§6. Массовая доля растворенного вещества

При работе с растворами важно знать, сколько растворимого вещества в них содержится. Представьте себе, что могло произойти, если бы фармацевт изготовил глазные капли повышенной концентрации.

Существует несколько способов выражения количественного состава раствора. Чаще всего содержание веществ в растворе выражают в массовых долях.

Массовая доля (w) – это физическая величина, определяемая отношением массы растворенного вещества к массе всего раствора.

где w_р – массовая доля растворенного вещества; m_р – масса растворенного вещества; m_р-ра – масса раствора.

Массовая доля не имеет размерности и является положительным числом меньше единицы. На практике массовую долю растворенного вещества часто выражают в долях единицы или в процентах:

Рассмотрим пример расчетов массовой доли растворенного вещества.

Пример 1. Определить массовую долю купрум (II) хлорида в растворе, содержащем 30 г CuCl₂ и 170 г воды.

Дано:

m(CuCl₂) = 30 г
m(H₂O) = 170 г

Решение:

Воспользуемся приведенной формулой:

w (CuCl₂) – ?

Ответ: = 15 %.

Это означает, что в 100 г раствора содержится 15 г соли и 85 г воды. На массу соли приходится 15% массы всего раствора.

Массовая доля показывает сколько граммов растворенного вещества содержится в 100 г раствора.

Пример 2. Испарением 250 г раствора добыли 5 г соли. Какова была массовая доля соли в растворе?

Дано:

m(р-ра) = 250 г
m(соли) = 5 г

Решение:

w(соли) – ?

Ответ: = 2%.

На практике часто следует приготовить раствор с заданной массовой долей растворенного вещества.

или

Для этого необходимо знать сколько воды и растворенного вещества нужно взять, чтобы получить раствор с заданной массовой долей вещества.

Пример 3. Определить массу купрум (II) хлорида и воды, необходимых для приготовления 300 г раствора с массовой долей соли 0,15 или 15%.

Дано:

m(р-ра) = 300 г
w_р = 0,15 или 15%

m_р = w • m_р-раили

Решение:

1. Сначала вычисляем массу соли, необходимой для приготовления раствора: m(CuCl₂) = 0,15 • 300 = 45 г или m(CuCl₂) = = 45 г.

2. Вычисляем массу воды:

m(H₂O) = m раствора – m вещества
m(H₂O) = 300 – 45 = 255 г.

m(солі) – ?
m(води) – ?

При работе с растворами удобнее брать не массу воды, а ее объем. Для нахождения объема воды необходимо ее массу разделить на плотность.

Если массовая доля 2%, то это означает, что в 100 г раствора содержится 2 г вещества и 98 г воды

m (раствора) = m (вещества)+ m (растворителя)

, де V –объём; m – масса ; ρ – плотность.

1 л воды = 1000 мл.
ρ(H₂O) = 1 г/мл.
Отсюда: = 255 мл.
Ответ: m(CuCl₂) = 45 г, m(H₂O) = 255 г или 255 мл.

Для того, чтобы приготовить 300 г раствора с массовой долей 15% необходимо взвесить 45 г CuCl₂ и поместить ее в колбу. Мензуркой отмерить 255 мл воды и вылить в колбу с солью и перемешивать до тех пор, пока не растворится вся соль.

Итог:

Массовая доля растворенного вещества в растворе – это отношение массы вещества к массе раствора.
Раствор состоит из растворимого вещества и растворителя.

?

Что такое раствор?
Что такое массовая доля растворимого вещества?
Что означает: а) 5% раствор соли; б) 20% раствор соли?
Как приготовить раствор с заданной массовой долей растворимого вещества?

Задания для самоконтроля

23. Какова массовая доля натрия хлорида в растворе добытом:
а) растворением 5 г этой соли в 45 г воды;
б) растворением 3 г соли в 300 г раствора;
в) испарением 20 г раствора добыли 4 г соли. Какова массовая доля вещества в растворе?

24. Какую массу поваренной соли и воды нужно взять, чтобы добыть:
а) 100 г 10% раствора;
б) 200 г 15% раствора;
в) 50 г 5% раствора соды;
г) 20 г 2% раствора соды?

▲

●

25. Растворителем считается компонент, которого в растворе:
а) меньше; б) больше; в) поровну.

●●

26. Отношение массы растворимого вещества к массе раствора — это:
а) массовая доля раствора; б) массовая доля растворимого вещества.

●●●

27. Определите массовую долю растворимого вещества, если:
а) в 150 г воды растворить 50 г соли;
б) в 500 г раствора содержится 25 г соли;
в) испарением 50 г раствора получили 0,5 г соли.

28. Какой объем воды и сколько граммов соли необходимо, чтобы приготовить:
а) 150 г раствора с массовой долей соли 2%;
б) 30 г раствора с массовой долей соли 1,5%;
в) 50 г раствора с массовой долей 0,5?

●●●●

29. Какова массовая доля растворимого вещества в растворе, образованном растворением 0,2 моль натрий хлорида в 117 г раствора?

Практическая работа 1. Приготовление раствора соли с определенной массовой долей растворимого вещества

Для работы необходимы:

реактивы: кристаллическая соль – натрий хлорид;
оборудование: технохимические весы с грузиками, химический стакан или колба с этикеткой, на которой указана массовая доля растворимого вещества и масса раствора, мерный цилиндр, стеклянная палочка с резиновым наконечником, шпатель или ложечка, фильтровальная бумага, мягкая тряпка.

Завдання:

Приготовить 10 г раствора с массовой долей натрия хлорида 0,05.
Приготовить 10 г раствора с массовой долей натрия хлорида 0,02.

Порядок выполнения работы:

Вспомните, какие правила безопасности следует соблюдать при выполнении работы.
Вычислите, какую массу соли и воды следует взять для изготовления раствора, указанного в условии задачи.
Взвесьте на весах соль и поместите ее в колбу.
Отмерьте мерным цилиндром нужный объем дистиллированной воды и вылейте ее в колбу с солью.
Перемешайте содержимое стакана или колбы стеклянной палочкой с резиновым наконечником до полного растворения соли.
Вылейте раствор в подготовленный стакан.