Працюючи з розчинами важливо знати, скільки розчинної речовини в них міститься. Уявіть собі, що могло б статися, якби фармацевт виготовив очні каплі завищеної концентрації.
Існує кілька ів вираження кількісного складу розчину. Найчастіше вміст речовин в розчині виражають у масових частках.
Масова частка (w) – це фізична величина, що визначається відношенням маси розчиненої речовини до маси всього розчину.
Масова частка
де wр – масова частка розчиненої речовини; mр – маса розчиненої речовини; mр-ну – маса розчину.
Масова частка не має розмірності і є додатнім число, меншим за одиницю. На практиці масову частку розчиненої речовини часто виражають у долях одиниці або у відсотках:
Масова частка
Розглянемо приклад розрахунків масової частки розчиненої речовини.
Приклад 1. Визначити масову частку купрум (II) хлориду у розчині, який містить 30 г CuCl2 і 170 г води.
Дано:
m(CuCl2) = 30 г
m(H2O) = 170 г
9-6-1
Розв’язання:
Скористаємося наведеною формулою:
9-6-2
w (CuCl2) – ?
Відповідь: = 15 %.
Це означає, що у 100 г розчину міститься 15 г солі і 85 г води. На масу солі припадає 15% від маси всього розчину.
Масова частка показує скільки грамів розчиненої речовини міститься у 100 г розчину.
Приклад 2. Випаровуванням 250 г розчину добули 5 г солі. Яка була масова частка солі в розчині?
Дано:
m(р-ну) = 250 г
m(солі) = 5 г
9-6-3
Розв’язання:
9-6-4
w(солі) – ?
Відповідь: = 2%.
На практиці часто треба приготувати розчин із заданою масовою часткою розчиненої речовини.
9-6-5 або 9-6-6
Для цього необхідно знати скільки води і розчиненої речовини потрібно взяти, щоб добути розчин із заданою масовою часткою речовини.
Приклад 3. Визначити масу купрум (II) хлориду і води, необхідної для приготування 300 г розчину з масовою часткою солі 0,15 або 15%.
Дано:
m(р-ну) = 300 г
wр = 0,15 або 15%
mр = w • mр-ну або 9-6-7
Розв’язання:
1. Спочатку обчислюємо масу солі, необхідної для приготування розчину: m(CuCl2) = 0,15 • 300 = 45 г або m(CuCl2) = 9-6-8 = 45 г.
2. Обчислюємо масу води:
m(H2O) = m розчину – m речовини
m(H2O) = 300 – 45 = 255 г.
m(солі) – ?
m(води) – ?
При роботі з розчинами зручніше брати не масу води, а її об’єм. Для знаходження об’єму води необхідно її масу поділити на густину.
Якщо масова частка 2%, то це означає, що в 100 г розчину міститься 2 г речовини і 98 г води
9-6-11
m (розчину) = m (реч.)+ m (розчинника)
9-6-9, де V – об’єм; m – маса ; ρ – густина.
1 л води = 1000 мл.
ρ(H2O) = 1 г/мл.
Звідси: 9-6-10 = 255 мл.
Відповідь: m(CuCl2) = 45 г, m(H2O) = 255 г або 255 мл.
Для того, щоб приготувати 300 г розчину з масовою часткою 15% необхідно зважити 45 г CuCl2 і вмістити її в колбу. Мензуркою відміряти 255 мл води і вилити в колбу з сіллю і перемішувати доти, поки не розчиниться вся сіль.
Підсумок:
Масова частка розчиненої речовини у розчині – це відношення маси речовини до маси розчину.
Розчин складається з розчинної речовини і розчинника.
?
Що таке розчин?
Що таке масова частка розчинної речовини?
Що означає: а) 5% розчин солі; б) 20% розчин солі?
Як можна приготувати розчин із заданою масовою часткою розчинної речовини?
Временную (карбонатную) жесткость можно устранить кипячением: Fe(HCO₃)₂ = FeCO₃ ↓ + CO₂ ↑ + H₂O Гидрокарбонат-ион распадается до воды, углекислого газа и карбонат-иона. Последний связывается c катионами жесткости (Ca²⁺, Mg²⁺, в данном случае Fe²⁺)
Другой устранения временной жесткости - добавление гидроксида кальция (гашеной извести) Ca(OH)₂. Гидрокарбонат-ионы превращаются в карбонат-ионы и связывают катионы жесткости. Добавленные ионы кальция сами являются катионами жесткости и также связываются карбонат-ионами. Ca(OH)₂ + Fe(HCO₃)₂ = CaCO₃ ↓ + FeCO₃ ↓ + 2 H₂O
Жесткость воды измеряется в единицах молярной концентрации эквивалентов, то есть в единицах количества вещества эквивалентов ионов жесткости (Ca²⁺, Mg²⁺, в данном случае Fe²⁺) на единицу объема (обычно в мг-экв/л, мэкв/л). Она может измеряться и в единицах молярной концентрации ионов жесткости (ммоль/л) /грубо говоря, это просто "обычная" молярная концентрация ионов кальция, магния или железа/
Определим количество вещества Fe²⁺ (оно совпадает с количеством вещества соли Fe(HCO₃)₂ . По условию задачи молярная концентрация ионов Fe²⁺ С равна 2,86 ммоль/л. Объем V - 1 куб. м. или же 1000 л. Количество вещества n = CV = 2,86 ммоль/л * 1000 л = 2,86 моль По уравнению реакции с 1 моль Fe(HCO₃)₂ реагирует 1 моль Ca(OH)₂, а с 2,86 моль Fe(HCO₃)₂ реагирует х моль Ca(OH)₂:
Працюючи з розчинами важливо знати, скільки розчинної речовини в них міститься. Уявіть собі, що могло б статися, якби фармацевт виготовив очні каплі завищеної концентрації.
Існує кілька ів вираження кількісного складу розчину. Найчастіше вміст речовин в розчині виражають у масових частках.
Масова частка (w) – це фізична величина, що визначається відношенням маси розчиненої речовини до маси всього розчину.
Масова частка
де wр – масова частка розчиненої речовини; mр – маса розчиненої речовини; mр-ну – маса розчину.
Масова частка не має розмірності і є додатнім число, меншим за одиницю. На практиці масову частку розчиненої речовини часто виражають у долях одиниці або у відсотках:
Масова частка
Розглянемо приклад розрахунків масової частки розчиненої речовини.
Приклад 1. Визначити масову частку купрум (II) хлориду у розчині, який містить 30 г CuCl2 і 170 г води.
Дано:
m(CuCl2) = 30 г
m(H2O) = 170 г
9-6-1
Розв’язання:
Скористаємося наведеною формулою:
9-6-2
w (CuCl2) – ?
Відповідь: = 15 %.
Це означає, що у 100 г розчину міститься 15 г солі і 85 г води. На масу солі припадає 15% від маси всього розчину.
Масова частка показує скільки грамів розчиненої речовини міститься у 100 г розчину.
Приклад 2. Випаровуванням 250 г розчину добули 5 г солі. Яка була масова частка солі в розчині?
Дано:
m(р-ну) = 250 г
m(солі) = 5 г
9-6-3
Розв’язання:
9-6-4
w(солі) – ?
Відповідь: = 2%.
На практиці часто треба приготувати розчин із заданою масовою часткою розчиненої речовини.
9-6-5 або 9-6-6
Для цього необхідно знати скільки води і розчиненої речовини потрібно взяти, щоб добути розчин із заданою масовою часткою речовини.
Приклад 3. Визначити масу купрум (II) хлориду і води, необхідної для приготування 300 г розчину з масовою часткою солі 0,15 або 15%.
Дано:
m(р-ну) = 300 г
wр = 0,15 або 15%
mр = w • mр-ну або 9-6-7
Розв’язання:
1. Спочатку обчислюємо масу солі, необхідної для приготування розчину: m(CuCl2) = 0,15 • 300 = 45 г або m(CuCl2) = 9-6-8 = 45 г.
2. Обчислюємо масу води:
m(H2O) = m розчину – m речовини
m(H2O) = 300 – 45 = 255 г.
m(солі) – ?
m(води) – ?
При роботі з розчинами зручніше брати не масу води, а її об’єм. Для знаходження об’єму води необхідно її масу поділити на густину.
Якщо масова частка 2%, то це означає, що в 100 г розчину міститься 2 г речовини і 98 г води
9-6-11
m (розчину) = m (реч.)+ m (розчинника)
9-6-9, де V – об’єм; m – маса ; ρ – густина.
1 л води = 1000 мл.
ρ(H2O) = 1 г/мл.
Звідси: 9-6-10 = 255 мл.
Відповідь: m(CuCl2) = 45 г, m(H2O) = 255 г або 255 мл.
Для того, щоб приготувати 300 г розчину з масовою часткою 15% необхідно зважити 45 г CuCl2 і вмістити її в колбу. Мензуркою відміряти 255 мл води і вилити в колбу з сіллю і перемішувати доти, поки не розчиниться вся сіль.
Підсумок:
Масова частка розчиненої речовини у розчині – це відношення маси речовини до маси розчину.
Розчин складається з розчинної речовини і розчинника.
?
Що таке розчин?
Що таке масова частка розчинної речовини?
Що означає: а) 5% розчин солі; б) 20% розчин солі?
Як можна приготувати розчин із заданою масовою часткою розчинної речовини?
Fe(HCO₃)₂ = FeCO₃ ↓ + CO₂ ↑ + H₂O
Гидрокарбонат-ион распадается до воды, углекислого газа и карбонат-иона. Последний связывается c катионами жесткости (Ca²⁺, Mg²⁺, в данном случае Fe²⁺)
Другой устранения временной жесткости - добавление гидроксида кальция (гашеной извести) Ca(OH)₂. Гидрокарбонат-ионы превращаются в карбонат-ионы и связывают катионы жесткости. Добавленные ионы кальция сами являются катионами жесткости и также связываются карбонат-ионами.
Ca(OH)₂ + Fe(HCO₃)₂ = CaCO₃ ↓ + FeCO₃ ↓ + 2 H₂O
Жесткость воды измеряется в единицах молярной концентрации эквивалентов, то есть в единицах количества вещества эквивалентов ионов жесткости (Ca²⁺, Mg²⁺, в данном случае Fe²⁺) на единицу объема (обычно в мг-экв/л, мэкв/л). Она может измеряться и в единицах молярной концентрации ионов жесткости (ммоль/л) /грубо говоря, это просто "обычная" молярная концентрация ионов кальция, магния или железа/
Определим количество вещества Fe²⁺ (оно совпадает с количеством вещества соли Fe(HCO₃)₂ .
По условию задачи молярная концентрация ионов Fe²⁺ С равна 2,86 ммоль/л. Объем V - 1 куб. м. или же 1000 л.
Количество вещества n = CV = 2,86 ммоль/л * 1000 л = 2,86 моль
По уравнению реакции
с 1 моль Fe(HCO₃)₂ реагирует 1 моль Ca(OH)₂,
а с 2,86 моль Fe(HCO₃)₂ реагирует х моль Ca(OH)₂:
Ca(OH)₂ + Fe(HCO₃)₂ = CaCO₃ ↓ + FeCO₃ ↓ + 2 H₂O
1 моль 1 моль
х моль 2,86 моль
Отсюда х = 1 моль*2,86 моль/ 1 моль = 2,86 моль
Молярная масса гидроксида кальция M(Ca(OH)₂) = 74 г/моль
Отсюда масса гидроксида кальция m = nM = 2.86 моль * 74 г/моль =
= 211,6 г = 212 г.
ответ: 212 г.