2.2.8 Расчет концентрации кристаллогидрата в растворе
Если для приготовления раствора используются кристаллогидраты (напр., медный купорос CuSO4×5H2О или глауберова соль Na2SO4×10H2О и так далее), тогда при приготовлении раствора необходимо учитывать воду, которая входит в состав кристаллогидрата.
Если m(kr) масса кристаллогидрата в граммах,
m(B) масса безводного компонента кристаллогидрата в граммах,
M(kr) молекулярная масса кристаллогидрата,
M(B) молекулярная масса безводного кристаллогидрата, тогда:
;
Задача. Ск. надо взять медного купороса, чтобы приготовить 500 г 16%
раствора сульфата меди CuSO4. M(kr) = 250, M(CuSO4) = 160.
Решение: для приготовления 500 г 16% раствора соли надо взять х(г) соли:
х = 80г.
г.
Ответ: 125 г.
Задача. Какое количество медного купороса (CuSO4•5H2O) вступило в реакцию с едким натром, если при этом получено 0,196 г гидроксида меди.
Решение: из уравнения реакции видно, что в осадок выпадает такое же количество гидроксида меди, как и количество медного купороса, которое вступило в реакцию: CuSO4 + 2NaOH = Cu(OH)2 + Na2SO4. 0,196г Cu(OH)2 это 0,196/98 = 0,002 моля гидроксида меди, а это 0,002×250 = 0,5г медного купороса.
2.2.9 Концентрация газа в растворе
При нормальных условиях (н.у.) один моль газа занимает объем 22,4 л.
Если масса газа
m(г),
и (н.у.), газ занимает объем
(литров).
Плотность газа , m – масса газа, V – объем газа.
Нормальные условия (н.у.) t = 0oC = 273К; P = 1 атм = 1,01×105 Па
Стандартные условия: t = 25oC = 298К, P = 1 атм.
Уравнение состояния
газа:
[P]
– Па, [V]
– м3,
[m]
– г,
R = 8,314, 1 м3 = 1000 л; 1 л = 1000 мл.
Задача. В 200 г воды растворили 50 л газа (н.у.) HCl (36,5). Вычислить
процентную концентрацию газа в растворе.
Решение: 50 л газа (н.у.) это 50/22,4 ≈ 2,23 моля газа, а это 2,23×36,5 = 81,40 г
газа.
28,6%.
2.3 Газофазные растворы
Пример газофазного раствора – воздух. Состав воздуха – 21% кислорода,
78% - азота, 1% - остальные газы. Средняя молярная масса воздуха – 29. Для смеси газов справедлив закон Дальтона: давление газовой смеси равно сумме парциональных давлений всех входящих в неё газов Р = ∑рi. Если объем газовой смеси V, тогда парциальное давление компонента газовой смеси равно давлению этого компонента при условии, что он один занимает весь объем V. Тогда
и v1
+ v2
+ v3
+ … = V
объемная доля
газа, входящего в состав смеси газов:
молярная доля
газа;
число
молей газа 1; М1 = молярная масса
газа 1.
Газовые уравнения и законы.
Уравнение Клапейрона
– Менделеева:
,
;
Cm – молярная концентрация раствора. P = CmRT
[P] = кПа; [m] – масса газа, граммы; R = 8,314 [Дж/(моль×К], [V] = литр.
Уравнение Клапейрона – Менделеева для смеси газов:
,
MSR
= M1×δ1+
M2×δ2
+ M3×δ3
+ ..средняя мол. масса смеси газов
-
число молей газа в смеси, P×V
= ∑ni
×RT
[P] = кПа; [m] – масса газа, граммы; R = 8,314 [Дж/(моль×оК], [V] = литр.
Законы Авагардо: 1 моль любого газа содержит 6,022×1023 молекул;
При н.у. [T = 273,15оK, P = 101325 Па = 1,013 бара]
один моль газа занимает объем 22,4 литра.
Плотность
газа при н.у.
[г/л].