Концентрация веществ встречается в нашей жизни повсюду — количество сахара в чае, соли в супе и даже уксуса в консервированных продуктах; у каждого этого компонента есть определенное содержание в общем растворе.
Так, все растворы химических веществ также имеют определенное содержание в воде или другом компоненте, и химикам нужно его знать.
Массовая доля
Массовая доля показывает какую часть по массе составляет растворенное в воде вещество.
Массовую долю представляют двумя способами:
- в долях от единицы (расчет по формуле)
ω(HNO3) = 0,2 - в процентах (итог домножают на 100%)
ω(HNO3) = 0,2*100% = 20%
Универсальная формула для массовой доли:
где m1 — масса раствора/вещества в исходном растворе
m2 — масса раствора/вещества в добавленном растворе
- +m'(в-ва) — к изначальному раствору добавили еще сухого вещества
| К 150 г 10%-ого раствора карбоната калия добавили 20 грамм той же сухой соли. Вычислите массовую долю вещества конечного раствора. |
Для решения этой задачи необходимо:
- найти массовую массу растворенного вещества в первом растворе:
m1(в-ва)=ω1(в-ва)*m1(р-ра) = 0,10 *150 = 15 г - Далее необходимо написать формулу для нахождения массовой доли конечного раствора:
2. -m'(в-ва) — из начального раствора выпал осадок (понижение температуры смеси)
| 20%ный раствор, содержащий 15 г хлорида натрия, охладили с 120 С до 30 С, при этом в осадок выпало 7 г соли. Вычислите массовую долю конечного раствора. |
Для решения этой задачи необходимо:
- Найти массу изначального раствора:
- Далее необходимо посчитать массовую долю для конечного раствора:
3. +m'(воды) — к раствору добавили воду (раствор разбавили)
| К изначальному 25%-ому раствору массой 120 г сульфата натрия добавили 30 г воды. Вычислите массовую долю конечного растовора. |
Для решения этой задачи необходимо:
- Найти массу растворенного вещества в первом растворе:
m(в-ва)=ω1(в-ва)*m(р-ра)=0,25*120=30 г - Рассчитать массовую долю конечного раствора:
4. -m'(воды) — раствор выпарили (нагрели до кипения)
| 14%-ный раствор йодида калия массой 300 г нагрели и выпарили из раствора 20 г воды. Рассчитайте конечную массовую долю вещества. |
Для решения этой задачи необходимо:
- Найти массу растворенного вещества в первом растворе:
m(в-ва)=ω1(в-ва)*m(р-ра)=0,14*300=42 г - Рассчитать массовую долю конечного раствора:
5. +m2(р-ра) — к изначальному раствору приливают еще один раствор
| К изначальному 15%-ному раствору хлорида калия массой 200 г добавили 15 г раствора того же вещества с массовой долей 5%. Рассчитать массовую долю конечного раствора. |
Для решения этой задачи необходимо:
- Найти массу растворенного вещества в первом растворе:
m1(в-ва)=ω1(в-ва)*m1(р-ра)=0,15*200=30 г - Найти массу растворенного вещества во втором растворе:
m2(в-ва)=ω2(в-ва)*m2(р-ра)=0,05*15=0,75 г - Рассчитать массовую долю конечного раствора:
Если в условии сказано о выполнении одного действия над раствором, то формула приобретает вид одной из вышеперечисленных.
Если в условии сказано о выполнении нескольких действий над раствором, то формулы комбинируются и включают в себя большее количество слагаемых.
Важные величины и их формулы
Массовая доля (ω)
Формула для расчета массовой доли вещества в растворе:
Единицы измерения — проценты (%), доли (нет размерности).
Переход от процентов к долям: проценты = доли*100%
Можно выразить формулы для нахождения массы вещества и массы раствора из первоначальной.
Масса вещества по известной массе раствора и массовой доле:
m(в-ва)=m(р-ра)*(в-ва)
Масса раствора по известной массе вещества и массовой доле:
Молярная концентрация (Cm)
Данная концентрация характеризует какое количество вещества находится в литре раствора.
Формула для расчета молярной концентрации:
Единицы измерения — моль/л
Данная концентрация используется в задании №22 КИМ ЕГЭ, а также формула пригодится и в 34 задании для расчета количества вещества.
Количество вещества (n или v)
Простыми словами, количество вещества — это порция этого вещества, содержащая определенное число его частиц. В химии эта величина используется для определения числа атомов или молекул, участвующих в реакции, а также для расчета молярной концентрации, об этом поговорим чуть позже.
Существует несколько формул для расчета количества вещества:
где m — масса вещества (г), M — молярная масса вещества (г/моль)
где V — объем вещества (л), Vm — молярный объем вещества,
Vm = 22.4 моль/л; это постоянная величина при нормальных условиях (давление равное 1 атмосфере и температура равная 0 C, следовательно, при других значениях давления и температуры, молярный объем также будет иным). Данное значение равно конкретной величине, так как 1 моль любого газа занимает один и тот же объем (закон Авогадро).
где N — число молекул, Na — постоянная Авогадро,
Na = 6,02*1023, моль-1; это значение — неизменная константа, показывающая, что содержание любых молекул в 1 моле вещества остается равным определенному количеству частиц при одинаковых условиях и значения объема.
Единицы измерения — моль
1 моль вещества содержит 6,02*1023 молекул
Молярная масса вещества (M)
Формула для расчета молярной массы:
M(в-ва)=N*Ar, где N — количество атомов, Ar — относительная атомная масса данных элементов
Единицы измерения — г/моль
| Ar элементов указаны в таблице Менделеева — округляем их значения до целых (кроме Cl = 35,5 г/моль) |
Пройти тестирование можно тут:
