Краткий пересказ §5 «Выражение концентрации растворов»
Главная мысль: концентрация показывает, сколько растворённого вещества содержится в растворе. В 9 классе разбирают три основных способа: процентную, молярную и нормальную концентрации.
1. Процентная (массовая) концентрация
- Показывает, сколько граммов вещества в 100 г раствора.
- Формула:
\[ \omega=\frac{m_{\text{в-ва}}}{m_{\text{р-ра}}}\cdot 100\% \] - Масса раствора:
\[ m_{\text{р-ра}}=m_{\text{в-ва}}+m_{\text{воды}} \] - Пример: 20 г соли растворили в 180 г воды.
Масса раствора \(=200\) г,
\[ \omega=\frac{20}{200}\cdot 100\%=10\%. \]
2. Молярная концентрация
- Показывает число молей вещества в 1 л раствора.
- Формула:
\[ C_M=\frac{n}{V}=\frac{m}{M\cdot V} \] единица — моль/л (М). - 1М раствор содержит 1 моль вещества в 1 л.
- Пример: \(M(\mathrm{NaOH})=40\) г/моль.
Для 0,1М раствора нужно \(0{,}1\cdot40=4\) г NaOH в 1 л; для 2 л — 8 г. - Раствор готовят в мерной колбе: взвешивают, растворяют, доводят водой до метки.
3. Нормальная (эквивалентная) концентрация
- Показывает число молей эквивалентов вещества в 1 л раствора, обозначается «н».
- Эквивалентная масса:
- кислоты: \(M/\text{число }H^+\) — основность;
- основания: \(M/\text{число }OH^-\) — кислотность;
- соли: \(M/(\text{валентность металла}\cdot\text{число атомов металла})\).
- Пример: \(M(\mathrm{H_2SO_4})=98\) г/моль,
эквивалент \(=98/2=49\) г/моль экв.
1н раствор — 49 г/л; 0,5н — 24,5 г/л.
4. Связь молярной и нормальной концентраций
- \(\mathrm{HCl}\), \(\mathrm{HNO_3}\): 1М = 1н.
- \(\mathrm{H_2SO_4}\): 1М = 2н.
- \(\mathrm{H_3PO_4}\): 1М = 3н.
5. Как приготовить раствор из более концентрированного
- Найти массу нужного вещества по заданной концентрации и объёму.
- Пересчитать её на массу исходного раствора через массовую долю.
- Найти объём исходного раствора через плотность:
\[ V=\frac{m}{\rho} \] - Отобрать этот объём и довести водой до нужного объёма.
Пример. Приготовить 500 мл 0,2М \(\mathrm{HNO_3}\) из 40%-ного раствора с \(\rho=1{,}25\) г/мл.
- \(n=0{,}2\cdot0{,}5=0{,}1\) моль;
- \(m=0{,}1\cdot63=6{,}3\) г \(\mathrm{HNO_3}\);
- масса 40%-ного раствора: \(6{,}3/0{,}4=15{,}75\) г;
- объём: \(15{,}75/1{,}25\approx12{,}6\) мл.
Берут около 12,6 мл 40%-ной кислоты и доводят водой до 500 мл.
Важно запомнить: процентная концентрация считается по массе раствора, а молярная и нормальная — по объёму раствора. Поэтому при пересчёте нужна плотность.
Проверка: в примере с серной кислотой в учебнике, судя по всему, опечатка:
\(87{,}5/1{,}46\approx60\) мл, а не 6 мл. Если считать, получается около 60 мл 56%-ной \(\mathrm{H_2SO_4}\).