Задача № 23

Дайте определение и рассчитайте массовую долю и массовую концентрацию растворённого вещества, его молярную и моляльную концентрации, молярную концентрацию эквивалентов и титр раство­ра на основании данных:

Формула вещества	Масса вещества, г	Масса воды, г	Плотность раствора, г/мл
H2SO4	20	597	1,02

Решение:

Раствор - это гомогенная система, состоящая из растворенного вещества, растворителя и продуктов их взаимодействия.

Простейшие составные части раствора (компоненты) обычно могут быть выделены в чистом виде; их смешением можно вновь получить раствор любого допустимого состава. Количественное соотношение компонентов определяется их концентрациями. Обычно основной компонент называют растворителем, а остальные компоненты - растворенными веществами. Если одним из компонентов является жидкость, а другим - газы или твёрдые вещества, то растворителем считают жидкость.

Важнейшей количественной характеристикой раствора является его концентрация, которая показывает содержание растворенного вещества в определённом количестве раствора или растворителя.

1. Определим массу раствора (m_(р-ра)):

,

где: m (В) - масса растворенного вещества В, г;

m (воды) – масса воды, г.

г.

2. Рассчитаем массовую долю растворенного вещества (ω (В)):

или 3,24%

3. Вычислим объем раствора (V), используя формулу:

,

где: ρ – плотность раствора, г/мл.

мл.

4. Определим массовую концентрацию растворённого вещества (γ (В)):

,

где: V – объем раствора, л; 604,9 мл = 0,6049 л

г/л.

5. Вычислим молярную концентрацию вещества (С (В)):

,

где: М (В) - молярная масса вещества В, г/моль; М (H₂SO₄) = 1*2 + 32 + 16*4 = = 98 г/моль.

моль/л.

6. Рассчитаем моляльную концентрацию вещества (Cm (В)):

,

где: m_р-ля – масса растворителя, в нашем случае воды, г.

моль/кг.

7. Вычислим молярную массу эквивалентов растворенного веще­ства (Мэк (В)):

,

где: Z (В) - эквивалентное число.

Z кислоты равно числу ионов Н⁺: для H₂SO₄ Z = 2.

г/моль.

8. Определим молярную концентрацию эквивалентов вещества (Сэк (В)):

моль/л.

9. Вычислим титр раствора (Т (В)):

,

г/мл.

Ответ: ω (H₂SO₄) = 0,0324; γ (H₂SO₄) = 33,06 г/л; С (H₂SO₄) = 0,337 моль/л; Cm (H₂SO₄)  =  0,342  моль/кг;   Сэк (H₂SO₄)  =  0,674  моль/л;         Т (H₂SO₄) = 0,03306г/мл.

Список литературы

1.                Алексеев В.Н. Количественный анализ. – М.: «Химия», 1972.

2.                Алексеев В.Н. Теоретические основы физико-химических методов анализа. – М.: Высшая школа, 1979.

3.                Здешнева А.М. Сборник задач и упражнений по аналитической химии. – М.: Высшая школа, 1979.

4.                Крешков А.П. Основы аналитической химии. Т. 2. – М.: «Химия», 1976.

5.                Крешков А.П., Ярославцев А.А. Курс аналитической химии. Качественный анализ, книга первая. – М.: «Химия», 1975.