Меню

Процентное содержание растворов таблица

РАСТВОРЫ. ПРИГОТОВЛЕНИЕ РАСТВОРОВ РАЗЛИЧНЫХ КОНЦЕНТРАЦИЙ

Теоретическая часть

Растворы – это однородные (гомогенные) системы, состоящие их двух и более компонентов (составных частей) и продуктов их взаимодействия.

Важной характеристикой любого раствора является его количественный состав, который выражается концентрацией.

Концентрацией раствора называют, количество растворенного вещества, содержащегося в определенном количестве раствора или растворителя.

Существуют различные способы выражения концентрации растворов: процентная (по массе), молярная, нормальная, титр, мольная доля, мольная концентрация.

Процентная концентрация (С % или W) определяет — процентное отношение массы растворенного вещества к общей массе раствора.

– масса растворенного вещества

– общая масса раствора

Молярная масса или молярность ( ) выражается числом молей растворенного вещества, содержащегося в 1 литре раствора.

– масса растворенного вещества,

– молярная масса растворенного вещества

– объем раствора (л)

Нормальная концентрация или нормальность ( ) выражается числом растворенного вещества, содержащегося в 1 литре раствора

– масса растворенного вещества,

– эквивалентная масса растворенного вещества,

– объем раствора (л).

Титр (Т) – это количество растворенного вещества в граммах, содержащихся в 1 мл раствора. Расчет титра в зависимости от нормальности производится по формуле:

– эквивалентная масса растворенного вещества.

Мольная доля ( ) – это отношение числа молей растворенного вещества – к сумме числа молей всех компонентов раствора ( ).

Мольная доля – безразмерная величина. Сумма мольных долей всех компонентов раствора всегда равна единице. ( )

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

Опыт 1. Приготовление раствора заданной концентрации из навески

Этот способ применяется главным образом для приготовления растворов солей.

1. Получите у преподавателя номер вашего варианта (см. табл. 1)

2. Рассчитайте количество вещества, необходимое для приготовления раствора заданной концентрации, взвесьте его на технических весах с точностью до 0.01 г.

3. Рассчитайте необходимое количество воды (исходя из массы соли и концентрации раствора), отмерьте воду мерным цилиндром.

4. Возьмите плоскодонную колбу и через воронку осторожно перенесите в нее навеску соли. Воду, отмеренную для растворения, вылейте через воронку в колбу небольшими порциями так, чтобы всю соль с воронки смыть в колбу. Закройте пробкой колбу, встряхните её несколько раз, чтобы вся соль полностью растворилась.

5. Измерьте плотность полученного раствора ареометром и проверьте по таблице правильность приготовления раствора. Для этого перелейте приготовленный раствор в цилиндр и осторожно опустите ареометр. Затем выньте ареометр и промойте его под водопроводной водой.

Таблица 1

Варианты опыта

Вари- ант Объем раствора см 3 Концентрация раствора % масс Плотность раствора K2Cr2O7 (p) г/см 3
1,0052
1,0121
1,0193
1,0264
1,0336
1,0408
1,0051

Опыт 2. Определение процентной (масс) концентрации раствора и пересчет её на молярную и процентную концентрацию

Порядок проведения опыта

1. В стеклянный цилиндр с раствором соли (ваш вариант задачи) плавно опускают ареометр, так, чтобы он не касался стенок сосуда. Делают отсчет плотности.

2. В таблице 2. находят процентную концентрацию раствора. Если найденная плотность находится между двумя значениями в таблице, то процентную концентрацию находят интерполяцией по уравнению

где – процентная концентрация,

– ближайшее меньшее значение плотности в таблице,

– ближайшее большее значение плотности в таблице,

– % – концентрация раствора с плотностью,

– % – концентрация раствора с плотностью.

По рассчитанной процентной концентрации определяют молярность и нормальность раствора.

где – рассчитанная процентная концентрация соли,

– значение эквивалента соли,

– молярная масса соли.

NaCl KCl NH4Cl CuSO4 NaNO3
% масс % масс % масс % масс % масс
1,0053 1,0125 1,0268 1,0413 1,0559 1,0707 1,0857 1,1009 1,1162 1,1319 1,1478 1,0045 1,0108 1,0239 1,0369 1,0500 1,0633 1,0768 1,0905 1,1043 1,1185 1,1323 1,0013 1,0045 1,0107 1,0168 1,0227 1,0286 1,0344 1,0401 1,0457 1,0512 1,0567 1,009 1,019 1,040 1,062 1,084 1,107 1,131 1,155 1,180 1,206 – 1,0049 1,0117 1,0254 1,0392 1,0532 1,0674 1,0819 1,0967 1,1118 1,1272 1,1426

Вопросы и задачи

1. Что называется концентрацией раствора и способы её выражения. Дать определение и показать на конкретных примерах.

2. Сколько грамм KCl следует растворить в 100 граммах воды для получения 5%- ного раствора.

3. Какова процентная концентрация раствора, полученного в результате растворения 90г вещества в 180 г воды?

4. В 240 мл воды растворили 80 г соли, плотность воды равна 1 г /мл. Какова процентная концентрация.

5. Что означает 1 н Ca(OH)2, PbCl2, AgNO3, 2 M Al(OH)3, KNO3, CaCl2. Покажите расчетами.

6. Рассчитать навеску K2Cr2O7 для приготовления 2% раствора объемом в 250 мл, плотность равна 1,0347 г /мл.

7. Сколько граммов Na2SO3 потребуется для приготовления 5 л 8%-ного раствора, плотность которого 1,075.

Читайте также:  Таблица форматов и разрешений

8. Чем объяснить устойчивость истинных растворов.

9. Чему равна молярность и нормальность 3%-ного раствора FeCl3, плотность 1,037 г /мл.

10. Дать определение растворам.

11. Раствор содержит смесь солей: AgNO3, Ba(NO3)2 и Zn(CH3COO)2. К нему добавили избыток HCl. Написать ионные уравнения возможных реакций.

12. Написать уравнения ступенчатой диссоциации H2S. В каком направлении будут смещаться эти равновесия при добавлении HCl и NaOH?

13. На нейтрализацию 25 мл HCl неизвестной концентрации пошло 30 мл 0,1 н раствора NaOH. Вычислить нормальность и молярность, а также титр раствора HCl.

14. Попарно смешали растворы следующих веществ:

а) NaCl + CH3COOH г) NaClO + CH3COOH
б) NaCl + KOH д) Na2SO4 + NaOH
в) MgCl2 + KOH е) NaHSO4 + NaOH

Между какими из указанных веществ возможны реакции обмена? Написать ионные реакции возможных реакций.

15. Какова нормальность 40%-ного раствора H2SO4 плотностью 1,3 г /см.

Источник



Формулы для пересчета концентраций растворов

В приводимой ниже таблице приняты следующие обозначения:

М — мольная масса растворенного вещества, г/моль; Э — эквивалентная масса растворенного вещества, г/моль; р — плотность раствора, г/мл.

* Дли жидкостей может применяться величина Pv, % (об.) —число миллилитров растворенной жидкости в 100 мл раствора.

РАСЧЕТНЫЕ ФОРМУЛЫ, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ РАСТВОРОВ

Для приготовления определенного количества раствора какого-либо вещества заданной концентрации исходят из следующих данных: а) из количества чистого вещества и растворителя; б) из количества раствора данного вещества с более высокой концентрацией, чем заданная, и количества чистого растворителя или в) из количества двух растворов того же вещества, один из которых имеет концентрацию больше нужной, а другой — меньше.

Растворение вещества в воде

Пусть требуется приготовить А граммов раствора концентрации P [в % (масс.) ]. Тогда:

(I)
(2)

где х— необходимая масса растворяемого вещества, г; b—необходимая масса воды, г.

Если нужно приготовить определенный объем V раствора (в мл) концентрации Р, находят по таблицам плотность р (в г/см3) раствора данного вещества требуемой концентрации. Поскольку А = Vp, формула (1) будет иметь вид:


(3)

В тех случаях, когда растворяемое вещество представляет собой кристаллогидрат, т. е. содержит кристаллизационную воду, для расчета необходимого его количества используют формулу:

(4)
(5)

где х— необходимая масса кристаллогидрата, г; M1—мольная масса кристаллогидрата; М2—моль-мая масса вещества без кристаллизационной воды; b — необходимая масса воды, г.

Если нужно приготовить раствор объемом V (в мл) заданной нормальности N, вычисляют значение эквивалентной массы Э растворяемого вещества, после чего находят необходимую его навеску (в г) по формуле:


(6)

При приготовлении раствора заданной молярной концентрации применяют аналогичную формулу:


(7)

где М — молярная концентрация раствора; Мв — мольная масса растворяемого вещества; V — заданный объем раствора, мл.

Разбавление раствора водой

Пусть требуется приготовить раствор концентрации Р2 из имеющегося раствора с более высокой концентрацией Р1. Обозначим массу раствора до разбавления А1, а массу раствора после разбавления— А2. Тогда массу воды b (в г), необходимую для разбавления, находят по формуле (8) или (9) в зависимости от того, задано ли значение А\ или А2.

(9)
(10)

В тех случаях, когда известна не масса, а объем раствора, необходимо по таблицам найти плотности растворов данного вещества исходной и конечной концентраций — p1 и р2 соответственно. Тогда, если нужно приготовить раствор объемом V2 (в мл) концентрации Р2 [в % (масс.)], а концентрация исходного раствора равна P1 [(в % (масс.)], то объем исходного раствора вычисляется по формуле:


(11)

Объем воды (в мл) для разбавления: b = V2 — V1

Смешивание двух растворов различной концентрации

Пусть требуется приготовить раствор заданной концентрации из двух растворов того же вещества, один из которых имеет концентрацию больше нужной, а другой — меньше. Чтобы определить, в каких пропорциях следует смешивать растворы, пользуются «правилом креста», которое наглядно показано на следующем примере:

Смешиваемые растворы можно измерять в объемных или массовых частях в зависимости от того, в объемных или массовых процентах выражают концентрацию растворов.

«Правило креста» можно применять и в случаях разбавления раствора чистым растворителем. При этом концентрацию вещества в чистом растворителе считают равной нулю:

Для получения более концентрированного раствора растворением в нем дополнительного количества компонента твердое вещество условно считают раствором с концентрацией 100%:

Источник

Способы выражения концентрации

Существует множество способов измерить концентрацию раствора. Это так называемые способы выражения концентрации раствора.

Концентрация раствора — это количество вещества, находящегося в единице объема или массы раствора.

Что такое раствор

Среди окружающих нас веществ, лишь немногие представляют собой чистые вещества. Большинство являются смесями, состоящими из нескольких компонентов, которые могут находиться в одном или различных фазовых состояниях.

Читайте также:  Практическая работа составление конспективно справочную таблицу

Смеси, имеющие однородный состав являются гомогенными, неоднородный состав – гетерогенными.

Иначе, гомогенные смеси, называют растворами, в которых одно вещество полностью растворяется в другом (растворителе). Растворитель – это тот компонент раствора, который при образовании раствора сохраняет свое фазовое состояние. Он обычно находится в наибольшем количестве.

Существуют растворы газовые, жидкие и твердые. Но более всего распространены жидкие растворы, поэтому, в данном разделе, именно на них мы сосредоточим свое внимание.

Концентрацию раствора можно охарактеризовать как:

  • качественную
  • количественную.

Качественная концентрация характеризуется такими понятиями, как разбавленный и концентрированный раствор.
С этой точки зрения растворы можно классифицировать на:

  • Насыщенные – растворы с максимально возможным количеством растворенного вещества. Количество растворяемого вещества, необходимое для получения насыщенного раствора определяет растворимость этого вещества.
  • Ненасыщенные – любые растворы, которые все еще могут растворять введенное вещество.
  • Пересыщенные – растворы, в которых растворено больше вещества, чем максимально возможное. Такие растворы очень нестабильны и в определенных условиях растворенное вещество будет выкристаллизовываться из него, до тех пор, пока не образуется насыщенный раствор.

Количественная концентрация выражается через молярную, нормальную (молярную концентрацию эквивалента), процентную, моляльную концентрации, титр и мольную долю.

Способы выражения концентрации растворов

Молярная концентрация растворов (молярность)

Наиболее распространенный способ выражения концентрации растворов – молярная концентрация или молярность. Она определяется как количество молей n растворенного вещества в одном литре раствора V. Единица измерения молярной концентрации моль/л или моль ·л -1 :

Раствор называют молярным или одномолярным, если в 1 литре раствора растворено 1 моль вещества, децимолярным – растворено 0,1 моля вещества, сантимолярным — растворено 0,01 моля вещества, миллимолярным — растворено 0,001 моля вещества.

Термин «молярная концентрация» распространяется на любой вид частиц.

Вместо обозначения единицы измерения — моль/л, возможно такое ее обозначение – М, например, 0,2 М HCl.

Молярная концентрация эквивалента или нормальная концентрация растворов (нормальность).

Понятие эквивалентности мы уже вводили. Напомним, что эквивалент – это условная частица, которая равноценна по химическому действию одному иону водорода в кислотоно-основных реакциях или одному электрону в окислительно – восстановительных реакциях.

Например, эквивалент KMnO4 в окислительно – восстановительной реакции в кислой среде равен 1/5 (KMnO4).

Еще одно необходимое понятие — фактор эквивалентности – это число, обозначающее, какая доля условной частицы реагирует с 1 ионом водорода в данной кислотоно-основной реакции или с одним электроном в данной окислительно – восстановительной реакции.

Он может быть равен 1 или быть меньше 1. Фактор эквивалентности, например, для KMnO4 в окислительно – восстановительной реакции в кислой среде составляет fэкв(KMnO4) = 1/5.

Следующее понятие – молярная масса эквивалента вещества х. Это масса 1 моля эквивалента этого вещества, равная произведению фактора эквивалентности на молярную массу вещества х:

Молярная концентрация эквивалента (нормальность) определяется числом молярных масс эквивалентов на 1 литр раствора.

Эквивалент определяется в соответствии с типом рассматриваемой реакции. Единица измерения нормальной концентрации такая же как и у молярной концентрации — моль/л или моль·л -1

Для обозначения нормальной концентрации допускается сокращение «н» вместо «моль/л».

Процентная концентрация раствора или массовая доля

Массовая концентрация показывает сколько единиц массы растворенного вещества содержится в 100 единицах массы раствора.

Это отношение массы m(х) вещества x к общей массе m раствора или смеси веществ:

Массовую долю выражают в долях от единицы или процентах.

Моляльная концентрация раствора

Моляльная концентрация раствора b(x) показывает количество молей n растворенного вещества х в 1 кг. растворителя m. Единица измерения моляльной концентрации — моль/кг :

Титр раствора

Титр раствора показывает массу растворенного вещества х, содержащуюся в 1 мл. раствора. Единица измерения титра — г/мл:

Мольная или молярная доля

Мольная или молярная доля α(х) вещества х в растворе равна отношению количества данного вещества n(х) к общему количеству всех веществ, содержащихся в растворе Σn:

Между приведенными способами выражения концентраций существует взаимосвязь, которая позволяет, зная одну единицу измерения концентрации найти (пересчитать) ее в другие единицы. Существуют формулы, позволяющие провести такой пересчет, которые, в случае необходимости, вы сможете найти в сети. В разделе задач показано, как произвести такой пересчет, не зная формул.

Пример перевода процентной концентрации в молярную, нормальную концентрацию, моляльность, титр

Дан раствор объемом 2 л с массовой долей FeSO4 2% и плотностью 1029 кг/м 3 . Определить молярность, нормальность, моляльность и титр этого раствора раствора.

Читайте также:  Процент солености морей таблица

Решение.

1. Рассчитать молярную массу FeSO4:

M (FeSO4) = 56+32+16·4 = 152 г/моль

2. Рассчитать молярную массу эквивалента:

Мэ = fэкв· М(FeSO4) = 1/2·152 = 76 г/моль

3. Найдем m раствора объемом 2 л

m = V·ρ = 2·10 -3 ·1029 = 2,06 кг

4. Найдем массу 2 % раствора по формуле:

m(FeSO4) = 0,02·2,06 = 0,0412 кг = 41,2 г

5. Найдем молярность, которая определяется как количество молей растворенного вещества в одном литре раствора:

n = m/М

n = 41,2/152 = 0,27 моль

См = n/V

См = 0,27/2 = 0,135 моль/л

6. Найдем нормальность:

nэ = 41,2/76 = 0,54 моль

Сн = 0,54/2 = 0,27 моль/л

7. Найдем моляльность раствора. Моляльная концентрация равна:

b (x) = n(x)/m

Масса растворителя, т.е. воды в растворе равна:

mH2O = 2,06-0,0412 = 2,02 кг

b (FeSO4) = n(FeSO4)/m = 0,27/2,02 = 0,13 моль/кг

8. Найдем титр раствора, который показывает какая масса вещества содержится в 1 мл раствора:

Т(х) = m (х)/V

Т(FeSO4) = m (FeSO4)/V = 41,2/2000 = 0,0021 г/мл

Источник

Растворы процентной концентрации

Приготовление растворов. Раствором называют однородные смеси двух или более веществ. Концентрацию раствора выражают по-разному:

в весовых процентах, т.е. по количеству граммов вещества, содержащегося в 100 г раствора;

в объемных процентах, т.е. по количеству единиц объема (мл) вещества в 100 мл раствора;

молярностью, т.е. количеством грамм-молей вещества, находящегося в 1 л раствора (молярные растворы);

нормальностью, т.е. количеством грамм-эквивалентов раствореного вещества в 1 л раствора.

Растворы процентной концентрации. Процентные растворы готовят как приблизительные, при этом навеску вещества отвешивают на технохимических весах, а объемы отмеривают измерительными цилиндрами.

Для приготовления процентных растворов пользуются несколькими приемами.

Пример. Необходимо приготовить 1 кг 15%-ного раствора хлористого натрия. Сколько необходимо для этого взять соли? Расчет проводится согласно пропорции:

Формула

Следовательно воды для этого необходимо взять 1000-150 = 850 г.

В тех случаях, когда надо приготовить 1 л 15%-ного раствора хлористого натрия, необходимое количество соли рассчитывают другим способом. По справочнику находят плотность этого раствора и, умножив ее на заданный объем, получают массу необходимого количества раствора: 1000-1,184 = 1184 г.

Формула

Следовательно, необходимое количество хлористого натрия различно для приготовления 1 кг и 1 л раствора. В тех случаях, когда приготовляют растворы из реактивов, содержащих в составе кристаллизационную воду, следует ее учитывать при расчете необходимого количества реактива.

Пример. Необходимо приготовить 1000 мл 5%-ного раствора Na2CO3 плотностью 1,050 из соли, содержащей кристаллизационную воду (Na2CO3-10H2O)

Формула

Молекулярная масса (вес) Na2CO3 равна 106 г, молекулярная масса (вес) Na2CO3-10H2O равна 286 г, отсюда рассчитывают необходимое количество Na2CO3-10H2O для приготовления 5%-ного раствора:

Формула

Методом разбавления растворы приготовляют следующим образом.

Пример. Необходимо приготовить 1 л 10%-ного раствора HCl из раствора кислоты относительной плотностью 1,185 (37,3%). Относительная плотность 10%-ного раствора 1,047 (по справочной таблице), следовательно, масса (вес) 1 л такого раствора равна 1000X1,047 = 1047 г. В этом количестве раствора должно содержаться чистого хлористого водорода

Формула

Чтобы определить, сколько необходимо взять 37,3%-ной кислоты, составляем пропорцию:

Формула

При приготовлении растворов путем разбавления или смешивания двух растворов для упрощения расчетов применяют способ диагональной схемы или «правило креста». На пересечении двух линий пишется заданная концентрация, а у обоих концов слева — концентрация исходных растворов, для растворителя она равна нулю.

Источник

Концентрации растворов. Массовая и молярная концентрация, Титр, Моляльность, Мольная, массовая, объемная доли. Нормальная (эквивалентная) концентрация, Фактор эквивалентности, Молярная масса эквивалента вещества

Количество и концентрация вещества. Выражение и пересчеты из одних единиц в другие. Концентрации растворов. Массовая и молярная концентрация, Титр, Моляльность, Мольная, массовая, объемная доли. Нормальная (эквивалентная) концентрация, Фактор эквивалентности, Молярная масса эквивалента вещества.

* В расчетных уравнениях химическую формулу обычно ставят в индексе.

Пересчеты из одной формы выражения концентрации в другую являются достаточно простыми арифметическими задачами, с решениями которых аналитику приходится сталкиваться очень часто – при приготовлении аналитических растворов, при пробоотборе и пробоподготовке, при смешении пробы с аналитическими растворами, а также при статистической обработке и представлении получившихся результатов в цифровой и графической форме. Рассмотрим формулы для пересчета шести наиболее часто применяемых форм выражения концентраций (см. табл. 2).

Таблица 2 Формулы перехода от одних выражений концентраций растворов к другим (процентная, в граммах на грамм растворителя, в граммах на грамм раствора, нормальная, молярная, моляльная) 6

  • Обозначения:
    • d-плотность раствора,
    • W- молекулярный вес (масса) растворенного вещества,
    • E- грамм-эквивалентный вес растворенного вещества

Таблица 2 Формулы перехода от одних выражений концентраций растворов к другим (процентная, в граммах на грамм растворителя, в граммах на грамм раствора, нормальная, молярная, моляльная) 6 Обозначения: d-плотность раствора, W- молекулярный вес (масса) растворенного вещества, E- грамм-эквивалентный вес растворенного вещества

Источник

Adblock
detector