Расчеты, связанные с использованием плотности раствора

Чтобы связать между собой массу и объем раствора используют такую величину как плотность раствора.

ПЛОТНОСТЬ – это величина, показывающая массу единицы объёма.

ρ = m_р-ра/ V_р-ра (3),

где ρ –плотность раствора (г/мл),

m_р-ра – масса раствора (г),

V_р-ра – объём раствора (мл).

ПРИМЕР 5. Сколько грамм безводной серной кислоты требуется для приготовления 200 мл 10% -ного раствора данной кислоты? (ρ = 1, 0 г/мл)

РЕШЕНИЕ:

1)Определим массу 200 мл 10% -ного раствора кислоты:

m=200·1,0 = 200 г

2)В 100г 10%-ного раствора кислоты содержится 10 г растворенного вещества, а в 200 г раствора этой же концентрации содержится 200·10/100=20 г.

Следовательно, для приготовления 200 мл 10%-ного раствора серной кислоты нужно взять 20 г безводной серной кислоты.

ОТВЕТ: масса безводной серной кислоты равна 20 г.

ПРИМЕР 6. Сколько миллилитров 9,5%-ного раствора Na₂CO₃ (ρ=1,1 г/мл) следует добавить к 100 г воды для получения 3%-ного раствора этой соли?

РЕШЕНИЕ:

1)Обозначим искомый объём раствора через Х мл. Масса этого раствора равна (Х·1,1·0, 095) г.

2)Согласно условию задачи масса растворенного вещества составляет 3% от массы полученного раствора. Масса полученного раствора равна (1,1 Х + 100) г.

3)Полученные значения подставим в формулу (1)

1,1·0,095 Х/1,1Х +100 = 0,03 Х = 42 мл

ОТВЕТ: 42 мл нужно взять 9,5%-ного раствора Na₂CO₃.

ПРИМЕР 7. Сколько грамм 10%-ного раствора серной кислоты требуется для обменного взаимодействия с 100 мл 13,7%-ного раствора карбоната натрия (ρ=1,145 г/мл)?

РЕШЕНИЕ:

1)100мл 13,7%-ного раствора карбоната натрия массой:

m=1,145·100 = 114,5г, содержат 114,5·0,137 = 15,68 г Na₂CO₃.

2)Из уравнения реакции: Na₂CO₂ + H₂SO₄ = Na₂SO₄ + CO₂ + H₂O

рассчитаем необходимую массу серной кислоты:

15,68·98,06/ 106 = 14,5 г.

98,06 г/моль – молярная масса серной кислоты,

106 г/моль – молярная масса карбоната натрия.

3)10%-ного раствора потребуется 14,5·100/10 = 145 г.

ОТВЕТ: потребуется 145 г серной кислоты.

ПРИМЕР 8. Сколько миллилитров 32,5%-ного раствора NH₃ (ρ = 888г/мл) потребуется для образования сульфата аммония при взаимодействии с 250 мл 27, 3%-ного раствора серной кислоты (ρ = 1,2 г/мл)?

РЕШЕНИЕ:

1) Масса раствора кислоты составляет 250·1,2 = 300 г.

2)Раствор содержит 300·27,3 /100 = 81,9 г серной кислоты.

3) Согласно уравнению: NH₃ + H₂SO₄ = (NH₄)₂SO₄

вычисляем массу аммиака, вступившего в реакцию; она составляет:

m= 17·81,9/98,06 = 14,2 г.

17 г/моль – молярная масса аммиака;

98,06 г/моль – молярная масса серной кислоты.

4)Этой массе NH₃ соответствует:

14,2·100/32,5 = 43,7 мл.

ОТВЕТ: Потребуется43,7 мл аммиака