Ммоляльность, молярность, мольная доля, массовая доля раствора
Вычисление моляльности и мольной доли раствора хлорида цинка
Задача 187.
Вычислите моляльность и мольную долю 0,2 моль/л раствора ZnCl2, плотность = 1,02 г/мл. Решение:
р(р-ра) = 1,02 г/мл;
См = 0,2 моль/л;
M(H2O) = 18 г/моль;
M(ZnCl2) = 135 г/моль.
1. Вычисление моляльности раствора
Моляльная концентрация (моляльность, молярная весовая концентрация) — количество растворённого вещества (число моль) в 1000 г растворителя. Измеряется в молях на кг.
Формула вычисления моляльности раствора:
Сm(B) = n(B)/m(A), где
Сm(B) - моляльность раствора;
n(B) — количество растворённого вещества, моль;
m(A) — масса растворителя, кг.
Моляльность (Сm) – показывает сколько моль растворенного вещества растворено в 1 кг растворителя.
Формула вычисления моляльности раствора:
Cm = (m1 • 1000)/(M • m2), где
m1 - масса растворенного в растворе вещества, г;
М – молярная масса растворенного вещества, г/моль;
m2 – масса растворителя, г.
а) Рассчитаем массу растворенного в растворе ZnCl2, получим:
Мольная доля — отношение количества молей данного компонента к общему количеству молей всех компонентов. Мольную долю выражают в долях единицы.
Формула вычисления моляльной доли:
х(B) = n(B)/∑(ni), где
х(B) - мольная доля компонента B;
n(B) - количество компонента B, моль;
∑(ni) - сумма количеств всех компонентов.
а) Количество ZnCl2 в растворе равно:
n(B) = m1/M(ZnCl2) = 27/135 = 0,2 моль.
б) Количество воды в растворе равно:
n(А) = m2/M(H2O) = 993/18 = 55,17 моль.
в) Сумма количеств всех компонентов:
∑(ni) = n(B) + n(А = 0,2 + 55,17 = 55,37 моль.
г) Мольная доля ZnCl2 в растворе равна:
х(B) = n(B)/∑(ni) = 0,2/55,37 = 0,0036.
д) Мольная доля Н2О в растворе равна:
х(А) = n(А)/∑(ni) = 55,17/55,17 = 0,9964.
Получение объема раствора с молярной концентрацией эквивалента
Задача 188.
Какой объём раствора с молярной концентрацией эквивалента 2 моль/л можно получить из 0,6 кг раствора кальций нитрата с массовой долей соли 3,4% (р = 1,01 г/мл)? Дано:
w% = 3,4% или 0,034;
m(p-pa) = 0,6 кг или 600 г;
МЭ[Ca(NO3)2] = 82,044 г/моль;
CЭ[Ca(NO3)2] = 2 моль/л;
V(p-pa) = ? Решение: Эквивалент– это условная или реальная частица, которая в данной химической реакции эквивалентна одному атому или иону водорода, или одному протону, или одному электрону (по - другому, способна замещать или присоединять 1 грамм водорода). Эквивалент – есть 1/z часть частицы (молекулы, атома).
У соли Z равно произведению валентности (степени окисления) металла на число атомов металла. Например,
Z[Ca(NO3)2] = (+2) · 1 = 2.
Z для (Al2(SO4)3) = 3·2 = 6.
Так как М[Ca(NO3)2] = 164,088 г/моль, то молярная масса эквивалента нитрата кальция равна молярной массе соли поделенной на влентность кильция, получим:
МЭ[Ca(NO3)2] = 164,088/2 = 82,044 г/моль.
Молярная концентрация эквивалентов вещества B CЭ(B) (нормальность – устаревшее) определяется числом эквивалентов растворенного вещества в единице объема раствора, моль/л:
CЭ(B) = m(В)/[МЭ(B) • V(p-pa), где
MЭ – молярная масса эквивалента, m(В) - масса вещества в растворе, V(p-pa) - объем раствора вещества.
Вычисление массовой доли спиртов в смеси этанола и метанола
Задача 189.
Для окисления смеси этанола и метанола в кислой среде потребовалось добавить 0,64 моль перманганата калия и при этом выделилось 8,96 л. газа. Вычислите массовые доли спиртов в исходной смеси. Решение:
1. Процессы окисления спиртов протекают по-разному:
Определение объемных долей метана и этана в смеси газов
Задача 190. На сжигание природного газа объемом 200 л, содержащего метан, этан и негорючие примеси, затратили кислород объемом 395 л. Объемы газов измерены при нормальных условиях. Определите объемные доли метана и этана в газе, если объемная доля негорючих примесей составляет 5%. Решение:
1. Расчет объемов метана и этана в горючей смеси
Уравнения реакции горения веществ будут иметь вид: