§ 6. Количественные характеристики состава растворов. Массовая доля растворенного вещества
1. Для чего нужны точные количественные характеристики состава растворов? Что показывает массовая доля растворенного вещества?
Нужны для точного указания, сколько растворённого вещества содержится в данной порции раствора (в лаборатории, медицине, на производстве, в быту). Массовая доля показывает отношение массы растворённого вещества к массе раствора; в процентах – сколько граммов вещества приходится на 100 г раствора.
2. Для подкормки растений их периодически поливают растворами азотных удобрений, например натриевой селитры (нитрата натрия). Для приготовления такого раствора в одном ведре воды (10 дм3) необходимо растворить одну столовую ложку (17 г) селитры. Рассчитайте массовую долю соли в таком растворе.
m(воды) ≈ 10 дм3 ⋅ 1 кг/дм3 = 10 000 г;
m(соли) = 17 г;
m(раствора) = 10017 г.
ω(NaNO3) = m(соли) / m(раствора);
ω(NaNO3) = 17 / 10017 ≈ 0.00169 = 0.169 %.
Ответ: 0.00169 (0.169 %).
3. Для приготовления рассола для маринования огурцов требуется раствор поваренной соли с массовой долей NaCl, равной 7 %. Рассчитайте объем воды и массу поваренной соли, необходимые для приготовления рассола на 2 трехлитровые банки огурцов, если на одну банку требуется примерно 1.7 кг рассола.
Нужно 2 ⋅ 1.7 кг = 3.4 кг рассола.
m(NaCl) = 0.07 ⋅ 3.4 кг = 0.238 кг = 238 г.
m(воды) = 3.4 − 0.238 = 3.162 кг → 3.162 дм3.
Ответ: 3.162 дм3, 238 г.
4. При выпаривании раствора фосфата калия массой 150 г получили твердый остаток массой 30 г. Чему была равна массовая доля K3PO4 в растворе?
Остаток после выпаривания – это растворённое вещество:
m(K3PO4) = 30 г;
m(раствора) = 150 г.
ω(K3PO4) = m(K3PO4) / m(раствора);
ω(K3PO4) = 30 / 150 = 0.20 = 20 %.
Ответ: 0.20 (20 %).
5. Рассчитайте массу уксусной кислоты, содержащейся в столовом уксусе массой 500 г, если массовая доля кислоты в нем равна 9 %.
m(CH3COOH) = 0.09 ⋅ 500 г = 45 г.
Ответ: 45 г.
6. К раствору массой 150 г с массовой долей нитрата натрия, равной 0.2, добавили сухой NaNO3 массой 35 г. Рассчитайте массовую долю (%) нитрата натрия в приготовленном растворе.
Дано:
m1 = 150 г,
ω1(NaNO3) = 0.20.
Найти:
ω2(NaNO3) – ?
Решение:
m(NaNO3) = 0.20 · 150 = 30 г.
После добавления 35 г соли:
m(в-ва) = 30 + 35 = 65 г;
m(р-ра) = 150 + 35 = 185 г.
ω = m(в-ва) / m(р-ра)
ω2(NaNO3) = 65 / 185 = 0.351 (35.1 %).
Ответ: 0.351 (35.1 %).
7. К раствору сульфата натрия массой 200 г с массовой долей соли, равной 0.225, добавили воду массой 250 г. Чему равна массовая доля сульфата натрия в новом растворе?
Дано:
m1(р-ра) = 200 г;
ω1(Na2SO4) = 0.225;
m(добавл. воды) = 250 г.
Найти:
ω2(Na2SO4) – ?
Решение:
m(соли) = ω1 · m1 = 0.225 · 200 = 45 г. (масса соли в исходном растворе)
m2(р-ра) = 200 + 250 = 450 г. (новая масса раствора, добавляли только воду)
ω2 = 45 / 450 = 0.10 = 10% (массовая доля).
Ответ: 0.10 (10%).
8. Из раствора сульфата меди(II) массой 340 г с массовой долей соли, равной 12 %, выпарили воду массой 140 г. Чему равна массовая доля соли (%) в новом растворе?
Дано:
m1(р-ра) = 340 г;
ω1(CuSO4) = 12% = 0.12;
m(выпаренной воды) = 140 г.
Найти:
ω2(CuSO4) — ?
Решение:
Масса соли в исходном растворе:
m(соли) = 0,12 · 340 = 40.8 г.
После выпаривания воды масса раствора:
m2(р-ра) = 340 − 140 = 200 г (масса соли не меняется).
Массовая доля:
ω2 = 40.8 / 200 = 0.204 = 20.4 %.
Ответ: 0.204 (20.4%).