mechanics.pl

Przeglądaj wersję html pliku:

stężenia roztworów

Temat:



STĘŻENIA ROZTWORÓW





I. Część teoretyczna.

Ilościowy skład roztworu określony jest stężeniem poszczególnych
składników , czyli ich zawartością w jednostce masy lub objętości
roztworu. Zależnie od potrzeb

i rodzaju roztworu stosuje się różne sposoby wyrażania stężeń, z
których najważniejsze omówione zostaną poniżej. Jedne z nich mają
duże znaczenie

w analizie chemicznej (np. stężenie normalne), inne znów - w chemii
fizycznej (np. ułamek molowy).

1. Ułamek wagowy. Procent wagowy.

Ułamek wagowy wi składnika i jest to stosunek masy mi tego
składnika do masy m całego roztworu. Określa on liczbę gramów
składnika w jednym gramie roztworu

gdzie mi oznacza sumę mas wszystkich składników roztworu;

mi = m = m1 + m2 + ... . Suma ułamków wagowych wszystkich
składników roztworów równa się jedności

w1 + w2 + ... = wi = 1

Jeżeli ułamek wagowy pomnożymy przez sto, to wyrazimy stężenie
danego składnika w procentach wagowych Pi (% wag.) czyli jego
zawartość w 100 g roztworu

2. Procent objętościowy.

Stężenie składnika w roztworze, wyrażone w procentach
objętościowych

Pvi (% obj.), jest to stosunek objętości vi tego składnika do
objętości v całego roztworu, pomnożony przez sto

Objętość całkowita v równa się ściśle sumie objętości
poszczególnych składników tylko w przypadku roztworu doskonałego,
przy czym v i vi należy oznaczać w tych samych warunkach ciśnienia i
temperatury. Procenty objętościowe stosowane są przeważnie do
wyrażania składu roztworów gazowych.

3. Ułamek molowy. Procent molowy.

Ułamkiem molowym xi składnika i nazywamy stosunek liczbowy moli ni
tego składnika do sumy liczby moli ni = n1 + n2 + ... wszystkich
składników roztworu

Podobnie jak suma ułamków wagowych, tak i suma ułamków molowych
wszystkich składników roztworu równa się jedności

x1 + x2 + ... = xi = 1

Aby wyrazić stężenie danego składnika w procentach molowych Pni (%
mol.), należy ułamek molowy pomnożyć przez 100

4. Stężenie molowe.

Stężenie molowe ci składnika i w danym roztworze jest to stosunek
liczby moli ni tego składnika do objętości v całego roztworu

Określa ono liczbę moli składnika w jednym litrze roztworu lub
liczbę milimoli składnika w jednym mililitrze roztworu. Powyższy
wzór można wyrazić w innej postaci. Jeżeli przez mi oznaczymy masę
składnika i w gramach, Mi - masę jego mola w g/mol, m - całkowitą
masę roztworu w gramach, d- gęstość roztworu w g/ml oraz przez v -
objętość roztworu w litrach to otrzymamy

stąd

5. Stężenie normalne.

Stężenie normalne Ni jest to stosunek liczby gramorównoważników ri
składnika roztworu do całkowitej objętości v roztworu

a więc określa ono liczbę gramorównoważników
(miligramorównoważników) danego składnika w jednym litrze (w 1 ml)
roztworu. Powyższy wzór możemy przekształcić

i otrzymamy

gdzie Ei oznacza gramorównoważnik składnika i.

6. Stężenia molarne.

Stężenie molarne (molarność) cmi jest to stosunek liczby moli ni
składnika i do masy rozpuszczalnika mr(kg) w kilogramach. Wyraża ono
liczbę moli składnika roztworu w jednym kilogramie rozpuszczalnika

gdzie: mr - masa rozpuszczalnika w gramach, mi - masa składnika w
gramach ,

Mi - masa 1 mola tego składnika w g/mol

II. Część obliczeniowa



Zad.1.

Ile wody należy odparować z 200 cm3 0,1 molowego roztworu, aby
otrzymać

r-r 2 molowy.

Zad.2.

Obliczyć stężenie molowe r-ru otrzymanego przez rozcieńczenie 200 g
6% roztworu MgSO4 do objętości 500 cm3.

Zad.3.

Ile gramów Na2HPO4 12H2O należy zużyć do przygotowania 2 dm3 10%
roztworu jeżeli gęstość tego roztworu wynosi 1,01 g/cm3.

Zad.4.

4,00 g wodorotlenku sodu rozpuszczono w wodzie otrzymując 100 cm3
roztworu o gęstości 1,04 g/cm3. Podaj stężenie molowe i procentowe
otrzymanego roztworu. Jakie będzie stężenie molowe i procentowe,
jeżeli do w/w roztworu dolejemy 200 cm3 wody?

Zad.5.

W 200 cm3 20% r-ru MgSO4 o gęstości 1,1 g/cm3 rozpuszczono 5 g MgSO4
7H2O zawierającego 2% zanieczyszczeń rozpuszczalnych w H2O. Obliczyć
stężenie procentowe MgSO4 w otrzymanym roztworze.

Zad.6.

Stężony kwas solny o gęstości 1,2 g/cm3 zawiera 39,11 % HCl.
Obliczyć

- ułamek molowy

- stężenie molowe

- stężenie procentowe chlorowodoru w roztworze.

Zad.7.

Ile należy zużyć chlorku potasowego i wody aby przygotować 600 g
r-ru zawierającego 5% wag KCl.

Zad.8.

Z 200 g 20% r-ru odparowało 100 g H2O. Obliczyć stężenie
otrzymanego roztworu.

Zad.9.

Zadanie to miało ścisły związek z przebiegiem ćwiczenia. Należy
obliczyć stężenie molowe badanego roztworu i masę NaOH w 250 cm3.

III. Część praktyczna

Przebieg ćwiczenia

Otrzymany do analizy roztwór NaOH rozcieńczyć do 250 cm3 wodą
destylowaną. Do kolby stożkowej pobrać 50 cm3 badanego roztworu i
dodać kilka kropli błękitu bromoetylowego. Miareczkować całość
0,2 molowym roztworem HCl do momentu zmiany barwy z niebieskiej na
żółtą.