Решение типовых задач

Задача 1. Определите массовую долю (%) соляной кислоты в растворе, содержащем 27,2 г HCl в 0,250 л раствора (плотность  = 1050 г/л).

Решение. Подставим в формулу (4.2) массу раствора m_р-ра, равную произведению объема раствора V_р-ра на его плотность :

m_р-ра = ρ · V_р-ра,

.

Тогда массовая доля HCl в растворе равна:

Задача 2. Определить массовую долю HNO₃ в растворе, полученном при смешивании 100 мл раствора с массовой долей азотной кислоты 10% (плотность ρ = 1,05 г/мл) и 150 мл раствора с массовой долей азотной кислоты 20% (плотность ρ = 1,12 г/мл).

Решение. Преобразуем формулу (4.2):

.

Рассчитаем массу первого раствора и массу кислоты в нем:

= 100 ∙ 1,05 = 105 г,

г.

Рассчитаем массу второго раствора и массу кислоты в нем:

= 150 ∙ 1,12 = 168 г,

г.

Рассчитаем массовую долю HNO₃ в растворе, полученном при смешивании:

,

.

Задача 3. Вычислите массу сульфата калия, содержащегося в 0,2 л раствора, если молярная концентрация раствора 0,73 моль/л.

Решение. Выразим из формулы (4.5)

массу K₂SO₄, содержащегося в растворе:

,

= 0,73 ∙ 174 ∙ 0,2 = 25,4 г.

Задача 4. Определите молярную концентрацию эквивалента сульфата железа (III), если в 0,2 л раствора содержится 6,67 г Fe₂(SO₄)₃.

Решение. Молярная масса эквивалента Fe₂(SO₄)₃ равна:

г/моль.

Молярная концентрация эквивалента Fe₂(SO₄)₃ в растворе в соответствии с формулой (4.6) равна

,

0,5 Моль/л.

Задача 5. Вычислите молярную концентрацию и молярную концентрацию эквивалента H₂SO₄ в растворе, в котором массовая доля кислоты равна 15 %. Плотность раствора 1105 г/л.

Решение. Из формулы (4.2) выразим массу вещества в растворе:

.

Масса H₂SO₄ в 1 л раствора составит:

г.

По формулам (4.5) и (4.6) вычислим молярную концентрацию и молярную концентрацию эквивалента, учитывая, что молярная масса и молярная масса эквивалента H₂SO₄ равны M = 98 г/моль, М_Э = 98/2 = 49 г/моль:

моль/л;

моль/л.

Задача 6. Определите моляльность раствора, содержащего 18 г глюкозы С₆Н₁₂О₆ в 100 г воды.

Решение. Воспользуемся формулой (4.7)

,

и учитывая, что молярная масса глюкозы М = 180 г/моль:

,

= 1 моль/кг.

Моляльность раствора глюкозы − 1 моль/кг растворителя.

Задача 7. Какой объем раствора азотной кислоты с массовой долей HNO₃ 30 % (ρ = 1180 г/л) требуется для приготовления 5 л азотной кислоты, молярность которой 0,5 моль/л.

Решение. Преобразовав формулу (4.5), определим массу азотной кислоты в 5 л раствора с молярной концентрацией с_М = 0,5 моль/л:

,

= 0,5 · 63 · 5 = 157,5 г.

Затем, используя формулу (4.2), определим, в каком объеме раствора HNO₃ с ω = 30 % и ρ = 1180 г/л содержится 157,5 г HNO₃:

и ,

= 0,44 л.

Для приготовления 5 л раствора азотной кислоты с_М = 0,5 моль/л требуется 0,44 л раствора азотной кислоты с массовой долей HNO₃ 30 %.

4.2. Общие свойства растворов Содержание материала для самостоятельного изучения

Общая характеристика растворов. Давление насыщенного пара. Закон Рауля. Понижение температуры замерзания растворов. Повышение температуры кипения растворов. Осмос, осмотическое давление. Закон Вант-Гоффа.

Литература: [1 – гл. 8, §§ 8.1]; [2 – гл. VI, §§ 78 – 80].