...

                                                                        Інші практичні роботи дивись тут... 
Тема. ПРИГОТУВАННЯ ВОДНОГО РОЗЧИНУ СОЛІ З ПЕВНОЮ МАСОВОЮ ЧАСТКОЮ РОЗЧИНЕНОЇ РЕЧОВИНИ.

Мета: навчитися виготовляти розчини з наперед заданою масовою часткою розчиненої речовини, попередньо вміти зробити всі необхідні розрахунки і отримані результати разом із вихідними даними записати у таблицю.

Обладнання: терези, хімічні склянки (колби), мірний циліндр, скляна паличка або ложечка.

Реактиви: сіль, вода.

Варіант І 

Приготувати 40 г водного розчину калій хлориду з масовою часткою солі 0,05. Результати впишіть у таблицю.
Дано: m(р-ну) = 40 г; W(KCl) = 0,05
Знайти: m(KCl) - ?  m(води) - ?
Розв'язання:

І спосіб.

1. Маса солі KCl:
з формули W(речовини)=m(речовини)/m(розчину) знаходимо
m(речовини)=m(розчину) • W(речовини);
m(KCl)=m(розчину) • W(KCl)=40 г • 0,05 = 2 г;
2. Маса води:
m(води)=m(розчину)- m(речовини)

m(води)=m(розчину)- m(KCl)= 40 г – 2 г = 38 г або 38 мл, бо m(води) = V(води).

Відповідь: для приготування розчину КCl з масовою часткою солі 0,05 потрібно 2 г солі і 38 мл води. 

ІІ спосіб.

Масова частка речовини в будь-якому розчині показує масу розчиненої речовини, що міститься у 100 г розчину, тому для  визначення маси речовини у всьому розчині складаємо пропорцію і розв'язуємо її:
у 100 г розчину - 5 г речовини  КCl 
у 40 г розчину - х г речовини  КCl 
100 г / 40 г = 5 г / х г, 
тому х г • 100 г = 40 г • 5 г, 
х = (40 г • 5 г) : 100 г = 2 г,  тому m(КCl)=2 г. 

2. Маса води:
m(води)=m(розчину)- m(речовини)
m(води)=m(розчину)- m(KCl)= 40 г – 2 г = 38 г або 38 мл, бо m(води) = V(води).

Відповідь: для приготування розчину КCl з масовою часткою солі 0,05 потрібно 2 г солі і 38 мл води. 

Варіант m(р-ну) , г m(солі), г m(H2O), г V(води), мл W(солі)
І  40   2   38   38  0,05 

Хід роботи:

1. Зважтуємо на терезах 2 г солі й поміщаємо її в хімічну склянку (колбу).
2. Набираємо у мірний циліндр 38 мл води і виливаємо в посудину із сіллю.

3. Ретельно перемішуємо суміш до повного розчинення солі. За необхідності розчин можна профільтрувати.

 

Варіант ІІ

Приготувати із 2 г натрій нітрату водний розчин з масовою часткою солі 4%. Результати впишіть у таблицю.

Дано: m(NaNO3) =2 г W(NaNO3) = 4% або 0,04

Знайти: m(води) - ? 

Розв'язання:

І спосіб.
1. Маса розчину:
з формули W(речовини)=m(речовини)/m(розчину) знаходимо
m(розчину)=m(речовини)/W(речовини);
m(розчину)=m(NaNO3)/W(NaNO3)=2 г / 0,04 = 50 г;
2. Маса води:
m(води)=m(розчину)- m(речовини)

m(води)=m(розчину)- m(NaNO3)= 50 г – 2 г = 48 г або 48 мл, бо m(води) = V(води).

Відповідь: для приготування розчину NaNO3 з масовою часткою солі 4% потрібно 2 г солі і 48 мл води. 

ІІ спосіб.

Масова частка речовини в будь-якому розчині показує масу розчиненої речовини, що міститься у 100 г розчину, тому для  визначення маси всього розчину складаємо пропорцію і розв'язуємо її:
у 100 г розчину - 4 г речовини  NaNO3  
у х г розчину - 2 г речовини  NaNO3
100 г / х г = 4 г / 2 г, 
тому х г • 4 г = 100 г • 2 г, 
х = (100 г • 2 г) : 4 г = 50 г,  тому m(NaNO3)=50 г. 

2. Маса води:
m(води)=m(розчину)- m(речовини)

m(води)=m(розчину)- m(NaNO3)= 50 г – 2 г = 48 г або 48 мл, бо m(води) = V(води).

Відповідь: для приготування розчину NaNO3 з масовою часткою солі 4% потрібно 2 г солі і 48 мл води. 

ІII спосіб. 
Після додавання води масою х г, масова частка солі в розчині буде

W(NaNO3)=m(NaNO3)/(m(NaNO3) + х г);

0,04 = 2/(2 + х);

0,04 • (2 + х) = 2;

0,08 + 0,04х = 2;

0,04 х = 2 - 0,08;

0,04 х = 1,92;

х = 48

48 г = 48 мл, бо m(води) = V(води).

Відповідь: для приготування розчину NaNO3 з масовою часткою солі 4% потрібно 2 г солі і 48 мл води.

Варіант m(р-ну) , г m(солі), г m(H2O), г V(води), мл W(солі)
ІІ 50   2   48   48   0,04 

Хід роботи:

1. Зважтуємо на терезах 2 г солі й поміщаємо її в хімічну склянку (колбу).
2. Набираємо у мірний циліндр 48 мл води і виливаємо в посудину із сіллю.

3. Ретельно перемішуємо суміш до повного розчинення солі. За необхідності розчин можна профільтрувати.

 

Задачі до ПРАКТИЧНОЇ РОБОТИ №1
ЗАДАЧА 1. Як із 5 г мідного купоросу приготувати водний розчин з масовою часткою купрум (ІІ) сульфату 8%?

Дано: m(CuSO4•5H2O) = 5 г; W(CuSO4)= 8 % або 0,08
Знайти: m(води) — ?
Розв'язання:

І спосіб.
Обчислюємо молярну масу (М г/моль = Mr) кристалогідрата і купрум (ІІ) сульфату в ньому:
Mr(CuSO4)=Ar(Cu)+Ar(S)+4Ar(O)=64 + 32 + 4•16 = 160

M(CuSO4) = 160 г/моль
Mr(H2O)= 2Ar(H)+Ar(O)= 2•1+16=18
Mr(CuSO4•5Н2O)=Mr(CuSO4)+5•Mr(Н2O)=160 +5•18=250
M(CuSO4•5Н2O) = 250 г/моль
1. Маса CuSO4 в кристалогідраті CuSO4•5H2O: 
250 г CuSO4•5H2O   містить 160 г  CuSO4
 5 г   CuSO4•5H2O   містить х г  CuSO4
250 г : 5 г = 160 : х,
звідси х = (160 г • 5 г) : 250 г = 3,2 г,
тому m(CuSO4)=3,2 г.
2. Маса розчину:
m(розчину) = m(CuSO4)/W(CuSO4)=3,2 г / 0,08=40 г.
3. Маса води для розчину:
m(Н2О)=m(розчину)-m(CuSO4•5Н2О)=40 г – 5 г = 35 г або 35 мл, бо m(Н2О)=V(Н2О).

Відповідь: для приготування розчину з масовою часткою купрум (ІІ) сульфату 8% потрібно 5 г мідного купоросу CuSO4•5Н2О і 35 мл води.

ІІ спосіб.
Обчислюємо молярну масу (М г/моль = Mr) кристалогідрата і купрум (ІІ) сульфату в ньому:
Mr(CuSO4)=Ar(Cu)+Ar(S)+4Ar(O)=64 + 32 + 4•16 = 160

M(CuSO4) = 160 г/моль
Mr(H2O)= 2Ar(H)+Ar(O)= 2•1+16=18
Mr(CuSO4•5Н2O)=Mr(CuSO4)+5•Mr(Н2O)=160 +5•18=250
M(CuSO4•5Н2O) = 250 г/моль
1. Знайдемо масову частку солі купрум (ІІ) сульфату у кристалогідраті  CuSO4•5Н2O:

W0(CuSO4)=М(CuSO4)/М(CuSO4•5Н2O)=160/250=0,64.
З формули W0(CuSO4)=m(CuSO4)/m(CuSO4•5Н2O) знаходимо масу солі 
m(CuSO4)=W0(CuSO4)•m(CuSO4•5Н2O)=0,64•5 г=3,2 г.
2. Маса розчину:
m(розчину)=m(CuSO4)/W(CuSO4)=3,2 г / 0,08=40 г.
3. Маса води для розчину:
m(Н2О)=m(розчину)-m(CuSO4•5Н2О)= 40 г – 5 г = 35 г або 35 мл, бо m(Н2О)=V(Н2О).

Відповідь: для приготування розчину з масовою часткою купрум (ІІ) сульфату 8% потрібно 5 г мідного купоросу CuSO4•5Н2О і 35 мл води.

ІІІ спосіб.
Обчислюємо молярну масу (М г/моль = Mr) кристалогідрата і купрум (ІІ) сульфату в ньому:

Mr(CuSO4)=Ar(Cu)+Ar(S)+4Ar(O)=64 + 32 + 4•16 = 160

M(CuSO4) = 160 г/моль
Mr(H2O)= 2Ar(H)+Ar(O)= 2•1+16=18
Mr(CuSO4•5Н2O)=Mr(CuSO4)+5•Mr(Н2O)=160 +5•18=250
M(CuSO4•5Н2O) = 250 г/моль
1. Обчислюємо кількість речовини кристалогідрату (γ=m/M, де M г/моль=Mr).

γ(CuSO4•5Н2O)=5 г:250 г/моль=0,02 моль.

 2. Знаходимо кількість речовини солі в 0,02 моль кристалогідрату. 

(в 1 моль кристалогідрату міститься 1 моль солі і 5 моль води, тому кількість речовини солі є однакова, а кількість речовини води є у 5 рази більшою).

 γ(CuSO4)=γ(CuSO4•5Н2O)= 0,02 моль. 

3. Розраховуємо масу солі (m=γ•M, де M г/моль=Mr).
m(CuSO4)=γ(CuSO4)•М(CuSO4)=0,02 моль•160 г/моль=3,2 г.
4. Маса розчину: 
m(розчину) = m(CuSO4)/W(CuSO4)
m(розчину) = 3,2 г / 0,08 = 40 г.
5. Маса води для розчину: 
m(Н2О) = m(розчину)-m(CuSO4•5Н2О)= 40 г – 5 г = 35 г або 35 мл, бо m(Н2О)=V(Н2О).

Відповідь: для приготування розчину з масовою часткою купрум (ІІ) сульфату 8% потрібно 5 г мідного купоросу CuSO4•5Н2О і 35 мл води.

ЗАДАЧА 2. Учень, виконуючи варіант І практичної роботи, замість 40 г розчину з масовою часткою калій хлориду 0,05 приготував таку саму масу 4% розчину. Яку масу солі потрібно добавити в цей розчин, щоб її масова частка дорівнювала 0,05?

Дано: m(розчину)=40 г; W1(KCl)=4% або 0,04, W2(KCl)=0,05

Знайти:  m(КСl) — ?
Розв'язання:

І спосіб.
1. Маса солі у розчині з масовою часткою 4%:
m1(КСl) =W1(КСl) • m(розчину)=0,04•40=1,6 г.
2. Маса солі у розчині з масовою часткою 0,05:
m2(КСl) =W2(КСl) • m(розчину)=0,05•40=2 г.
3. Маса солі, яку треба додати до розчину:
m(КСl)=m2(KCl)-m1(KCl)= 2 г - 1,6 г = 0,4 г.
Відповідь: для приготування 5% розчину солі із 40 г цього ж розчину з масовою часткою солі 4% потрібно добавити до цього розчину ще 0,4 г солі.

ІІ спосіб.

 1. Масова частка речовини в будь-якому розчині показує масу розчиненої речовини, що міститься у 100 г розчину, тому для  визначення маси речовини у всьому розчині складаємо пропорцію і розв'язуємо її.

Пропорція для обчислення маси солі  у розчині з масовою часткою 4%:   
у 100 г розчину - 4 г речовини  КCl 
у 40 г розчину - х г речовини  КCl 
100 г / 40 г = 4 г / х г, 
тому х г • 100 г = 40 г • 4 г, 
х=(40 г • 4 г) : 100 г=1,6 г, тому m1(КCl)=1,6 г.  

Пропорція для обчислення маси солі  у розчині з масовою часткою 0,05: 
у 100 г розчину - 5 г речовини  КCl 
у 40 г розчину - х г речовини  КCl 
100 г / 40 г = 5 г / х г, 
тому х г • 100 г = 40 г • 5 г, 
х=(40 г • 5 г) : 100 г=2 г, тому m2(КCl)=2 г.   

2. Маса солі, яку треба додати до розчину: 
m(КСl)=m2(KCl)-m1(KCl)= 2 г - 1,6 г = 0,4 г.
Відповідь: для приготування 5% розчину солі із 40 г цього ж розчину з масовою часткою солі 4% потрібно добавити до цього розчину ще 0,4 г солі.

ІII спосіб. 
1. Маса солі у розчині з масовою часткою 4%:
m1(КСl) =W1(КСl) • m(розчину)=0,04•40=1,6 г.
2. Після додавання солі масою х г, масова частка її в новому розчині буде

W2(КСl)=(m1(КСl) + х г)/(m(розчину) + х г);

0,05 = (1,6 + х)/(40 + х);

0,05 • (40 + х) = 1,6 + х;

2 + 0,05х = 1,6 + х;

2 - 1,6 = х - 0,05 х;

0,4 = 0,95 х;

х = 0,4

Відповідь: для приготування 5% розчину солі із 40 г цього ж розчину з масовою часткою солі 4% потрібно добавити до цього розчину ще 0,4 г солі.

ЗАДАЧА 3. Учень, виконуючи варіант II практичної роботи, замість 4 %-го розчину приготував із 2 г натрій нітрату розчин із масовою часткою солі 0,05. Як йому виправити помилку, використавши приготовлений розчин? 

Дано: m(NaNO3) =2г; W(NaNO3) = 0,05; W2(NaNO3)=0,04

Знайти:  m(води) - ?
Розв'язання:

І спосіб.
1. Маса розчину з масовою часткою речовини 0,05:
m1(розчину) = m(NaNO3)/W(NaNO3)=2:0,05 = 40 г.
2.  Маса розчину з масовою часткою речовини 4%: 
m2(розчину) = m(NaNO3)/W2(NaNO3)=2:0,04 = 50 г.
3. Маса води, яку треба долити до першого розчину: 
m(води) = m2(розчину)- m1(розчину)= 50 г – 40 г = 10 г або 10 мл, бо m(води)=V(води)

Відповідь: до розчину, що містить 2 г натрій нітрату з масовою часткою солі 5%, треба додати 10 мл води, щоб одержати розчин з масовою часткою розчиненої речовини 4%.

ІІ спосіб.

 1. Масова частка речовини в будь-якому розчині показує масу розчиненої речовини, що міститься у 100 г розчину, тому для  визначення маси всього розчину складаємо пропорцію і розв'язуємо її.

Пропорція для обчислення маси розчину  з масовою часткою 0,05: 
у 100 г розчину - 5 г речовини  NaNO3  
у х г розчину - 2 г речовини  NaNO3
100 г / х г = 5 г / 2 г, 
тому х г • 5 г = 100 г • 2 г, 
х=(100 г • 2 г) : 5 г=40 г, тому m1(розчину)=40 г.  

Пропорція для обчислення маси розчину  з масовою часткою 4%: 
у 100 г розчину - 4 г речовини  NaNO3  
у х г розчину - 2 г речовини  NaNO3
100 г / х г = 4 г / 2 г, 
тому х г • 4 г = 100 г • 2 г, 
х=(100 г • 2 г) : 4 г=50 г, тому m2(розчину)=50 г.   

2. Маса води, яку треба долити до першого розчину: 
m(води) = m2(розчину)- m1(розчину)= 50 г – 40 г = 10 г або 10 мл, бо m(води)=V(води)

Відповідь: до розчину, що містить 2 г натрій нітрату з масовою часткою солі 5%, треба додати 10 мл води, щоб одержати розчин з масовою часткою розчиненої речовини 4%.

ІII спосіб. 
1. Маса розчину з масовою часткою речовини 0,05:
m(розчину) = m(NaNO3)/W(NaNO3)=2:0,05 = 40 г.
2. Після додавання води масою х г, масова частка солі в новому розчині буде

W2(NaNO3)=m(NaNO3)/(m(розчину) + х г);

0,04 = 2/(40 + х);

0,04 • (40 + х) = 2;

1,6 + 0,04х = 2;

0,04х = 2 - 1,6;

х = 0,4: 0,04;

х = 10

10 г або 10 мл, бо m(води)=V(води).

Відповідь: до розчину, що містить 2 г натрій нітрату з масовою часткою солі 5%, треба додати 10 мл води, щоб одержати розчин з масовою часткою розчиненої речовини 4%.

...