Химик.ПРО – решение задач по химии бесплатно. Как вычислить молярность


Химик.ПРО - Моляльность раствора | Решение задач по химии бесплатно

Рассчитать моляльность раствора, молярность, титр  20 % раствора хлорида натрия (NaCl). Плотность раствора равна 1,152 г/мл.

Решение задачи

Напомню, что под молярностью понимают количество (число моль) данного вещества, содержащегося в единице объема раствора. Молярную концентрацию выражают в моль/л или используют сокращение «M».

формула молярности

Для вычисления молярности надо знать число грамм хлорида натрия (NaCl) в 1 литре раствора. Зная, что 20-процентный раствор хлорида натрия (NaCl) содержит 20 г хлорида натрия (NaCl) в 100 г раствора, найдем объем, который занимает это весовое количество раствора, по формуле, устанавливающей связь между массой и объемом:

формула объем раствора

Получаем:

V = 100 / 1,152 = 86,81 (мл).

Следовательно, в 1 л (1000 мл) раствора хлорида натрия (NaCl) содержится:

20 ⋅ 1000 / 86,81 = 230,39 (г).

Зная, что химическое количество (n) вещества равно отношению массы вещества к его молярной массе, и учитывая, что молярная масса хлорида натрия (NaCl)  равна 58,5 г/моль (смотри таблицу Менделеева), по формуле рассчитаем молярность раствора хлорида натрия (NaCl):

M (NaCl) = 230,39 / 58,5 = 3,94 (моль/л).

Напомню, что под  титром раствора пронимают массу растворённого вещества в 1 мл раствора.

формула титр раствора

Подставим известные значения в формулу и произведем расчет:

T (NaCl) = 230,39 / 1000 = 0,23039 (г/мл).

Напомню, что моляльность раствора показывает количество (число моль) растворенного вещества в  1 кг растворителя. Моляльную концентрацию выражают в моль/кг.

формула моляльность раствора

Для вычисления моляльности раствора надо знать число килограмм растворителя в растворе. Зная, что 20-процентный раствор хлорида натрия (NaCl) содержит 20 г хлорида натрия (NaCl) в 100 г раствора, найдем массу растворителя по формуле:

формула массы раствора

Получаем:

m (растворителя) = 100 – 20 = 80 (г).

Следовательно, в 1 л (1000 мл) раствора хлорида натрия (NaCl) содержится:

80 ⋅ 1000 / 86,81 = 921,55 (г) или 0,92155 кг – растворителя

Зная, что химическое количество (n) хлорида натрия (NaCl) равно 3,94 моль, рассчитаем моляльность раствора по формуле:

m (NaCl) = 3,94 / 0,92155 = 4,28 (моль/кг).

Ответ:

моляльность равна 4,28 моль/кг;

молярность равна 3,94 моль/л;

титр равен 0,23039 к/мл.

Похожие задачи по химии

himik.pro

Урок 15. Моляльность и молярность – HIMI4KA

В уроке 15 «Моляльность и молярность» из курса «Химия для чайников» рассмотрим понятия растворитель и растворенное вещество научимся выполнять расчет молярной и моляльной концентрации, а также разбавлять растворы. Невозможно объяснить что такое моляльность и молярность, если вы не знакомы с понятием моль вещества, поэтому не поленитесь и прочитайте предыдущие уроки. Кстати, в прошлом уроке мы разбирали задачи на выход реакции, посмотрите если вам интересно.

Химикам нередко приходится работать с жидкими растворами, так как это благоприятная среда для протекания химических реакций. Жидкости легко смешивать, в отличие от кристаллических тел, а также жидкость занимает меньший объем, по сравнению с газом. Благодаря этим достоинствам, химические реакции могут осуществляться гораздо быстрее, так как исходные реагенты в жидкой среде часто сближаются и сталкиваются друг с другом. В прошлых уроках мы отмечали, что вода относится к полярным жидкостям, и потому является неплохим растворителем для проведения химических реакций. Молекулы h3O, а также ионы H+ и OH—, на которых вода диссоциирована в небольшой степени, могут способствовать запуску химические реакций, благодаря поляризации связей в других молекулах или ослаблению связи между атомами. Вот почему жизнь на Земле зародилась не на суше или в атмосфере, а именно в воде.

Растворитель и растворенное вещество

Раствор может быть образован путем растворения газа в жидкости или твердого тела в жидкости. В обоих случаях жидкость является растворителем, а другой компонент — растворенное вещество. Когда раствор образован путем смешивания двух жидкостей, растворителем считается та жидкость, которая находится в большем количестве, иначе говоря имеет бОльшую концентрацию.

Расчет концентрации раствора

Молярная концентрация

Концентрацию можно выражать по разному, но наиболее распространенный способ — указание его молярности. Молярная концентрация (молярность) — это число молей растворенного вещества в 1 литре раствора. Единица молярности обозначается символом M. Например два моля соляной кислоты на 1 литр раствора обозначается 2 М HCl. Кстати, если на 1 литр раствора приходится 1 моль растворенного вещества, тогда раствор называется одномолярным. Молярная концентрация раствора обозначается различными символами:

  • cx, Смx, [x], где x — растворенное вещество

Формула для вычисления молярной концентрации (молярности):

где n — количество растворенного вещества в молях, V — объем раствора в литрах.

Пару слов о технике приготовления растворов нужной молярности. Очевидно, что если добавить к одному литру растворителя 1 моль вещества, общий объем раствора будет чуть больше одного литра, и потому будет ошибкой считать полученный раствор одномолярным. Чтобы этого избежать, первым делом добавляем вещество, а только потом доливаем воду, пока суммарный объем раствора не будет равным 1 л. Полезно будет запомнить приближенное правило аддитивности объемов, которое гласит, что объем раствора приближенно равен сумме объемов растворителя и растворенного вещества. Растворы многих солей приближенно подчиняются данному правилу.

Молярная концентрация раствора

Молярная концентрация раствора

Пример 1. Химичка дала задание растворить в литре воды 264 г сульфата аммония (Nh5)2SO4, а затем вычислить молярность полученного раствора и его объем, основываясь на предположении об аддитивности объемов. Плотность сульфата аммония равна 1,76 г/мл.

Решение:

Определим объем (Nh5)2SO4 до растворения:

  • 264 г / 1,76 г/мл = 150 мл = 0,150 л

Пользуясь правилом аддитивности объемов, найдем окончательный объем раствора:

  • 1,000 л + 0,150 л = 1,150 л

Число молей растворенного сульфата аммония равно:

  • 264 г / 132 г/моль = 2,00 моля (Nh5)2SO4

Завершающий шаг! Молярность раствора равна:

  • 2,000 / 1,150 л = 1,74 моль/л, т.е 1,74 М (Nh5)2SO4

Приближенным правилом аддитивности объемов можно пользоваться только для грубой предварительной оценки молярности раствора. Например, в примере 1, объем полученного раствора на самом деле имеет молярную концентрацию равную 1,8 М, т.е погрешность наших расчетов составляет 3,3%.

Моляльная концентрация

Наряду с молярностью, химики используют моляльность, или моляльную концентрацию, в основе которой учитывается количество использованного растворителя, а не количество образующегося раствора. Моляльная концентрация — это число молей растворенного вещества в 1 кг растворителя (а не раствора!). Моляльность выражается в моль/кг и обозначается маленькой буквой m. Формула для вычисления моляльной концентрации:

где n — количество растворенного вещества в молях, m — масса растворителя в кг

Для справки отметим, что 1 л воды = 1 кг воды, и еще, 1 г/мл = 1 кг/л.

Моляльная концентрация раствора

Моляльная концентрация раствора

Пример 2. Химичка попросила определить моляльность раствора, полученного при растворении 5 г уксусной кислоты C2h5O2 в 1 л этанола. Плотность этанола равна 0,789 г/мл.

Решение:

Число молей уксусной кислоты в 5 г равно:

  • 5,00 г / 60,05 г/моль = 0,833 моля C2h5O2

Масса 1 л этанола равна:

  • 1,000 л × 0,789 кг/л = 0,789 кг этанола

Последний этап. Найдем моляльность полученного раствора:

  • 0,833 моля / 0,789 кг растворителя = 0,106 моль/кг

Единица моляльности обозначается Мл, поэтому ответ также можно записать 0,106 Мл.

Разбавление растворов

В химической практике часто занимаются разбавлением растворов, т.е добавлением растворителя. Просто нужно запомнить, что число молей растворенного вещества при разбавлении раствора остается неизменным. И еще запомните формулу правильного разбавления раствора:

  • Число молей растворенного вещества = c1V1 = c2V2

где с1 и V1 — молярная концентрация и объем раствора до разбавления, с2 и V2 — молярная концентрация и объем раствора после разбавления. Рассмотрите задачи на разбавление растворов:

Разбавление растворов

Разбавление растворов

Пример 3. Определите молярность раствора, полученного разбавлением 175 мл 2,00 М раствора до 1,00 л.

Решение:

В условие задача указаны значения с1, V1 и V2, поэтому пользуясь формулой разбавления растворов, выразим молярную концентрацию полученного раствора с2

  • с2 = c1V1 / V2 = (2,00 М × 175 мл) / 1000 мл = 0,350 М

Пример 4 самостоятельно. До какого объема следует разбавить 5,00 мл 6,00 М раствора HCl, чтобы его молярность стала 0,1 М?

Ответ: V2 = 300 мл

Без сомнения, вы и сами догадались, что урок 15 «Моляльность и молярность» очень важный, ведь 90% все лабораторных по химии связаны с приготовлением растворов нужной концентрации. Поэтому проштудируйте материал от корки до корки. Если у вас возникли вопросы, пишите их в комментарии.

himi4ka.ru

Как рассчитать молярность раствора

4 методика:Вычисление молярности, если даны моли и объемВычисление молярности, если даны масса и объемВычисление молярности, если даны моли и миллилитрыДополнительная практическая задача

Молярность описывает соотношение между молями растворенного вещества и объемом раствора. Чтобы получить подробное представление о том, как найти молярность раствора, когда даны моли, литры, граммы и/или миллилитры, читайте далее.

Шаги

Метод 1 из 4: Вычисление молярности, если даны моли и объем

  1. 1 Выучите основную формулу для вычисления молярности. Молярность равна количеству молей вещества, поделенному на объем раствора в литрах.[1] Следовательно, ее можно записать в следующем виде: молярность = моли растворенного вещества / литры раствора
  2. Пример: какова молярность раствора, содержащего 0,75 моль NaCl в 4,2 литрах?
  3. 2 Проанализируйте пример. Нахождение молярности требует от вас знания количества молей и литров. Если в задаче даны оба этих значения, никаких предварительных расчетов делать не нужно.
  4. Пример:
  5. Моли = 0,75 моль NaCl
  6. Объем = 4,2 л
  7. 3 Разделите количество молей на количество литров. Получившееся соотношение даст вам количество молей на литр раствора, также известное как молярность.
  8. Пример: молярность = моли растворенного вещества / литры раствора = 0,75 моль / 4,2 л = 0,17857142
  9. 4 Запишите ответ. Округлите получившееся число до сотых или тысячных, в зависимости от требований вашего преподавателя. Когда вы записываете ответ, сокращайте "молярность" буквой "M" и указывайте химическую формулу растворенного вещества.
  10. Пример: 0,179 M NaCl

Метод 2 из 4: Вычисление молярности, если даны масса и объем

  1. 1 Выучите основную формулу для вычисления молярности. Молярность выражает отношение количества молей растворенного вещества к литрам раствора, или его объему. В виде формулы молярность выражается следующим образом: молярность = моли растворенного вещества / литры раствора
  2. Пример: какова молярность раствора, полученного растворением 3,4 г KMnO4 в 5.2 л воды?
  3. 2 Проанализируйте задачу. Чтобы найти молярность, необходимо знать количество молей и количество литров. Если количество молей не задано, но есть количество объем раствора и масса растворенного вещества, то для того, чтобы продолжить решение, вам нужно рассчитать количество молей растворенного вещества.
  4. Пример:
  5. Масса = 3,4 г KMnO4
  6. Объем = 5,2 л
  7. 3 Найдите молярную массу растворенного вещества. Чтобы найти число молей, зная массу, или граммы, использованного растворенного вещества, вы должны сначала определить его молярную массу. Это можно сделать, сложив отдельные молярные массы всех элементов, входящих в состав растворенного вещества. Найдите молярные массы элементов с помощью таблицы Менделеева.[2]
  8. Пример:
  9. Молярная масса K = 39,1 г
  10. Молярная масса Mn = 54,9 г
  11. Молярная масса O = 16,0 г
  12. Общая молярная масса = K + Mn + O+ O +O + O = 39,1+ 54,9 + 16,0 + 16,0 + 16,0 + 16,0 =158,0 г
  13. 4 Пересчитайте граммы в моли. Теперь, когда у вас есть молярная масса растворенного вещества, вам нужно разделить количество грамм на растворенного вещества на его формульную (молярную) массу.
  14. Пример: граммы растворенного вещества /молярная масса растворенного вещества =3,4 г / 158 г/моль = 0,0215 моль
  15. 5 Разделите количество молей на количество литров. Теперь, когда у вас есть количество молей, вы можете разделить это значение на количество литров раствора для того, чтобы найти молярность.
  16. Пример: молярность = моли растворенного вещества / литры раствора = 0,0215 моль /5,2 л = 0,04134615
  17. 6 Запишите полученный ответ. Следует округлить число до такого количества знаков после запятой, которого требует от вас ваш преподаватель. Обычно это два или три знака. Кроме того, когда вы записываете ответ, сокращайте "молярность" буквой "M" и указывайте растворенное вещество.
  18. Пример: 0,004 M KMnO4

Метод 3 из 4: Вычисление молярности, если даны моли и миллилитры

  1. 1 Выучите основную формулу. Чтобы найти молярность, нужно вычислить количество молей растворенного вещества в литре раствора. Миллилитры использовать нельзя. Общая формула, используемая для выражения молярности имеет следующий вид: молярность = моли растворенного вещества / литры раствора
  2. Пример: Какова молярность раствора, содержащего 1,2 моля CaCl2 в 2905 миллилитрах?
  3. 2 Проанализируйте задачу. Для вычисления молярности нужно знать количество молей и количество литров. Если объем задан в миллилитрах, а не в литрах, тогда вам придется перевести объем в литры перед тем, как продолжить расчет.
  4. Пример:
  5. Моли = 1,2 моль CaCl2
  6. Объем = 2905 мл
  7. 3 Переведите миллилитры в литры.[3] Найдите количество литров, разделив количество миллилитров на 1000, так как в 1 литре содержится 1000 миллилитров. Обратите внимание, что вы также можете переместить запятую на три знака влево
  8. Пример: 2905 мл * (1 л / 1000 мл) = 2,905 л
  9. 4 Разделите количество молей на количество литров. Теперь, когда у вас есть количество литров, вы можете разделить количество молей растворенного вещества на это значение, чтобы получить молярность раствора.
  10. Пример: молярность = моли растворенного вещества / литры раствора = 1,2 моль CaCl2 /2,905 л = 0,413080895
  11. 5 Запишите ответ. Округлите ответ в соответствии с требованиями вашего преподавателя (обычно до второго или третьего знака). Когда вы записываете ответ, сокращайте "молярность" буквой "M" и указывайте растворенное вещество.
  12. Пример: 0,413 M CaCl2

Метод 4 из 4: Дополнительная практическая задача

  1. 1 Найдите молярность раствора, полученного растворением 5,2 г NaCl в 800 мл воды. Определите значения, данные в задаче: масса в граммах и объем в миллилитрах.
  2. Масса = 5,2 г NaCl
  3. Объем = 800 мл воды
  4. 2 Найдите молярную массу NaCl. Для этого сложите молярную массу натрия, Na, и хлора,Cl.
  5. Молярная масса Na = 22,99 г/моль
  6. Молярная масса Cl = 35,45 г/моль
  7. Молярная масса NaCl = 22,99 + 35,45 =58,44 г/моль
  8. 3 Разделите массу растворенного вещества на его молярную массу. В данном примере молярная масса NaCl равна 58,44 г/моль.
  9. Моли NaCl = 5,2 г NaCl / 58,44 = 0,08898 моль = 0,9 моль
  10. 4 Разделите 800 мл воды на 1000. Поскольку в литре содержится 1000 мл, то, чтобы найти количество литров, вам нужно будет разделить количество миллилитров в этой задаче на 1000.
  11. Вы также можете рассматривать это действие как умножение 800 мл на коэффициент перевода 1л / 1000 мл.
  12. Для ускорения процесса вы можете просто переместить десятичную запятую на три знака влево, ничего не перемножая и не деля.
  13. Объем = 800 л * (1 л / 1000 мл) = 800 мл / 1000 мл = 0,8 л
  14. 5 Разделите количество молей растворенного вещества на количество литров раствора. Чтобы найти молярность, вам необходимо разделить 0,09 моль, количество молей растворенного NaCl, на объем растворенного вещества в литрах.
  15. молярность = моли растворенного вещества / литры раствора = 0,09 моль / 0,8 л =0,01125 моль/л.
  16. 6 Приведите ответ в порядок. Округлите ваш ответ до двух или трех знаков после запятой и сократите молярность буквой "M".
  17. Ответ: 0,11 M NaCl

ves-mir.3dn.ru

Молярность | Задача 1 - 3

Молярность (molarity) - способ выражения концентрации, показывающей количество растворенного вещества (п, моль) в единице объема раствора (1 литр). В отличие от массовой и мольной доли, молярность имеет единицы измерения. В случае использования в качестве меры объема литров, молярность измеряется в «моль/литр»1. Обозначается молярность — «См».

Для вычисления молярной концентрации раствора (молярности) используется формула:

молярность

Задача 1. 24 г чистой серной кислоты растворили в 85 г воды. Определить молярную концентрацию серной кислоты в полученном растворе, если его плотность составляет 1,155 г/мл.Дано:масса серной кислоты: m(Н2SО4) = 24 г;масса воды: m(Н2О) = 85 г;плотность раствора: рр-ра = 1,155 г/мл.Найти: молярную концентрацию серной кислоты в растворе.Решение:Для определения молярной концентрации необходимо вычислить количество (п, моль) растворенного вещества (Н2SО4) и объем раствора. 

Схематично алгоритм решения можно представить следующим образом:

молярность

1. Определим количество вещества серной кислоты:

молярность

2. Определим объем раствора:

молярность

Объем, выраженный в других единицах, для определения молярной концентрации всегда необходимо переводить в литры.

Подставим в формулу для вычисления молярной концентрации полученные данные:

молярность

Ответ: СМ(Н2SO4) = 2,6 моль/л.

Задача 2. Определить массу гидроксида натрия в 700 г 14,ЗМ раствора NаОН в воде (рр-ра = 1,43 г/мл).Дано:масса раствора гидроксида натрия в воде : mр-ра = 700 г;молярная концентрация гидроксида натрия в растворе: См(NаОН) = 14,3 моль/л,плотность раствора: рр-ра= 1,43 г/мл.Найти:массу гидроксида натрия.Решение:Схематично алгоритм решения можно представить так:

молярность

1. Определим объем 700 г раствора

молярность

Обращайте, пожалуйста, внимание на согласованность единиц измерения величин, подставляемых в формулу. Если плотность выражена в г/мл или г/см3, то объем необходимо использовать в миллилитрах, а массу в граммах. Для использования молярной концентрации объем необходимо переводить в литры.

2. Используя соотношение для молярной концентрации, определим количество вещества NаОН в 0,4895 л раствора.

молярность

3. Определим массу 7 моль NаОН:

m(NaOH) = n(NaOH) .  M(NaOH) = 7 .40 =280 г.

Ответ: m(NaOH) = 280 г.

Задача 3. 3 г поваренной соли (NаС1) растворили в 200 г воды. Определить молярную концентрацию полученного раствора.Дано:масса поваренной соли: m(NаС1) = 3 г;масса воды: m(Н2О) = 200 г.Найти: молярную концентрацию поваренной соли в растворе.Решение:Схематично алгоритм решения можно представить следующим образом:

молярность

1 . Определяем количество вещества NаС1:

молярность

2. Для вычисления молярной концентрации необходимо знать объем раствора. Но по данным из условия задачи, возможно определить только его массу:

mр-ра = m(NаС1) + mН2О) = 3 + 200 = 203 г.

3. Для нахождения объема раствора требуется плотность. При необходимости очень точного расчета можно воспользоваться справочником физико-химических величин. В случае решения обычной задачи разумно принять плотность разбавленного водного раствора равной плотности воды2.

молярность

Определим молярную концентрацию NаС1 в растворе:

молярность

Ответ: 0,24моль/л.

Комментарии:1 Иногда для сокращения записи после значения молярной концентрации вместо размерности записывают заглавную букву (М). Например, запись « 0.03М раствор NаОН в воде» следует понимать так: молярная концентрация NаОН в воде равна 0,03 моль/л.

2 Справочное значение плотности данного раствора равно 1,009 г/мл.

buzani.ru

Как рассчитать молярность раствора Как? Так!

Содержимое:

4 метода:

Молярность описывает соотношение между молями растворенного вещества и объемом раствора. Чтобы получить подробное представление о том, как найти молярность раствора, когда даны моли, литры, граммы и/или миллилитры, читайте далее.

Шаги

Метод 1 Вычисление молярности, если даны моли и объем

  1. 1 Выучите основную формулу для вычисления молярности. Молярность равна количеству молей вещества, поделенному на объем раствора в литрах. Следовательно, ее можно записать в следующем виде: молярность = моли растворенного вещества / литры раствора
    • Пример: какова молярность раствора, содержащего 0,75 моль NaCl в 4,2 литрах?
  2. 2 Проанализируйте пример. Нахождение молярности требует от вас знания количества молей и литров. Если в задаче даны оба этих значения, никаких предварительных расчетов делать не нужно.
    • Пример:
      • Моли = 0,75 моль NaCl
      • Объем = 4,2 л
  3. 3 Разделите количество молей на количество литров. Получившееся соотношение даст вам количество молей на литр раствора, также известное как молярность.
    • Пример: молярность = моли растворенного вещества / литры раствора = 0,75 моль / 4,2 л = 0,17857142
  4. 4 Запишите ответ. Округлите получившееся число до сотых или тысячных, в зависимости от требований вашего преподавателя. Когда вы записываете ответ, сокращайте "молярность" буквой "M" и указывайте химическую формулу растворенного вещества.
    • Пример: 0,179 M NaCl

Метод 2 Вычисление молярности, если даны масса и объем

  1. 1 Выучите основную формулу для вычисления молярности. Молярность выражает отношение количества молей растворенного вещества к литрам раствора, или его объему. В виде формулы молярность выражается следующим образом: молярность = моли растворенного вещества / литры раствора
    • Пример: какова молярность раствора, полученного растворением 3,4 г KMnO4 в 5.2 л воды?
  2. 2 Проанализируйте задачу. Чтобы найти молярность, необходимо знать количество молей и количество литров. Если количество молей не задано, но есть количество объем раствора и масса растворенного вещества, то для того, чтобы продолжить решение, вам нужно рассчитать количество молей растворенного вещества.
    • Пример:
      • Масса = 3,4 г KMnO4
      • Объем = 5,2 л
  3. 3 Найдите молярную массу растворенного вещества. Чтобы найти число молей, зная массу, или граммы, использованного растворенного вещества, вы должны сначала определить его молярную массу. Это можно сделать, сложив отдельные молярные массы всех элементов, входящих в состав растворенного вещества. Найдите молярные массы элементов с помощью таблицы Менделеева.
    • Пример:
      • Молярная масса K = 39,1 г
      • Молярная масса Mn = 54,9 г
      • Молярная масса O = 16,0 г
      • Общая молярная масса = K + Mn + O+ O +O + O = 39,1+ 54,9 + 16,0 + 16,0 + 16,0 + 16,0 =158,0 г
  4. 4 Пересчитайте граммы в моли. Теперь, когда у вас есть молярная масса растворенного вещества, вам нужно разделить количество грамм на растворенного вещества на его формульную (молярную) массу.
    • Пример: граммы растворенного вещества /молярная масса растворенного вещества =3,4 г / 158 г/моль = 0,0215 моль
  5. 5 Разделите количество молей на количество литров. Теперь, когда у вас есть количество молей, вы можете разделить это значение на количество литров раствора для того, чтобы найти молярность.
    • Пример: молярность = моли растворенного вещества / литры раствора = 0,0215 моль /5,2 л = 0,04134615
  6. 6 Запишите полученный ответ. Следует округлить число до такого количества знаков после запятой, которого требует от вас ваш преподаватель. Обычно это два или три знака. Кроме того, когда вы записываете ответ, сокращайте "молярность" буквой "M" и указывайте растворенное вещество.
    • Пример: 0,004 M KMnO4

Метод 3 Вычисление молярности, если даны моли и миллилитры

  1. 1 Выучите основную формулу. Чтобы найти молярность, нужно вычислить количество молей растворенного вещества в литре раствора. Миллилитры использовать нельзя. Общая формула, используемая для выражения молярности имеет следующий вид: молярность = моли растворенного вещества / литры раствора
    • Пример: Какова молярность раствора, содержащего 1,2 моля CaCl2 в 2905 миллилитрах?
  2. 2 Проанализируйте задачу. Для вычисления молярности нужно знать количество молей и количество литров. Если объем задан в миллилитрах, а не в литрах, тогда вам придется перевести объем в литры перед тем, как продолжить расчет.
    • Пример:
      • Моли = 1,2 моль CaCl2
      • Объем = 2905 мл
  3. 3 Переведите миллилитры в литры. Найдите количество литров, разделив количество миллилитров на 1000, так как в 1 литре содержится 1000 миллилитров. Обратите внимание, что вы также можете переместить запятую на три знака влево
    • Пример: 2905 мл * (1 л / 1000 мл) = 2,905 л
  4. 4 Разделите количество молей на количество литров. Теперь, когда у вас есть количество литров, вы можете разделить количество молей растворенного вещества на это значение, чтобы получить молярность раствора.
    • Пример: молярность = моли растворенного вещества / литры раствора = 1,2 моль 22 /2,905 л = 0,413080895
  5. 5 Запишите ответ. Округлите ответ в соответствии с требованиями вашего преподавателя (обычно до второго или третьего знака). Когда вы записываете ответ, сокращайте "молярность" буквой "M" и указывайте растворенное вещество.
    • Пример: 0,413 M CaCl2

Метод 4 Дополнительная практическая задача

  1. 1 Найдите молярность раствора, полученного растворением 5,2 г NaCl в 800 мл воды. Определите значения, данные в задаче: масса в граммах и объем в миллилитрах.
      • Масса = 5,2 г NaCl
      • Объем = 800 мл воды
  2. 2 Найдите молярную массу NaCl. Для этого сложите молярную массу натрия, Na, и хлора,Cl.
    • Молярная масса Na = 22,99 г/моль
    • Молярная масса Cl = 35,45 г/моль
    • Молярная масса NaCl = 22,99 + 35,45 =58,44 г/моль
  3. 3 Разделите массу растворенного вещества на его молярную массу. В данном примере молярная масса NaCl равна 58,44 г/моль.
    • Моли NaCl = 5,2 г NaCl / 58,44 = 0,08898 моль = 0,9 моль
  4. 4 Разделите 800 мл воды на 1000. Поскольку в литре содержится 1000 мл, то, чтобы найти количество литров, вам нужно будет разделить количество миллилитров в этой задаче на 1000.
    • Вы также можете рассматривать это действие как умножение 800 мл на коэффициент перевода 1л / 1000 мл.
    • Для ускорения процесса вы можете просто переместить десятичную запятую на три знака влево, ничего не перемножая и не деля.
    • Объем = 800 л * (1 л / 1000 мл) = 800 мл / 1000 мл = 0,8 л
  5. 5 Разделите количество молей растворенного вещества на количество литров раствора. Чтобы найти молярность, вам необходимо разделить 0,09 моль, количество молей растворенного NaCl, на объем растворенного вещества в литрах.
    • молярность = моли растворенного вещества / литры раствора = 0,09 моль / 0,8 л =0,01125 моль/л.
  6. 6 Приведите ответ в порядок. Округлите ваш ответ до двух или трех знаков после запятой и сократите молярность буквой "M".

Прислал: Шестакова Мария . 2017-11-11 18:25:51

kak-otvet.imysite.ru

Что такое нормальность раствора? Как определить нормальность раствора? Формула нормальности раствора

С растворами разных веществ мы встречаемся каждый день. Но вряд ли каждый из нас представляет, насколько большую роль играют эти системы. Многое в их поведении стало ясно сегодня благодаря детальному изучению в течение тысячелетий. За всё это время были введены многие термины, непонятные простому человеку. Один из них - нормальность раствора. Что это такое? Об этом и пойдёт речь в нашей статье. А начнём мы с погружения в прошлое.

История исследований

Первыми яркими умами, начавшими изучение растворов, были такие известные химики, как Аррениус, Вант-Гофф и Оствальд. Под влиянием их работ последующие поколения химиков стали углубляться в исследование водных и разбавленных растворов. Конечно, они накопили огромный массив знаний, но без внимания остались неводные растворы, которые, кстати, также играют большую роль как в промышленности, так и в других сферах человеческой жизнедеятельности.

В теории неводных растворов было много непонятного. Например, если в водных с увеличением степени диссоциации увеличивалось значение проводимости, то в аналогичных системах, но с другим растворителем вместо воды, было всё наоборот. Маленькие значения электрической проводимости часто соответствуют высоким степеням диссоциации. Аномалии подстегнули учёных к исследованию этой области химии. Был накоплен большой массив данных, обработка которых позволила найти закономерности, дополняющие теорию электролитической диссоциации. Помимо этого, удалось расширить знания об электролизе и о природе комплексных ионов органических и неорганических соединений.

Затем активнее начали проводиться исследования в области концентрированных растворов. Такие системы существенно отличаются по свойствам от разбавленных из-за того, что при повышении концентрации растворённого вещества всё большую роль начинает играть его взаимодействие с растворителем. Подробнее об этом - в следующем разделе.

нормальность раствора

Теория

На данный момент лучше всех объясняет поведение ионов, молекул и атомов в растворе только теория электролитической диссоциации. С момента своего создания Сванте Аррениусом в XIX веке, она претерпела некоторые изменения. Были открыты некоторые законы (такие, как закон разбавления Оствальда), которые несколько не вписывались в классическую теорию. Но, благодаря последующим работам учёных, в теорию были внесены поправки, и в современном виде она существует до сих пор и с высокой точностью описывает результаты, получаемые опытными путями.

Основная суть электролитической теории диссоциации в том, что вещество при растворении распадается на составляющие её ионы - частицы, имеющие заряд. В зависимости от способности раскладываться (диссоциировать) на части, различают сильные и слабые электролиты. Сильные, как правило, полностью диссоциируют на ионы в растворе, тогда как слабые - в очень малой степени.

Эти частицы, на которые распадается молекула, могут взаимодействовать с растворителем. Это явление назвается сольватацией. Но происходит оно не всегда, поскольку обусловлено наличием заряда на ионе и молекулах растворителя. Например, молекула воды представляет собой диполь, то есть частицу, заряженную с одной стороны положительно, а с другой - отрицательно. А ионы, на которые распадется электролит, тоже имеют заряд. Таким образом, эти частицы притягиваются разноимённо заряженными сторонами. Но происходит это только с полярными растворителями (таковым является и вода). Например, в растворе какого-либо вещества в гексане сольватации происходить не будет.

Для изучения растворов очень часто необходимо знать количество растворённого вещества. В формулы иногда очень неудобно подставлять некоторые величины. Поэтому существует несколько видов концентраций, среди которых - нормальность раствора. Сейчас мы расскажем подробно обо всех способах выражения содержания вещества в растворе и методах его вычисления.

как найти нормальность раствора формула

Концентрация раствора

В химии применяется множество формул, и некоторые из них построены так, что удобнее взять величину в том или ином конкретном виде.

Первая, и самая знакомая нам, форма выражения концентрации - массовая доля. Вычисляется она очень просто. Нам всего лишь нужно разделить массу вещества в растворе на его общую массу. Таким образом мы получаем ответ в долях единицы. Умножив полученное число на сто, получим ответ в процентах.

Немного менее известная форма - объёмная доля. Чаще всего её используют для выражения концентрации спирта в алкогольных напитках. Вычисляется она тоже довольно просто: делим объём растворённого вещества на объём всего раствора. Так же как и в предыдущем случае, можно получить ответ в процентах. На этикетках часто обозначают: "40% об.", что означает: 40 объёмных процентов.

В химии часто используют и другие виды концентрации. Но перед тем, как к ним перейти, поговорим о том, что такое моль вещества. Количество вещества может выражаться разными способами: масса, объём. Но ведь молекулы каждого вещества имеют свой вес, и по массе образца невозможно понять, сколько в нём молекул, а это необходимо для понимания количественной составляющей химических превращений. Для этого была введена такая величина, как моль вещества. Фактически один моль - это определённое количество молекул: 6,02*1023. Это называется числом Авогадро. Чаще всего такая единица, как моль вещества, используется для вычисления количества продуктов какой-либо реакции. В связи с этим существует ещё одна форма выражения концентрации - молярность. Это количество вещества в единице объёма. Молярность выражается в моль/л (читается: моль на литр).

Существует очень похожий на предыдущий вид выражения содержания вещества в системе: моляльность. Отличается от молярности она тем, что определяет количество вещества не в единице объёма, а в единице массы. И выражается в молях на килограмм (или другую кратную величину, например на грамм).

Вот мы и подошли к последней форме, которую сейчас обсудим отдельно, так как её описание требует немного теоретической информации.вычислить нормальность раствора

Нормальность раствора

Что же это такое? И чем отличается от предыдущих величин? Для начала следует понять разность между такими понятиями, как нормальность и молярность растворов. По сути, отличаются они лишь на одну величину - число эквивалентности. Теперь можно даже представить, что такое нормальность раствора. Это всего лишь модифицированная молярность. Число эквивалетности показывает количество частиц, способных провзаимодействовать с одним молем ионов водорода или гидроксид-ионов.

Мы познакомились с тем, что такое нормальность раствора. Но ведь стоит копнуть глубже, и мы увидим, насколько проста эта, на первый взгляд сложная форма описания концентрации. Итак, разберём поподробнее, что такое нормальность раствора.

как определить нормальность раствора

Формула

Довольно легко представить себе формулу по словесному описанию. Она будет выглядеть так: Сн=z*n/N. Здесь z - фактор эквивалентности, n - количество вещества, V - объём раствора. Первая величина - самая интересная. Как раз она и показывает эквивалент вещества, то есть число реальных или мнимых частиц, способных прореагировать с одной минимальной частицей другого вещества. Этим, собственно, нормальность раствора, формула которой была представлена выше, качественно отличается от молярности.

А теперь перейдём к другой немаловажной части: как определить нормальность раствора. Это, несомненно, важный вопрос, поэтому к его изучению стоит подойти с пониманием каждой величины, указанной в уравнении, представленном выше.

что такое нормальность раствора

Как найти нормальность раствора?

Формула, которую мы разобрали выше, имеет чисто прикладной характер. Все величины, приведённые в ней, легко вычисляются на практике. На самом деле вычислить нормальность раствора очень легко, зная некоторые величины: массу растворённого вещества, его формулу и объём раствора. Так как нам известна формула молекул вещества, то мы можем найти его молекулярную массу. Отношение массы навески растворённого вещества к его молярной массе будет равно числу моль вещества. А зная объём всего раствора, мы точно можем сказать, какая у нас молярная концентрация.

Следующая операция, которую нам нужно провести для того, чтобы вычислить нормальность раствора - это действие по нахождению фактора эквивалентности. Для этого нам нужно понять, сколько в результате диссоциации образуется частиц, способных присоединить протоны или ионы гидроксила. Например, в серной кислоте фактор эквивалетности равен 2, и, следовательно, нормальность раствора в этом случае вычисляется простым умножением на 2 его молярности.

нормальность и молярность растворов

Применение

В химической аналитике очень часто приходится расчитывать нормальность и молярность растворов. Это очень удобно для вычиления молекулярных формул веществ.нормальность раствора это

Что ещё почитать?

Чтобы лучше понять, что такое нормальность раствора, лучше всего открыть учебник по общей химии. А если вы уже знаете всю эту информацию, вам стоит обратиться к учебнику по аналитической химии для студентов химических специальностей.

Заключение

Благодаря статье, думаем, вы поняли, что нормальность раствора - это форма выражения концентрации вещества, которой пользуются в основном в химическом анализе. И теперь ни для кого не секрет, как она вычисляется.

fb.ru

Способы выражения концентраций

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. 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.Существует множество способов измерить количество вещества, находящегося в единице объема или массы раствора, это так называемые способы выражения концентрации раствора. Каждый их методов занимает важное место в количественном и качественном анализе и находит в химии свое применение, поэтому при изучении химии, необходимы знания о том, каким образом можно выразить концентрацию растворов. Итак, приступим к рассмотрению каждого из методов.

Концентрацию раствора можно охарактеризовать как качественную и 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.

  1. Наиболее распространенный способ выражения концентрации растворов –  молярная концентрация растворов или молярность. Она определяется как количество молей n растворенного вещества в одном литре раствора V:

См = n/V, моль/л (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.

  1. Молярная концентрация эквивалента или нормальная концентрация растворов (нормальность).

Понятие эквивалентности мы уже вводили здесь. 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 представляет собой 1/5 (KMnO4).

Введем понятие фактор эквивалентности – 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 для предыдущего примера  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:

Мэ = fэкв· М(х)

Молярная концентрация эквивалента определяется числом молярных масс эквивалентов на 1 литр раствора. Эквивалент определяется в соответствии с типом рассматриваемой реакции.

Сн = nэ/V, моль/л (моль ·л-1)

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

  1. Процентная концентрация раствора или массовая доля 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:

ω (х) = m (х)/m,

Массовую долю выражают в долях от единицы или процентах.

  1. Моляльная концентрация раствора b (x) показывает количество молей n растворенного вещества х в 1 кг. растворителя m:

b (x) = n(x)/m, моль/кг

  1. Титр раствора показывает массу растворенного вещества х, содержащуюся в 1 мл. раствора:

Т (х) = m (х)/V, г/мл

  1. 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:

α (х) =  n(х)/ 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.

zadachi-po-khimii.ru