Поделиться Поделиться

Формулы для пересчета концентраций растворов

В приводимой ниже таблице приняты следующие обозначения:

М — мольная масса растворенного вещества, г/моль; Э — эквивалентная масса растворенного вещества, г/моль; р — плотность раствора, г/мл.

Формулы для пересчета концентраций растворов - Инвестирование -  1

* Дли жидкостей может применяться величина Pv, % (об.) —число миллилитров растворенной жидкости в 100 мл раствора.

РАСЧЕТНЫЕ ФОРМУЛЫ, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ РАСТВОРОВ

Для приготовления определенного количества раствора какого-либо вещества заданной концентрации исходят из следующих данных: а) из количества чистого вещества и растворителя; б) из количества раствора данного вещества с более высокой концентрацией, чем заданная, и количества чистого растворителя или в) из количества двух растворов того же вещества, один из которых имеет концентрацию больше нужной, а другой — меньше.

Растворение вещества в воде

Пусть требуется приготовить А граммов раствора концентрации P [в % (масс.) ]. Тогда:

(I) Формулы для пересчета концентраций растворов - Инвестирование -  2 (2)

где х— необходимая масса растворяемого вещества, г; b—необходимая масса воды, г.

Если нужно приготовить определенный объем V раствора (в мл) концентрации Р, находят по таблицам плотность р (в г/см3) раствора данного вещества требуемой концентрации. Поскольку А = Vp, формула (1) будет иметь вид:

Формулы для пересчета концентраций растворов - Инвестирование -  3 (3)

В тех случаях, когда растворяемое вещество представляет собой кристаллогидрат, т. е. содержит кристаллизационную воду, для расчета необходимого его количества используют формулу:

(4) Формулы для пересчета концентраций растворов - Инвестирование -  4 (5)

где х— необходимая масса кристаллогидрата, г; M1—мольная масса кристаллогидрата; М2—моль-мая масса вещества без кристаллизационной воды; b — необходимая масса воды, г.

Если нужно приготовить раствор объемом V (в мл) заданной нормальности N, вычисляют значение эквивалентной массы Э растворяемого вещества, после чего находят необходимую его навеску (в г) по формуле:

Формулы для пересчета концентраций растворов - Инвестирование -  5 (6)

При приготовлении раствора заданной молярной концентрации применяют аналогичную формулу:

Формулы для пересчета концентраций растворов - Инвестирование -  6 (7)

где М — молярная концентрация раствора; Мв — мольная масса растворяемого вещества; V — заданный объем раствора, мл.

Разбавление раствора водой

Пусть требуется приготовить раствор концентрации Р2 из имеющегося раствора с более высокой концентрацией Р1. Обозначим массу раствора до разбавления А1, а массу раствора после разбавления— А2. Тогда массу воды b (в г), необходимую для разбавления, находят по формуле (8) или (9) в зависимости от того, задано ли значение А\ или А2.

(8)

(9) Формулы для пересчета концентраций растворов - Инвестирование -  7 (10)

В тех случаях, когда известна не масса, а объем раствора, необходимо по таблицам найти плотности растворов данного вещества исходной и конечной концентраций — p1 и р2 соответственно. Тогда, если нужно приготовить раствор объемом V2 (в мл) концентрации Р2 [в % (масс.)], а концентрация исходного раствора равна P1 [(в % (масс.)], то объем исходного раствора вычисляется по формуле:

Формулы для пересчета концентраций растворов - Инвестирование -  8 (11)

Объем воды (в мл) для разбавления: b = V2 - V1


Задача 6.

Рассчитайте, сколько миллилитров раствора I пойдет на взаимодействие с раствором II. Реакции идут с образованием средних солей (плотности даны в г/мл).

Ва­ри­ант     Раствор 1 Раствор II
вещество концен­трация вещество мас­са веще­ства, г концен-трация объем рас­твора, мл
Na2CO3 1,5 M HC1   4 н.
AgNO3 0,1 н. AlCl3   0,1 М
НС1 4 н. NaOH    
H2SO4 0,5 M KOH   1 М
H3PO4 0,3 M NaOH   1 М
H2SO4 0,4 н. NaOH    
Na2CO3 1,5 M H2SO4   6%(ρ=1,04)
AgNO3 0,01 н. HC1   10%(ρ=1,05)
Na2CO3 1 н. HNO3 18,9    
AgNO3 5% (ρ=1) AlCl3   0,2 М
HC1 10% AgNO3   0,5 н.
KOH 0,5 н. H3PO4   0,1 М
H2SO4 0,25 н. Ca(OH)2 1,48    
A12(SO4)3 0,5 M Ca(NO3)2   0,15 н.
KOH 0,2 н. FeCl3   0,5 М
H2SO4 4 н. K2CO3   20%(р=1,19)
H2SO4 10%(ρ=1,07) NaOH    
HNO3 0,3 н. NaOH    
NaOH 0,2 н. FeCl3   0,2 М
HC1 4%(ρ=1,02) AgNO3   0,02 н.
H2SO4 15%(ρ=1,11) Mg(OH)2 11,6    
BaCl2 0,5 M H2SO4   0,1 М
H2SO4 0,1 н. Na2CO3 4,24    
NaOH 10%(ρ=1,11) H2SO4   0,1 М
HC1 20%(ρ=1,1) A1(OH)3 15,6    

Задача 7.

В соответствии с приведенным планом охарактеризуйте два предло­женных элемента.

Вариант Элементы Вариант Элементы Вариант Элементы
P,V Cs, Au Nb, As
Mn,Cl V,As Pb, Zr
В, Sc Ti, Ge Sc, Ga
Sn, Zr Al, Sc Se, W
Zn, Sr, Nb, Sb Na, Cu
Si, Ti Cr, Se Cs, Ag
K, Cu Ca, Cd Ge, Hf
Ca, Zn Mo, Те S, W
Cr, S Mn, Br Cl, Те
Ba, Zn Mo, Se Rb, Ag

План характеристики элемента по порядковому номеру:

1. Установите состав атома: число протонов (заряд ядра), нейтронов, электронов.

2. Запишите электронную формулу атома, укажите внешний электронный уровень и орбиталь, на которую идет последний электрон. Сделайте вывод о типе элемента. Изобразите электронно-структурную формулу валентного уровня.

3. Используя электронную формулу, определите положение элемента в периодической системе Д.И. Менделеева.

4. Определите возможные значения степеней окисления. Укажите наиболее устойчивые степени окисления для данного элемента. Приведите примеры со­единений данного элемента в этих степенях окисления.

5. Исходя из электронной формулы определите характер свойств простого вещества (металл/неметалл). Опишите физические свойства простого вещества. Приведите уравнения реакций характеризующие химические свойства про­стого вещества.

6. Запишите формулы и приведите уравнения реакций, характеризующие химические свойства характеристических соединений: высшего оксида и высшего гидроксида.

7. Сделайте вывод о причинах сходства и различия предложенных элементов.

Образец выполнения домашнего задания по теме «Строение вещества»,

задача № 1 (Строение многоэлектронных атомов).

Элемент № 7 ( Формулы для пересчета концентраций растворов - Инвестирование -  9 – азот).

1. Описать состав атома: число протонов, нейтронов, электронов:

Формулы для пересчета концентраций растворов - Инвестирование -  10 Формулы для пересчета концентраций растворов - Инвестирование -  11

Формулы для пересчета концентраций растворов - Инвестирование -  12 – равно заряду ядра атома;

Формулы для пересчета концентраций растворов - Инвестирование -  13 – равно числу протонов;

Формулы для пересчета концентраций растворов - Инвестирование -  14 .

2. Записать электронную формулу атома, указать внешний электронный уровень и орбиталь, на которую идет последний электрон. Сделать вывод о типе элемента. Изобразить электронно-структурную формулу валентного уровня:

Формулы для пересчета концентраций растворов - Инвестирование -  15

Элемент семейства Формулы для пересчета концентраций растворов - Инвестирование -  16 , так как последний электрон идет на Формулы для пересчета концентраций растворов - Инвестирование -  16 -подуровень.

Формулы для пересчета концентраций растворов - Инвестирование -  18

3. Используя электронную формулу, определить положение элемента в периодической системе Д.И. Менделеева:

Элемент находится:

2 период – т.к. максимальное значение главного квантового числа равно 2;

V группа – т.к. число валентных электронов равно 5;

главная подгруппа – т.к. последний электрон идет на Формулы для пересчета концентраций растворов - Инвестирование -  16 -подуровень.

4. Определить допустимые значения степеней окисления. Указать наиболее устойчивые степени окисления для данного элемента. Привести примеры соединений данного элемента в устойчивых степенях окисления:

Формулы для пересчета концентраций растворов - Инвестирование -  20

Устойчивость степеней окисления объясняется стабильностью электронной конфигурации атома в этих состояниях. В степени окисления Формулы для пересчета концентраций растворов - Инвестирование -  21 атом имеет полностью пустой 2 уровень: Формулы для пересчета концентраций растворов - Инвестирование -  22 . В степени окисления Формулы для пересчета концентраций растворов - Инвестирование -  23 , орбитали 2-го уровня полностью заполнены (устойчивая 8-электронная оболочка благородного газа): Формулы для пересчета концентраций растворов - Инвестирование -  24 .

Формулы для пересчета концентраций растворов - Инвестирование -  25 ;

Формулы для пересчета концентраций растворов - Инвестирование -  26

5. Исходя из электронной формулы определить характер свойств простого вещества. Охарактеризовать физические и химические свойства простого вещества:

http://n-t.ru/ri/ps/ -СВ-ВА ВЕЩЕСТВ

http://www.xumuk.ru/encyklopedia/2726.html

Азот образует простое вещество – неметалл, т.к. атом на внешнем энергетическом уровне имеет 5 электронов и не имеет вакантных орбиталей.

Физические свойства: Азот Формулы для пересчета концентраций растворов - Инвестирование -  27 - газ без цвета и запаха, в твердом состоянии белый, Формулы для пересчета концентраций растворов - Инвестирование -  28 . Плохо растворяется в воде. Основной компонент воздуха Формулы для пересчета концентраций растворов - Инвестирование -  29

Химические свойства: химически азот весьма инертен, вступает в реакции при высокой температуре или в электрическом разряде:

Формулы для пересчета концентраций растворов - Инвестирование -  30

Формулы для пересчета концентраций растворов - Инвестирование -  31

Формулы для пересчета концентраций растворов - Инвестирование -  32

Формулы для пересчета концентраций растворов - Инвестирование -  33

При комнатной температуре реагирует только с литием:

Формулы для пересчета концентраций растворов - Инвестирование -  34

6. Записать формулы и привести уравнения реакций, характеризующих химические свойства характеристических соединений: высшего оксида и гидроксида:

Высший оксид – Формулы для пересчета концентраций растворов - Инвестирование -  35 – кислотный.

Формулы для пересчета концентраций растворов - Инвестирование -  36

Формулы для пересчета концентраций растворов - Инвестирование -  37

Формулы для пересчета концентраций растворов - Инвестирование -  38

Высший гидроксид – Формулы для пересчета концентраций растворов - Инвестирование -  39 – кислота.

Формулы для пересчета концентраций растворов - Инвестирование -  40

Формулы для пересчета концентраций растворов - Инвестирование -  41

Элемент № 73 ( Формулы для пересчета концентраций растворов - Инвестирование -  42 – Тантал).

1. Описать состав атома: число протонов, нейтронов, электронов:

Формулы для пересчета концентраций растворов - Инвестирование -  43

Формулы для пересчета концентраций растворов - Инвестирование -  44 – равно заряду ядра атома;

Формулы для пересчета концентраций растворов - Инвестирование -  45 – равно числу протонов;

Формулы для пересчета концентраций растворов - Инвестирование -  46 .

2. Записать электронную формулу атома, указать внешний электронный уровень и орбиталь, на которую идет последний электрон. Сделать вывод о типе элемента. Изобразить электронно-структурную формулу валентного уровня:

Формулы для пересчета концентраций растворов - Инвестирование -  47

Элемент семейства Формулы для пересчета концентраций растворов - Инвестирование -  48 , так как последний электрон идет на Формулы для пересчета концентраций растворов - Инвестирование -  48 -подуровень.

Формулы для пересчета концентраций растворов - Инвестирование -  50

3. Используя электронную формулу, определить положение элемента в периодической системе Д.И. Менделеева:

Элемент находится:

6 период – т.к. максимальное значение главного квантового числа равно 6;

V группа – т.к. число валентных электронов равно 5;

побочная подгруппа – т.к. последний электрон идет на Формулы для пересчета концентраций растворов - Инвестирование -  48 -подуровень.

4. Определить допустимые значения степеней окисления. Указать наиболее устойчивые степени окисления для данного элемента. Привести примеры соединений данного элемента в устойчивых степенях окисления:

Формулы для пересчета концентраций растворов - Инвестирование -  52

В степени окисления Формулы для пересчета концентраций растворов - Инвестирование -  21 атом имеет полностью пустой валентный уровень. Формулы для пересчета концентраций растворов - Инвестирование -  54

5. Исходя из электронной формулы определить характер свойств простого вещества. Охарактеризовать физические и химические свойства простого вещества:

Тантал образует простое вещество металл, т.к. на внешнем энергетическом уровне 2 электрона и в атоме много вакантных орбиталей.

Физические свойства: Тантал – серый металл, мягкий, пластичный, тугоплавкий ( Формулы для пересчета концентраций растворов - Инвестирование -  55 ), коррозионно-стойкий.

Химические свойства: Химически очень стоек. Не реагирует с водой, разбавленными кислотами и щелочами. Медленно окисляется концентрированной фтороводородной кислотой

Формулы для пересчета концентраций растворов - Инвестирование -  56

При кипячении медленно взаимодействует с концентрированными растворами щелочей:

Формулы для пересчета концентраций растворов - Инвестирование -  57

Окисляется кислородом и галогенами:

Формулы для пересчета концентраций растворов - Инвестирование -  58

Формулы для пересчета концентраций растворов - Инвестирование -  59

Формулы для пересчета концентраций растворов - Инвестирование -  60

6. Записать формулы и привести уравнения реакций, характеризующих химические свойства характеристических соединений: высшего оксида и гидроксида:

Высший оксид – Формулы для пересчета концентраций растворов - Инвестирование -  61 – кислотный.

Формулы для пересчета концентраций растворов - Инвестирование -  62

Формулы для пересчета концентраций растворов - Инвестирование -  63

Высший гидроксид – Формулы для пересчета концентраций растворов - Инвестирование -  64 – кислота. На самом деле эта кислота представляет собой гидратированный оксид состава Формулы для пересчета концентраций растворов - Инвестирование -  65 .

Формулы для пересчета концентраций растворов - Инвестирование -  66

Формулы для пересчета концентраций растворов - Инвестирование -  67

7. Сделать вывод о причинах сходства и различия предложенных элементов:

Сходство этих элементов проявляется в одинаковом значении высшей степени окисления и, как следствие, одинаковой форме и близких химических свойствах высших оксидов и гидроксидов. Это объясняется одинаковым числом валентных электронов у обоих атомов.

Однако в отличие от азота, у которого валентные электроны располагаются на внешнем уровне, у тантала 3 валентных электрона находятся на предвнешнем Формулы для пересчета концентраций растворов - Инвестирование -  48 -подуровне. Этим объясняется различие образуемых элементами простых веществ и отличия в значениях допустимых степеней окисления. Благодаря энергетической близости предвнешнего Формулы для пересчета концентраций растворов - Инвестирование -  48 - и внешнего Формулы для пересчета концентраций растворов - Инвестирование -  70 -подуровней у тантала возможны все значения степеней окисления, лежащие в интервале между высшей и нулевой.


Задача 8.

С позиций метода валентных связей (МВС) объясните строение предложенных молекул. Укажите тип гибридизации центрального атома, изобразите перекрывание орбиталей, укажите порядки всех связей и их тип, определите, полярна ли данная молекула.

http://www.alhimik.ru/stroenie/gl_10.html

http://www.chemistry.ru/course/content/chapter3/section/paragraph3/subparagraph5.html

http://www.bgtu-ief.com/index.php?option=com_content&view=article&id=219:-54-&catid=10:2010-12-27-17-54-56&Itemid=66

Формулы для пересчета концентраций растворов - Инвестирование -  71

← Предыдущая страница | Следующая страница →