У цьому параграфі ви:
• поновите в пам’яті, що таке масова частка розчиненої речовини;
• удосконалите вміння обчислювати масову частку розчиненої речовини;
• навчитеся обчислювати маси компонентів для приготування розчину заданого складу.
Масова частка розчиненої речовини. Склад будь-якого розчину можна виразити як якісно, так і кількісно. Як правило, у разі якісної оцінки застосовують такі поняття, як концентрований та розведений розчини. Розчин з відносно високим вмістом розчиненої речовини називають концентрованим, а з відносно низьким вмістом розчинної речовини — розведеним.
Така якісна оцінка досить умовна, оскільки для розчинів різних речовин ці поняття мають обмеження. Наприклад, для сульфатної кислоти концентрованим вважають розчин, який містить 98 % H2SO4, а для хлоридної (соляної) кислоти — такий, що містить 38 % На.
Існують декілька способів точного вираження кількісного складу, тобто концентрації розчинів: масова частка, молярна концентрація, молярна концентрація еквівалента розчиненої речовини.
Масова частка розчиненої речовини — це відношення маси розчиненої речовини до загальної маси розчину:
де ^(р-ни) — масова частка розчиненої речовини, яку виражено в частках одиниці;
т(р-ни) — маса розчиненої речовини, г; т(р-ну) — маса розчину, г.
Масову частку, яку виражають у відсотках, або кількість розчиненої речовини в 100 г розчину, називають відсотковою концентрацією:
Наприклад, масова частка розчиненої речовини натрій хлориду у воді становить 0,05 або 5 %. Це означає, що в 100 г розчину натрій хлориду міститься 5 г солі та 95 г води.
Оскільки розчин складається з розчиненої речовини та розчинника, то масу розчину визначають за формулою
Не слід плутати розчинність і масову частку розчиненої речовини. Розчинність показує, скільки речовини максимально може розчинитися в 100 г води за певної температури, а масова частка розчиненої речовини — скільки її міститься в 100 г розчину. Наприклад, за температури 20 °С розчинність натрій хлориду становить 35,86 г, а масова частка натрій хлориду в цьому розчині — 26,3 %. Приклад розв’язування задач
Обчислення масової частки розчиненої речовини Приклад 1. Яка масова частка (%) розчиненої речовини в розчині, одержаному розчиненням кальцій нітрату масою 45 г у воді масою 135 г?
Зверніть увагу!
1. Якщо з розчину видалити деяку кількість води (наприклад, випаровуванням) або, навпаки, до розчину додати воду, то зміниться тільки маса чи об’єм розчину, а маса розчиненої речовини в ньому залишиться незмінною (приклад 2).
2. Якщо до розчину додати речовину або з розчину видалити частину розчиненої речовини у вигляді осаду (під час охолоджування), то зміниться як маса розчину, так і маса розчиненої речовини в ньому (приклад 3).
Приклад 2. Яку масу води треба додати до 200 г розчину HNO3 з ^(HNO3) = 80 %, щоб одержати розчин з ^(HNO3) = 25 %?
Приклад 3. Якою є масова частка (%) барій нітрату в розчині, одержаному змішуванням 80 г 15 %о-вого розчину та 240 г 35 %-вого розчину барій нітрату?
Визначення мас речовини та води, потрібних для приготування заданої маси розчину певного складу
Приклад 4. Обчисліть маси сухого натрій нітрату та води для приготування 300 г розчину з масовою часткою 10 %.
Основні поняття. Концентрований розчин. Розведений розчин.
Масова частка розчиненої речовини. Відсоткова концентрація.
Запитання та завдання
°1. Що таке масова частка розчинної речовини? відсоткова концентрація?
°2. Чим насичений розчин відрізняється від концентрованого?
°3. За якими формулами визначають масову частку розчиненої речовини у розчині?
4. Визначте масову частку речовини в розчині, який одержали в результаті розчинення 20 г речовини в 380 г води.
5. Сіль масою 50 г розчинили в 350 г дистильованої води. Якою є масова частка солі в утвореному розчині?
6. Обчисліть масову частку солі в розчині, що містить 0,2 моль аргентум(І) нітрату в 136 мл води.
*7. Розчин масою 200 г з масовою часткою розчиненої речовини 20 % випарили. Який об’єм води при цьому одержали?
*8. Змішали 250 г розчину з масовою часткою речовини 25 % та 400 г розчину з масовою часткою тієї самої речовини 10 %. Розчин з якою масовою часткою речовини утворився?
9. Яку масу натрій сульфату необхідно розчинити у воді, щоб одержати 150 г розчину з масовою часткою солі 20 %?
*10. Яку масу розчину з масовою часткою кальцій хлориду 1,51 % потрібно змішати з 80 г розчину з масовою часткою цієї речовини 20 %, щоб одержати розчин з масовою часткою солі 12 %?
*11. Яку масу води треба додати до 315 г розчину купрум(ІІ) сульфату з w(CuSO4) = 30 %, щоб одержати розчин з w(CuSO4) = 20 %?
12. Фізіологічний розчин, який використовують у медицині, — це 0,9 %-вий розчин натрій хлориду. Скільки грамів води потрібно додати до 100 г 12 %-вого розчину натрій хлориду, щоб отримати фізіологічний розчин?
*13. Воду наситили на холоді вуглекислим газом, а потім нагріли. Як зміниться концентрація газу в розчині? Чи змінюватиметься концентрація цієї речовини в розчині під час нагрівання до температури кипіння, якщо замість вуглекислого газу взяти калій нітрат?
Це матеріал з підручника Хімія 9 клас Бутенко (поглиблений рівень)