ПЛОТНОСТЬ И КОНЦЕНТРАЦИЯ РАСТВОРОВ 

ПЛОТНОСТЬ И КОНЦЕНТРАЦИЯ РАСТВОРОВ 

Очень часто в ходе решения задач пользуются величиной «плотность раствора». Здесь употребляются формулы: 

   m = ρ V                         ρ    =     m : V                                V  =  m :  ρ

Задача 20. Соляная кислота плотностью 1,149 г/мл содержит 30% хлороводорода по массе. Сколько г HCl содержится в 1 литре такой кислоты? 

Решение. 

  Здесь важно вспомнить о том, что, хотя соляная кислота и хлороводород имеют одну и ту же молекулярную формулу, но хлороводород здесь является растворенным веществом, а собственно соляная кислота – это всегда раствор хлороводорода в воде. Концентрация его в кислоте не более 42%. 

  Итак, нам известна формула для расчета массы растворенного вещества: 

mрв  =    m р-ра  •  ω рв     

 Однако в условии задачи нет массы растворы, а есть лишь объем раствора и его плотность. По этим величинам мы и рассчитаем массу раствора  HCl, предварительно приведя в соответствие единицы измерения объема раствора и плотности (1 л  =  1000 мл): 

mр-ра V    = 1,149 г/мл    1000 мл  =  1149 г 

Далее найдем массу чистого HCl по формуле расчета массы растворенного вещества: 

m (HCl)    =    m р-ра  •  ω рв   =   1149 г •  0,3  =  344,7 г 

Ответ:   m (HCl)    =  344,7 г 

Задача 21.  Какова массовая доля серной кислоты в растворе, полученном смешиванием одного объема 94%-ного раствора серной кислоты плотностью 1,831 г/мл с пятью объемами воды? 

Решение. 

  В задаче не указано, в каких единицах объема вести расчет.  В таком случае можно самим выбрать такие единицы измерения, чтобы считать было удобнее (например, литры). 

  Пусть  объем раствора серной кислоты равен одному литру, а добавленной воды – 5 литрам. Тогда масса раствора серной кислоты составит  ρ V    =  1,831 г/мл 1000 мл  =  1831 г, а масса добавленной воды  =  1 г/мл    5000 мл  =  5000 г. 

 Значит,          

 m р-ра2   =  m р-ра1  +   m2О)   =  1831 г  +  5000 г  =  6831 г. 

  Масса растворенной серной кислоты в этом растворе осталась той же, что и в исходном растворе: 

mрв (H2SO4)  =    m р-ра1  ωрв 1    =  1831 г    0,94  =  1721, 14 г 

Далее: 

ωрв2 (H2SO4)     =  m рв2 : m р-ра2    =   1721,14 г  :  6831 г  =  0,252  =  25,2% 

 Задача 22.  Какой объем 92%-ного раствора серной кислоты (ρ = 1,824)   нужно  взять для приготовления 1 л 26%-ного раствора той же кислоты ( ρ =  1,186)? 

Решение. 

  Для начала отметим: если в условии задачи плотность указана только числом, без единицы измерения, то для жидкостей ее автоматически  будем измерять в г/мл, а для газов – в г/л. 

  Чтобы решить эту задачу, нужно знать, сколько чистой серной кислоты перейдет из исходного, 92%-ного раствора в конечный, 26%-ный. Для этого рассчитаем массу серной кислоты, которая должна оказаться в литре конечного раствора: 

m (р-ра)2  = 1,186 г/мл    1000 мл  = 1186 г 

m (H2SO4) в нем  =   1186 г     0,26  =   308,36 г 

  По этой величине легко найти массу исходного раствора кислоты: 

m р-ра1    =  m рв     :   ω рв 1    =  308,36 г  :  0,92  =   335,18 г 

Теперь  вычисляем  объем исходного раствора: 

Vр-ра 1  =  m :  ρ=  335,18 г  :  1,824 г/мл  =  184,76 мл. 

Задача 23.  Необходимо  разбавить водой 400 г 95%-ного раствора серной кислоты так, чтобы получилась 19%-ная кислота. Сколько л воды для этого потребуется и сколько кг разбавленной кислоты получится? 

  Еще уточнение: если в тексте пишется  «19%-ная кислота» – следует читать «19%-ный раствор кислоты». 

Решение. 

  Вся серная кислота переходит из исходного раствора в конечный. В исходном растворе ее было: 

m1(H2SO4)    =    m р-ра1  •  ωрв 1  =  400 г    0,95  =   380 г 

Теперь легко найти массу будущего раствора (19%-ного): 

m р-ра    =  m рв  :  ω  рв    =  380 г  :  0,19  =  2000 г 

и массу долитой воды, а затем ее объем: 

m (H2O)  =  2000 г  —  400 г  =   1600 г 

V (H2O)  =    m : ρ  =   1600 г  :   1 г/мл  =   1600 мл. 

Еще больше задач самых разных типов — в книге «Учимся решать задачи по химии», ее можно заказать у автора.

Была ли вам полезна эта статья? Поделитесь, пожалуйста:

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *