора.

Соединение	Масса (г)	Кроты	Концентрация (М)
сульфат кальция	4,86
уксусная кислота		3,62
дигидрат йодистого водорода			1,273
бромид бария	3,92
глюкоза			0,983
ацетат натрия		2,42

Какова концентрация каждого вида в следующих водных растворах?
1. 0,489 моль NiSO ₄ в 600 мл раствора
2. 1,045 моль бромида магния в 500 мл раствора
3. 0,146 моль глюкозы в 800 мл раствора
4. 0,479моль CeCl ₃ в 700 мл раствора
Какова концентрация каждого вида в следующих водных растворах?
1. 0,324 моль K ₂ MoO ₄ в 250 мл раствора
2. 0,528 моль формиата калия в 300 мл раствора
3. 0,477 моль KClO ₃ в 900 мл раствора
4. 0,378 моль йодида калия в 750 мл раствора
Какова молярная концентрация каждого раствора?
1. 8,7 г бромида кальция в 250 мл раствора
2. 9,8 г сульфата лития в 300 мл раствора
3. 12,4 г сахарозы (C ₁₂ H ₂₂ O ₁₁ ) в 750 мл раствора
4. 14,2 г гексагидрата нитрата железа (III) в 300 мл раствора
Какова молярная концентрация каждого раствора?
1. 12,8 г гидросульфата натрия в 400 мл раствора
2. 7,5 г гидрофосфата калия в 250 мл раствора
3. 11,4 г хлорида бария в 350 мл раствора
4. 4,3 г винной кислоты (C ₄ H ₆ O ₆ ) в 250 мл раствора
Укажите концентрацию каждого реагента в следующих уравнениях, предполагая, что 20,0 г каждого реагента и объем раствора 250 мл для каждого реагента.
1. BaCl ₂ (водн.) + Na ₂ SO ₄ (водн.) →
2. Ca(OH) ₂ (водн.) + H ₃ PO ₄ (водн.) →
3. Al(NO ₃ ) ₃ (водн.) + H ₂ SO ₄ (водн.) →
4. Pb(NO ₃ ) ₂ (водн.) + CuSO ₄ (водн.) →
5. Al(CH ₃ CO ₂ ) ₃ (водн.) + NaOH (водн.) →
Для эксперимента потребовалось 200,0 мл 0,330 М раствора Na ₂ CrO ₄ . Для приготовления этого раствора использовали исходный раствор Na ₂ CrO ₄, содержащий 20,0% растворенного вещества по массе с плотностью 1,19 г/см ³. Опишите, как приготовить 200,0 мл 0,330 М раствора Na ₂ CrO ₄, используя исходный раствор.
Гипохлорит кальция [Ca(OCl) ₂ ] является эффективным дезинфицирующим средством для одежды и постельных принадлежностей. Если раствор содержит Ca(OCl) ₂ концентрация 3,4 г на 100 мл раствора, какова молярность гипохлорита?
Фенол (C ₆ H ₅ OH) часто используется в качестве антисептика в ополаскивателях для рта и леденцах от горла. Если жидкость для полоскания рта имеет концентрацию фенола 1,5 г на 100 мл раствора, какова молярность фенола?
Если таблетка, содержащая 100 мг кофеина (C ₈ H ₁₀ N ₄ O ₂ ) растворяют в воде с получением 10,0 унций раствора, какова молярная концентрация кофеина в растворе?
На этикетках некоторых лекарств есть инструкции по добавлению 10,0 мл стерильной воды, в которых указано, что каждый миллилитр полученного раствора будет содержать 0,500 г лекарства. Если больному назначена доза 900,0 мг, сколько миллилитров раствора следует ввести?

Ответы

0,48 М ClO ⁻
1,74 × 10 ⁻³ М кофеин

Авторы

Анонимно

Изменено Джошуа Халперном, Скоттом Синексом и Скоттом Джонсоном

Глава 12. 1: Подготовка решений распространяется под лицензией CC BY-NC-SA 4.0 и была создана, изменена и/или курирована LibreTexts.

Наверх

Была ли эта статья полезной?

Тип изделия
Раздел или Страница
Встроить Hypothes.is?
да
Лицензия
CC BY-NC-SA
Версия лицензии
4,0
Показать страницу TOC
да на странице
Этап
Финал
Теги

Химические вещества, молярные и массовые проценты

Растворы представляют собой гомогенные (равномерно распределенные) смеси двух или более химических веществ. Растворы могут существовать в виде твердых тел, жидкостей или газов.

Все растворы содержат растворитель и одно или несколько растворенных веществ. Растворитель, часто вода, является наиболее распространенным химическим веществом. Растворенное вещество — это химическое вещество (я), которое менее распространено.

Приготовление растворов

Как растворять твердые вещества и уменьшать масштабы экспериментов

Для экспериментов часто требуется растворять растворенные вещества в твердой форме, чтобы приготовить растворы определенной концентрации (сила измеряется диссоциацией ионов). Запланируйте один час на каждые 2-4 решения, которые вам нужно подготовить. Вам понадобятся весы для взвешивания растворенного вещества и мерный цилиндр для измерения растворителя (если это вода).

Во-первых, определите концентрацию (весовой процент или молярность, см. ниже) и количество (миллилитров) раствора, который вам нужен, из вашей лабораторной процедуры. Во-вторых, рассчитайте необходимое количество растворенного вещества в граммах, используя одну из приведенных ниже формул. Затем взвесьте растворенное вещество и добавьте его в стакан для смешивания. Наконец, мерным цилиндром измерьте необходимый объем воды в миллилитрах и добавьте его в химический стакан. Перемешивайте раствор, пока все химикаты не растворятся.

Разбейте твердые комки химиката с помощью ступки и пестика или осторожно раздавите молотком в пластиковом пакете. Химические вещества растворяются быстрее при осторожном нагревании раствора и перемешивании.

Вы можете уменьшить масштаб, если для экспериментов требуется большое количество химикатов. Уменьшение масштаба снижает угрозы безопасности, затраты на химикаты и утилизацию отходов.

Большинство экспериментов можно сократить, разделив растворенное вещество и растворитель на коэффициент по вашему выбору. Например, эксперимент, требующий 50 г растворителя и 250 мл воды, можно уменьшить в 10 раз, чтобы в нем использовалось только 5 г растворителя и 25 мл воды. Вы можете упростить масштабирование, используя стаканы меньшего размера, пробирки и другое измерительное оборудование.

При приготовлении химических растворов всегда используйте соответствующее защитное оборудование.

Как приготовить молярные растворы

Молярные (М) растворы основаны на числе молей химического вещества в одном литре раствора. Моль состоит из 6,02×10 ²³ молекул или атомов. Молекулярная масса (MW) — это масса одного моля химического вещества. Определите молекулярную массу с помощью таблицы Менделеева, добавив атомную массу каждого атома в химическую формулу.

Пример: для молекулярной массы CaCl ₂, добавьте атомную массу Ca (40,01) к массе двух Cl (2 x 35,45), чтобы получить 110,91 г/моль. Следовательно, 1М раствор CaCl ₂ состоит из 110,91 г CaCl ₂, растворенных в количестве воды, достаточном для получения одного литра раствора.

Когда молекулярная масса растворенного вещества известна, вес химического вещества, растворяемого в растворе, для молярного раствора менее 1 М рассчитывается по формуле:

грамма химического вещества = (молярность раствора в молях/литр) x (молекулярная масса химиката в г/моль) x (мл раствора) ÷ 1000 мл/литр

Например, чтобы получить 100 мл 0,1 М раствора CaCl ₂, используйте предыдущую формулу, чтобы узнать, сколько CaCl ₂ вам нужно:

грамма CaCl ₂ = (0,1) x (110. 91 ) х (100) ÷ (1000) = 1,11 г

Теперь можно приготовить раствор: растворите 1,11 г CaCl ₂ в воде, достаточном для приготовления 100 мл раствора. Необходимое количество воды будет чуть меньше 100 мл.

Весы и мерная колба используются для приготовления молярных растворов. Процедура приготовления молярного раствора в мерной колбе вместимостью 100 мл следующая:

Рассчитайте массу растворенного вещества, необходимого для приготовления 100 мл раствора, используя приведенную выше формулу.
Взвесьте необходимое количество растворенного вещества с помощью весов.
Перенесите растворенное вещество в чистую сухую мерную колбу на 100 мл.
Медленно добавьте дистиллированную воду в мерную колбу. При этом вымойте все растворенное вещество на дно колбы. Продолжайте добавлять воду, пока не достигнете отметки 100 мл на горлышке колбы.
Поместите пробку в колбу и осторожно вращайте колбу, пока все растворенное вещество не растворится.

Если у вас нет мерной колбы, вместо нее можно использовать мерный цилиндр на 100 мл. Просто добавьте растворенное вещество в градуированный цилиндр, а затем добавьте дистиллированную воду, пока не достигнете отметки 100 мл на стенке цилиндра.

Как приготовить весовые проценты (вес.%) растворов

В весовых процентах растворов вес растворенного вещества делится на вес раствора (растворенное вещество + вода) и умножается на 100. Поскольку плотность воды равна 1 г/мл, формула для расчета количества растворенного вещества, которое необходимо смешать для получения раствора в процентах по массе:

г растворенного вещества = (масс.

Как правильно приготовить раствор препарата?

Расчеты при приготовлении водных растворов

Глава 12.1: Подготовка растворов — Химия LibreTexts

Приготовление растворов

Пример 12.1.1

Пример 12.1.2

Пример 12.1.3

Концентрация ионов в растворе

Пример 12.1.4

Резюме

Key Takeaway

Концептуальные проблемы

Ответить

Численные задачи

Ответы

Авторы

Химические вещества, молярные и массовые проценты

Приготовление растворов

Related Articles

Как провести в квартиру звонок: Как подключить дверной звонок: схема, фото, инструкция – Как подключить звонок в квартире: проводной, беспроводной

Добавить комментарий Отменить ответ