Примеры решения задач. Решение. Т.к. количество молей эквивалентов H2SO4 в исходном и приготовленном растворах одинаково, то

Решение. Т.к. количество молей эквивалентов H₂SO₄ в исходном и приготовленном растворах одинаково, то, в соответствии с законом эквивалентов (7), объем исходного раствора V ₁ = = =20 мл.

Пример 2. Какой объем 12%-ного раствора H₂SO₄ потребуется для приготовления 1 л 0, 1н. раствора этой кислоты.

Решение. Масса серной кислоты в 1 л 0, 1н. раствора составляет

= = 49× 0, 1× 1=4, 9 г. Такая масса H₂SO₄ содержится в 40, 83 г 12%-ного раствора в соответствии с формулой (1): =40, 83 г.

Плотность исходного раствора по данным табл.3 Приложения составляет r =1080, 0 г/л. Следовательно, для приготовления 1 л 0, 1н. раствора H₂SO₄ потребуется = =0, 0378 л или 37, 8 мл 12%-ного раствора.

Пример 3. Плотность водного раствора NaCl r = 1095, 0 г/л. Определить массовую долю соли в растворе, рассчитать молярную долю NaCl, молярную концентрацию, молярную концентрацию эквивалента соли, моляльную концентрацию и массовую концентрацию раствора.

Решение. Для определения массовой доли соли в растворе используем данные табл.3 Приложения. Заданное значение плотности раствора NaCl в табл.3 отсутствует, поэтому применим метод интерполяции. Для этого используем ближайшие меньшее и большее значения плотностей и соответствующие им массовые доли раствора данной соли. Считая, что в указанных пределах зависимость между плотностью и массовой долей раствора линейная, рассчитаем массовую долю растворенного вещества w в растворе по пропорции (индекс б означает " большее", м - " меньшее"):

.

По данным табл.3 r _б=1100, 9 г/л; w_б= 0, 14; r _м=1085, 7 г/л; w_м= 0, 12. Соответственно:

.

Решая уравнение, получим w=0, 132 (или 13, 2%).

При расчете молярной доли соли в растворе и других концентраций удобно использовать следующие соотношения: масса раствора – 100 г, следовательно, масса растворенного вещества т = 13, 2г, а масса воды (растворителя) m_s = 86, 8 г = 0, 0868 кг. В таком растворе число молей NaCl составит n _NaCl = =0, 2256 моль, а число молей воды =4, 8222 моль.

Следовательно, молярная доля NaCl в соответствии с уравнением (2), =0, 045.

По уравнению (3) рассчитаем моляльную концентрацию:

С_m = =2, 6 моль/кг.

Раствор массой 100 г занимает объем V = =0, 0926 л, следовательно:

молярная концентрация по уравнению (4): С = =2, 48моль/л,

молярная концентрация эквивалента по (5): С _экв= =2, 48 моль экв/л,

массовая концентрация по (6): С _масс = =144, 54 г/л.

Для расчетов можно использовать и соотношения табл.1 Приложения:

1) С= = 2, 48 моль/л; 2) С _экв= Сz _экв=2, 48× 1= 2, 48 моль экв/л;

3) С_m= = =2, 6моль/кг; 4) С _масс = w r =0, 132× 1095 =144, 54 г/л.

Контрольные вопросы и задачи для защиты лабораторной работы

1–20. Рассчитать массовую долю, молярную концентрацию, молярную концентрацию эквивалента, моляльную концентрацию и массовую концентрацию раствора данного вещества, используя значение плотности данного раствора и соответствующие величины табл.3.

21–35. Рассчитать массу соли и объем воды, необходимые для приготовления 1 л раствора NaCl заданного состава w, используя величины табл.3

36–55. Используя данные табл.3, рассчитать объем заданного раствора, необходимый для приготовления 1 л 0, 1н. раствора кислоты H₂SO₄ или HCl: