Приготовьте растворы с указанными массовыми долями растворенного вещества (таблица 1) Таблица 1 Растворенное вещество Хлорид натрия Карбонат натрия Сульфат меди Раствор 1 60г, 7%…
Приготовьте растворы с указанными массовыми долями растворенного вещества (таблица 1) Таблица 1 Растворенное вещество Хлорид натрия Карбонат натрия Сульфат меди Раствор 1 60г, 7% 50г, 6% 40г, 9% Раствор 2 5% 4% 7% Раствор 3 10% 8% 11% Приготовление раствора 1 Рассчитайте массу твёрдого вещества и воды, необходимых для приготовления раствора 1. Зная, что плотность воды равна 1 г/мл, рассчитайте объём воды, необходимый для приготовления раствора. Взвесьте твёрдое вещество в соответствии с рассчитанной массой и перенесите в химическую колбу. Мерным цилиндром отмерьте вычисленный объём воды и прилейте его к веществу в химической колбе. Перемешивая содержимое колбы стеклянной палочкой, добейтесь полного растворения вещества в воде. Приготовление раствора 2 Рассчитайте массу воды, которую необходимо добавить к раствору l, чтобы получить раствор 2 меньшей концентрации. Рассчитайте объём воды. Отмерьте воду с помощью мерного цилиндра и добавьте в раствор 1. Какова масса раствора 2? Приготовление раствора 3 Рассчитайте массу твёрдого вещества, которое следует добавить к раствору 2, чтобы получить раствор 3 большей концентрации. На Щелочная Синий Желтый Малиновыйвесах взвесьте необходимую массу вещества, добавьте его в раствор 2 и перемешайте стеклянной палочкой до полного растворения. Какова масса раствора 3?
Конечно! Давайте подробно решим задачи по приготовлению растворов, шаг за шагом.
Общая информация и условия:
- Массовая доля (процентное содержание веществ) указана в таблице.
- Масса растворенного вещества и воды необходимы для приготовления раствора 1.
- Плотность воды — 1 г/мл.
- Для перехода к растворам 2 и 3 — нужны дополнительное расчёты.
Раствор 1: Расчёт массы твёрдого вещества и воды
Исходные данные:
| Хлорид натрия (NaCl) | Карбонат натрия (Na₂CO₃) | Сульфат меди (CuSO₄) | |
|---|---|---|---|
| Масса раствора | 60 г | 50 г | 40 г |
| Массовая доля | 7% | 6% | 9% |
Нам нужно выбрать один из вариантов для раствора 1 — например, возьмём для Хлорид натрия: 60 г раствора, 7% — значит, 7 г растворенного вещества на 100 г раствора.
Шаг 1: Расчёт массы твёрдого вещества (растворённого компонента):
\[ m_{\text{вещество}} = \frac{\text{массовая доля}}{100} \times \text{масса раствора} \]
для NaCl:
\[ m_{\text{NaCl}} = \frac{7}{100} \times 60\, \text{г} = 4,2\, \text{г} \]
Шаг 2: Расчёт массы воды:
Масса воды определяется как разница между общей массой раствора и массой растворённого вещества:
\[ m_{\text{вода}} = 60\, \text{г} - 4,2\, \text{г} = 55,8\, \text{г} \]
Шаг 3: Расчёт объёма воды:
Объём воды равен её массе (так как плотность воды ≈ 1 г/мл):
\[ V_{\text{вода}} = 55,8\, \text{мл} \]
Итог для Раствора 1 (на примере NaCl):
- Масса растворённого вещества: 4,2 г
- Масса воды: 55,8 г
- Объём воды: 55,8 мл
Раствор 2: Расчёт массы воды для понижения концентрации
Исходные данные для растворителя 2 (предположим, NaCl):
| Масса раствора | 60 г (ранее приготовленный раствор 1) |
|---|---|
| Концентрация | 7% (раствор 1) |
| Новая концентрация | 5% (Раствор 2) |
Шаг 1: Расчёт массы растворенного вещества в Растворе 2:
Обозначим:
- \(\ m_{\text{NaCl,H2O}} \) — масса растворённого вещества (она не меняется, так как только разбавление)
Концентрация изменилась до 5%. Число растворённого вещества в Р1:
\[ m_{\text{NaCl}} = 4,2\, \text{г} \quad (из предыдущего расчёта) \]
Общая масса раствора 2 после добавления воды:
Пусть масса раствора 2 — \(m_2\). Тогда:
\[ \text{концентрация} = \frac{m_{\text{NaCl}}}{m_2} \times 100\% \]
Задача: найти \(m_2\), при условии, что:
\[ 5\% = \frac{4,2}{m_2} \times 100\% \]
\[ m_2 = \frac{4,2 \times 100}{5} = 84\, \text{г} \]
Шаг 2: Масса воды, которую нужно добавить к первоначальному раствору:
Масса воды после разбавления:
\[ m_{\text{вода, добавленная}} = m_2 - 60\, \text{г} = 84\, \text{г} - 60\, \text{г} = 24\, \text{г} \]
Шаг 3: Объём воды:
\[ V_{\text{воды}} = 24\, \text{мл} \]
Раствор 3: Расчёт добавки твёрдого вещества для увеличения концентрации
Исходные данные:
- Раствор 2: 84 г, концентрация 5%
- Требуется получить раствор 3 с концентрацией 11%
Шаг 1: Расчёт массы растворённого вещества в растворе 2:
\[ m_{\text{NaCl,2}} = \frac{5}{100} \times 84 = 4,2\, \text{г} \]
Шаг 2: Масса растворённого вещества для раствора 3:
Обозначим массу вещества, которое нужно добавить: \(\Delta m\).
Общая масса раствора 3: \(m_3 = m_2 + \Delta m\).
Концентрация 11% — значит:
\[ \frac{m_{\text{NaCl}}}{m_3} \times 100\% = 11\% \]
Чтобы получить такой раствор, масса растворённого вещества:
\[ m_{\text{NaCl,3}} = \frac{11}{100} \times m_3 \]
Масса растворенного вещества в растворе 2 — 4,2 г, а в растворе 3 — нужно увеличить на:
\[ \Delta m = m_{\text{NaCl,3}} - 4,2 \]
Но \(m_{\text{NaCl,3}}\) зависит от \(m_3\), а \(m_3 = 84\, г + \Delta m\). Тогда:
\[ m_{\text{NaCl,3}} = \frac{11}{100} \times (84 + \Delta m) \]
Но также \(\Delta m = m_{\text{NaCl,3}} - 4,2\), следовательно:
\[ \Delta m = \frac{11}{100} \times (84 + \Delta m) - 4,2 \]
Раскроем скобки:
\[ \Delta m = \frac{11}{100} \times 84 + \frac{11}{100} \times \Delta m - 4,2 \]
\[ \Delta m = 9,24 + 0,11 \times \Delta m - 4,2 \]
Объединим подобные:
\[ \Delta m - 0,11 \times \Delta m = 9,24 - 4,2 \]
\[ (1 - 0,11) \times \Delta m = 5,04 \]
\[ 0,89 \times \Delta m = 5,04 \]
\[ \Delta m = \frac{5,04}{0,89} \approx 5,67\, \text{г} \]
Итог:
- Масса добавляемого вещества: ≈ 5,67 г
- Масса раствора 3: \(m_3 = 84 + 5,67 \approx 89,67\, \text{г}\)
Общее заключение:
Для приготовления Раствора 1 (например, NaCl):
- Твёрдое вещество: 4,2 г
- Вода: 55,8 г (или мл)
Для приготовления Раствора 2 (разбавление до 5%):
- Вода, добавленная к раствору 1: ~24 г (мл)
Для приготовления Раствора 3 (повышение концентрации до 11%):
- Добавляем: ~5,67 г твёрдого вещества к раствору 2
- Масса раствора: примерно 89,7 г
Если нужен расчет для другой соль или конкретный вариант, скажите, я помогу с поправками!
