Решение задач по хими на вычисление мольной доли вещества в растворе

 

 

Задача 427. 
Вычислить мольные доли спирта и воды в 96%-ном (по массе) растворе этилового спирта.
Решение:
Мольная доля (N_i) – отношение количества растворённого вещества (или растворителя) к сумме количеств всех веществ, находящихся в растворе. В системе, состоящей из спирта и воды, мольная доля воды (N₁) равна 

, а мольная доля спирта  , где n₁ - количество спирта; n₂ - количество воды.

Рассчитаем массу спирта и воды, содержащихся в 1 литре раствора, при условии, что их плотности равны единице из пропорций:

а) масса спирта:  

б) масса воды:  

Находим количество веществ по формуле: , где m(В) и М(В) – масса и количество вещества.

Тогда

Теперь рассчитаем мольные доли веществ:

 Ответ: 0,904; 0,096.  

---

Задача 428.
В 1 кг воды растворено 666г КОН; плотность раствора равна 1,395 г/мл. Найти: а) массовую долю КОН; б) молярность; в) моляльность; г) мольные доли щелочи и воды.
Решение:
а) Массовая доля – процентное отношение массы растворённого вещества к общей массе раствора определяется по формуле: 

где

 - массовая доля растворённого вещества; m_(в-ва) - масса растворённого вещества; m_(р-ра) - масса раствора.

m_(р-ра) = m(H₂O) + m(KOH) =
= 1000 + 666 = 1666 г.

Тогда

б) Молярная(объёмно-молярная) концентрация показывает число молей растворённого вещества, содержащихся в 1 литре раствора. 

Найдём массу КОН, приходящуюся на 100 мл раствора по формуле: формуле: m = p V, где p - плотность раствора, V - объём раствора. 

Тогда 

m(KOH) = 1,395 ^. 1000 = 1395 г.

Отсюда 

Теперь рассчитаем молярность раствора:

в) Моляльная концентрация (или моляльность) показывает число молей растворённого вещества, содержащихся в 1000 г растворителя. 

Находим, сколько граммов HNO₃ приходится на 1000 г воды, составив пропорцию:

Теперь рассчитаем моляльность раствора:

г) Мольная доля (N_i) – отношение количества растворённого вещества (или растворителя) к сумме количеств всех веществ, находящихся в растворе. В системе, состоящей из спирта и воды, мольная доля воды (N₁) равна а мольная доля спирта , где n₁ - количество щёлочи; n₂ - количество воды.

В 100 г данного раствора содержится 40 г КОН и 60 г Н₂О.

Откуда     

Тогда 

Ответ: а) 40%; б) 9,95 моль/л; в) 11,88 моль/кг; г) 0,176; 0,824.

---

Задача 429.
Плотность 15%-ного (по массе) раствора H₂SO₄ равна 1,105 г/мл. Вычислить: а) нормальность; б) молярность; в) моляльность раствора.
Решение:
Найдём массу раствора по формуле: m = p V,  где p - плотность раствора, V - объём раствора.  

Тогда 

m(H₂SO₄) = 1,105 ^. 1000 = 1105 г.

Массу H₂SO₄, содержащуюся в 1000 мл раствора, находим из пропорции:

Определим молярную массу эквивалента H₂SO₄ из соотношения:

где

М_Э(В) - молярная масса эквивалента кислоты, г/моль; М(В) - молярная масса кислоты; Z(В) - эквивалентное число; Z(кислоты) равно числу ионов H⁺ в H₂SO₄ - 2.

Отсюда

а) Молярная концентрация эквивалента (или нормальность) показывает число эквивалентов растворённого вещества, содержащегося в 1 литре раствора.  

Тогда 

б) Моляльная концентрация (или моляльность) показывает число молей растворённого вещества, содержащихся в 1000 г растворителя. 

Теперь рассчитаем моляльность раствора:

в) Моляльная концентрация (или моляльность) показывает число молей растворённого вещества, содержащихся в 1000г растворителя. 

Находим, сколько граммов H₂SO₄ содержится в 1000 г воды, составив пропорцию:

а) Массу  , содержащуюся в растворе, вычислим по формуле:

Теперь рассчитаем моляльность раствора:

Ответ: а) 3,38н; б) 1,69 моль/л; 1,80 моль/кг.

---

Задача 430.
Плотность 9%-ного (по массе) раствора сахарозы С₁₂Н₂₂О₁₁ равна 1,035 г/мл. Вычислить: а) концентрацию сахарозы в г/л; б) молярность; в) моляльность раствора.
Решение:
М(С₁₂Н₂₂О₁₁) = 342г/моль. Найдём массу раствора по формуле:  m = p V, где p  - плотность раствора, V - объём раствора. 

Тогда

m(С₁₂Н₂₂О₁₁) =1,035 . 1000 = 1035 г.

а) Массу С₁₂Н₂₂О₁₁, содержащуюся в растворе, вычислим по формуле:

где

- массовая доля растворённого вещества; m_(в-ва) - масса растворённого вещества; m_(р-ра) - масса раствора.

Тогда

Концентрация вещества в г/л показывает число граммов (единиц массы), содержащихся в 1л  раствора. Следовательно, концентрация сахарозы составляет 93,15г/л.

б) Молярная(объёмно-молярная) концентрация (С_М) показывает число молей растворённого вещества, содержащихся в 1 литре раствора. 

Тогда

в) Моляльная концентрация (или моляльность) показывает число молей растворённого вещества, содержащихся в 1000г растворителя. 

Находим, сколько граммов С₁₂Н₂₂О₁₁ содержится в 1000 г воды, составив пропорцию:

Теперь рассчитаем моляльность раствора:

Ответ: а) 93,15 г/л; б) 0,27 моль/л; в) 0,29 моль/кг.

---