Химия - Фролов В.В.
Скачать (прямая ссылка):
где А — содержание растворенного вещества, г; и — объем раствора, см3, мл; й — плотность раствора, г/см3; С — процентное содержание вещества.
В нашем случае А = 10 г Н2804; плотность 40%-ного раствора при 2()°С 1,305 г/см3. Подставляя эти значения в уравнение (7.2) определяем и:
Л100 10-100 1Л_ , у = —777— = . ОА_ = 19,2 СМ'\ (1С 1,305-40
Следовательно, 19,2 см;> (мл) 40%-ного раствора Н2804 содержат 10 г И2804.
Эта система выражения концентраций имеет широкое применение в производстве. В аналитической химии вместо см3 принята единица миллилитр (мл), что одно и то же.
Моляльные концентрации: М о л я л ь ы ы м н а з ы в а е т с я р а створ, с о д е р ж а щ и й 1 м о л ь рас т в о р е н и о I' о в е щ е с т в а н а 1 к г (и л и 1000 г) растворите л я.
Концентрации растворов, содержащих большее или меньшее количество молей растворенного вещества, обозначают обычно в десятичной шкале приставками деци-, санти-, дека- и т. д.
Моляльные концентрации не зависят от температуры и применяются главным образом при точных физико-химических измерениях: они содержат число частиц растворенного вещества на 1000 г растворителя (справедливо для неэлектролитов), равное постоянной Авогадро.
Рассчитываем моляльные концентрации по формуле
где С„ —- моляльная концентрация, моль/кг; пг — масса растворенного вещества, г; М — молекулярная масса растворенного вещества, г/моль; масса . раствори-
теля, г.
Как видно из уравнения (7.3), на величину С„ влияет не только масса растворенного вещества, но и его молекулярная масса. Например, раствор, содержащий 342 г сахара (С|2Н220,,)' на 1000 г воды, и раствор, содержащий 32,0 г метанола (СН3ОН) на 1000 г воды, имеют одинаковую моляльную концентрацию:
„ г, п 342-1000 . гтгптт г 32'1000 I
для С|2Н220ц См = 342> [000 = 1; для СН3ин Сы = 32.1()0() =
Для перехода от моляльиых концентраций к массовым процентным воспользуемся формулой
СыМ 100, (7.4)
СММ + 1000
где См —- моляльная концентрация; М — молекулярная масса растворенного вещества; 1000—масса растворителя.
171
Объемные концентрации. Молярные концентрации. М о л я р-н ы м и а з ы в а е т с я р а с т в о р, с о д е р ж а щ и й о д п и м о л ь р а с т воре ы и о г о в е ще ст в а в од но м лп тре раствор д. Концентрации молярных растворов измеряются в десятичной шкале: 0,1М — децимолярный, 0,01М — сантимолярный и т. д.
Молярные растворы готовят в точной'мерной посуде (мерные колбы), растворяя нужное вещество в несколько меньшем объеме растворителя, и потом при перемешивании объем раствора доводят до метки мерной колбы так, чтобы мениск своей выпуклой частью касался линии, в которую проектируется кольцевая метка на горлышке мерной колбы. Растворяемое вещество отвешивают иа точных весах или тщательно намеряют по объему.
Особенностью молярных растворов является одинаковое число растворенных' частиц в равных объемах растворов равной молярности.- Если молярность не одинакова, то надо ввести молярную концентрацию как множитель к объему:
=1>8Ма, (7.5)
где Уь у2 — объемы растворов, содержащих равное число частиц, мл; М{, М2 — молярные концентрации.
При подсчете объемов молярных растворов, нужных .для проведения химических реакций, необходимо учитывать коэффициенты уравнения химической реакции.
Пример. Сколько миллилитров П,1М раствора Н2504 нужно взять для нейтрализации 5 мл молярного раствора №ЮЫ?
21Ча01Ч + Н.,804->- 1Ча2804 + 2НаО 2и 1 и
На 2 объема молярного раствора НаОН надо взять 1 объем молярного раствора Н2804 или па 5 мл 1 М раствора ЫаОН надо взять 2,5 мл 1 М раствора Н2804, а децпмолярного в 10 раз больше, т. е. 25 мл.
Нормальные растворы. Н о р м а л ь н ы м н а з ы в а е т с я р а с т в о р, с о д е р ж а щ и й о д и н э к в и в а л е и т р а с т-в о р е н н о г о в е щ е с т в а в о д н о м л и т р е р а с т в о р а. В зависимости от количества эквивалентов растворенного вещества их называют: 0,1 н. — децинормальный; 0,001 н. миллинормаль-ный и т. д. Особенностью нормальных растворов является то, что растворы равной нормальности реагируют между собой в равных объемах, так как содержат равные доли эквивалентов (см. с. 12).
Если растворы имеют различную нормальность, то из условий эквивалентности их объемы можно вычислить по соотношению
0,1-1., = и2н.2, , (7.6)
где V], ь2— объемы нормальных растворов, полностью реагирующие между собой, мл; н.,, н.2 — нормальные концентрации. Эти свойства растворов нормальной концентрации чрезвычайно удобны для расчетов исходных веществ при проведении химических реакций, так как здесь не требуется учитывать коэффициенты уравнения реакции, а иногда даже не нужно знать и сам реактив.
172
Пример. Сколько миллилитров 0,1 и. раствора щелочи надо, взять для нейтрализации 100 мл 0,01 п. раствора кислоты? По уравнению (7.6) определяем
и-0,1 п. = 100-0,01 п.; V = 10 мл.
В данной задаче даже не нужно знать, какой щелочью и какую кислоту нейтрализовали, так как эквивалент любой щелочи нейтрализует эквивалент любой кислоты.
