- •Часть 1
- •1. Современная теория строения атома. Структура периодической
- •3. Кинетика физико-химических процессов, химическое равновесие.
- •1. Закон эквивалентов. Определение эквивалентных масс
- •2. Строение атома. Квантовые числа.
- •3. Периодическая система элементов д.И. Менделеева
- •4. Химическая связь и строение молекул
- •5. Скорость химических реакций.
- •6. Химическое равновесие
- •7. Растворы. Способы выражения концентраций растворов
- •8. Электролиты . Определение концентрации ионов
- •9. Ионное произведение воды. Водородный показатель (рН)
- •10. Реакции обмена и гидролиза в растворах электролитов
- •11. Окислительно–восстановительные реакции
- •12. Комплексные соединения
- •Часть II
- •1. Основы химической термодинамики. Энергетика физико-химических
- •2. Фазовые равновесия. Физико-химический анализ. Диаграммы со-
- •13. Первый закон термодинамики . Тепловые эффекты
- •1. Закон Лавуазье-Лапласа — теплота образования сложного вещества
- •2. Закон Гесса — тепловой эффект процесса не зависит от пути его про-
- •14. Второй закон термодинамики .
- •15. Изобарно - изотермический потенциал или свободная
- •16. Фазовые равновесия . Диаграммы состояния
- •17. Гальванические элементы
- •18. Процессы электролиза
- •19. Электрохимическая коррозия металлов
- •20. Применение электрохимических процессов в технике
- •21. Химия конструкционных материалов
7. Растворы. Способы выражения концентраций растворов
Концентрация раствора – содержание растворенного вещества в опреде-
ленном объеме (массе) раствора или растворителя.
Различают следующие способы выражения концентраций растворов:
а) массовая доля (ω) – отношение массы растворенного вещества (m`) к
массе раствора (m):
m`
32
ω =
m
.
(7.1)
Массовая доля растворенного вещества, выраженная в процентах, – масса
растворенного вещества в 100 г раствора.
Например, 15%-й раствор NaCl состоит из 15 г NaCl(кр) и 85 гводы (рас-
творителя);
б) молярная концентрация, или молярность, (СМ) – количество молей
растворенного вещества в 1 л раствора:
C = m`, моль/л ,
(7.2)
М
MV
где М –
V –
мольная масса растворенного вещества, г/моль;
объем раствора, л;
m`/M – количество молей растворенного вещества;
в) эквивалентная концентрация, или нормальность, (Сн,или н) – число
моль-эквивалентов растворенного вещества в 1 л раствора:
m`
C =
,
моль-экв/л ,
(7.3)
H
М V
Э
где m`/МЭ – число моль-эквивалентов растворенного вещества.
Используя растворы, концентрация которых выражена через нормаль-
ность, можно вычислить, в каких объемных отношениях они должны быть
смешаны, чтобы растворенные вещества полностью прореагировали.
Пусть V1 – объем раствора с концентрацией н1, а V2 - объем раствора с
концентрацией н2. Так как нормальность (н) – это число эквивалентов в едини-
це объема, то V1⋅н1и V2⋅н2 – число эквивалентов этих веществ, вступивших в
реакцию. Исходя из закона эквивалентов V1⋅н1 = V2⋅н2имеем:
V
1
V2
=
н2
н1
;
(7.4)
33
г) моляльная концентрация, или моляльность, (Сm, или m) – количество
молей растворенного вещества в 1 кг растворителя:
m`1000
C =
.
(7.5)
m
M
Пример 1. Рассчитать моляльность, молярность и нормальность 15%-го
раствора H2SO4, плотность которого ρ = 1,1 г/см3.
Решение. Исходя из (7.1) 15%-й раствор H2SO4соответствует содержанию
в 100 г раствора 15 г кислоты и 85 г воды. Вычислим массу H2SO4в 1000 г
(1 кг) воды:
15 - 85
х - 1000
х = 15⋅1000/85 = 176,5 г
Молярная масса H2SO4равна 98 г/моль, следовательно,
Cm = 176,5/98 = 1,8 моль/кг.
Для расчета молярности раствора определим массу кислоты в 1 л раствора
(1000 мл, или 1000 см3). Так как плотность раствора ρ = 1,1 г/см3, то масса 1 л
раствора равна 1100 г. Масса H2SO4будет равна:
15 - 100
Х - 1100
х = 15⋅1000/100 = 165 г
Следовательно, СМ = 165/98 = 1,68 моль/л.
Так как эквивалентная масса H2SO4равна 49 г/моль,
Сн = 165/49 = 3,37 экв/л.
Ответ. Cm = 1,8 моль/кг; СМ = 1,68 моль/л; Сн = 3,37 экв/л.
то
Пример 2. Для нейтрализации 42 мл раствора H2SO4потребовалось 14 мл
0,3 н. раствора щелочи. Определить молярность раствора H2SO4.
Решение. Согласно (7.4) определим нормальность раствора H2SO4:
V
нщ
42 0,3
14 0,3
к =
,
=
, н =
= 0,1 экв/л.
Vщ
нк
14 нк
к
42
Так как эквивалент H2SO4равен Ѕ моль, то молярность H2SO4
СМ = 0,1⋅0,5 = 0,05 моль/л.
Ответ. СМ = 0,05 моль/л.