Пригадуємо й застосовуємо
Пригадай формулу обчислення масової частки розчиненої речовини в розчині.
w(р.р.) = m(р.р.)/ m(розчину), або W(р.р.)= (m(р.р.)/m(розчину))•100%
Яке числове значення сталої Авогадро і що воно означає?
Числове значення сталої Авогàдро дорівнює 6,02•1023.
Це універсальне число, що вказує на кількість структурних частинок в одному молі речовини, незалежно від її агрегатного стану.
Яку фізичну величину називають кількість речовини (n)? В яких одиницях вона вимірюється?
Кількість речовини — це фізична величина, яка визначається числом структурних частинок (атомів, молекул, іонів) речовини, які містяться в певній її порції. За одиницю вимірювання кількості речовини прийнято моль.
Як обчислити відносну молекулярну (Mr) та молярну (M) маси речовини?
Відносну молекулярну масу речовини визначають за її хімічною формулою як суму відносних атомних мас елементів, що входять до хімічної формули речовини, з урахуванням їхньої кількості, позначеної індексами.
Щоб обчислити молярну масу речовини, спершу необхідно обчислити відносну молекулярну масу речовини за хімічною формулою і дописати розмірність г/моль.
Обчисли масову частку розчиненої речовини у розчині, виготовленому із розчиненої речовини масою 40 г і води об’ємом 360 мл.
Відомо: m(р.р.)=40 г, V(Н2О)=360 мл
Знайти: ω(р.р.) –?
Розв'язання
1. Знаходимо масу води за формулою: m = V•ρ, де густина води ρ=1 г/мл.
m(Н2О)=V(Н2О)•ρ=360 мл•1 г/мл=360 г. Бачимо, що для води об'єм відповідає масі, тому ця дія не є обов'язковою.
2. Обчислюємо масу розчину:
m(розчину)=m(р.р.)+m(H2O)=40 г+ 360 г=400 г
3.Знаходимо масову частку розчиненої речовини в розчині:
ω(р.р.)=(m(р.р)/m(розчину))•100 % = (40 г : 400 г) •100%=10%
Відповідь: 10%.
ОПРАЦЮЙ ЗРОЗУМІЙ ВИКОРИСТАЙ
МЕДІАПОШУК
З доступних джерел дізнайся, який медичний засіб називають нашатирним спиртом, з якою метою та як його використовують для надання першої медичної допомоги. Яких заходів безпеки потрібно дотримуватися під час використання нашатирного спирту?
Нашатирний спирт — це 10% водний розчин амоніаку, прозора летка рідина з різким задушливим запахом. Різкий запах амоніаку здатний вивести людину зі стану непритомності, тому його застосовують для надання першої медичної допомоги. Засоби безпеки під час використання нашатирного спирту: працювати треба в захисних рукавицях і масці, використовувати витяжну шафу.
НУМО ОБЧИСЛЮВАТИ
Задача 1
Чи відрізняється масова частка цукру у підсолодженій воді, яку виготовили із цукру масою 60 г та води об’ємом 140 мл, від тієї, що виготовили із цукру масою 30 г і води об’ємом 170 мл?
Відомо: m1(цукру)=60 г, V1(H2O)=140 мл, m2(цукру)=30 г, V2(Н2О)=170 мл, ρ(Н2О)=1 г/мл.
Порівняти: ω1(цукру) –?, ω2(цукру) –?
Розв'язання
1. Обчислюємо масу води.
m1(Н2О)=V1(Н2О)•ρ(Н2О)=140 мл•1 г/мл=140 г
m2(Н2О)=V2(Н2О)•ρ(Н2О)=170 мл•1 г/мл=170 г
Бачимо, що для води об'єм відповідає масі, тому ця дія не є обов'язковою.
2. Обчислюємо масу розчинів:
m1(розчину)=m1(Н2О)+m1(цукру)=140 г + 60 г =200 г
m2(розчину)=m2(Н2О)+m2(цукру)=170 г+ 30 г=200 г
3. Обчислюємо масову частку розчиненої речовини в розчинах.
ω1(цукру)=(m1(цукру)/m1(розчину)) • 100% = 60 г : 200 г = 30%
ω2(цукру)=(m2(цукру)/m2(розчину)) • 100% = 30 г : 200 г = 15%
Відповідь: відрізняється.
Задача 2
Розчин масою 80 г з масовою часткою натрій хлориду 25 % розбавили водою об’ємом 120 мл. Як змінилась масова частка натрій хлориду? Який з розчинів солоніший?
Відомо: m(розчину)=80 г, ω(NaCl)=25%, V(Н2О)=120 мл, ρ(H2O)=1 г/мл
Знайти: ω1(NaCl) –?
Розв'язання
1. Обчислюємо масу кухонної солі в розчині:
m(NaCl) = m(розчину)•ω(NaCl):100% = 80 г • 25% : 100% = 20 г
2. Знаходимо масу води.
m(Н2О)=V(Н2О)•ρ(Н2О)=120 мл•1 г/мл=120 г. Бачимо, що для води об'єм відповідає масі, тому ця дія не є обов'язковою.
3. Знаходимо масу нового розчину:
m1(розчину)=m(розчину)+m(H2O)=80 г+ 120 г=200 г
4. Знаходимо масову частку кухонної солі в новому розчині:
ω1(NaCl)=(m(NaCl)/m1(розчину))•100% = (20 г : 200 г) •100%=10%
Відповідь: масова частка натрій хлориду зменшилася. Солоніший початковий розчин солі з масовою часткою натрій хлориду 25%.
Задача 3
Щоб прискорити виготовлення розчину із цукру масою 800 г і води об’ємом 1200 мл господиня поставила широку миску з ними на вогонь, але забула вчасно вимкнути. Після кипіння протягом 10 хв вода об’ємом 95 мл випарувалась. Якою була масова частка цукру в розчині відразу після закипання та якою стала після кипіння протягом 10 хв?
Відомо: m(цукру)=800 г, V(Н2О)=1200 мл, ρ(H2O)=1 г/мл
Знайти: ω(цукру) –?, ω1(цукру) –?
Розв'язання
1. Знаходимо масу води в початковому розчині.
m(Н2О)=V(Н2О)•ρ(Н2О)=1200 мл•1 г/мл=1200 г. Бачимо, що для води об'єм відповідає масі, тому ця дія не є обов'язковою.
2. Знаходимо масу початкового розчину:
m(розчину)=m(цукру)+m(H2O)=800 г+ 1200 г=2000 г
3. Знаходимо масову частку цукру в початковому розчині:
ω(цукру)=(m(цукру)/m(розчину))•100% = (800 г : 2000 г) •100%=40%
4. Знаходимо масу розчину після кипіння протягом 10 хв:
m1(розчину)=m(розчину)–m(H2O)=2000 г – 95 г=1905 г
5. Знаходимо масову частку цукру після кипіння протягом 10 хв:
ω1(цукру)=(m(цукру)/m1(розчину))•100% = (800 г : 1905 г) •100%=42%
Відповідь: масова частка цукру в розчині відразу після закипання була 40% та стала 42% після кипіння протягом 10 хв.
На основі розв’язків задач 2 і 3 сформулюй правило, як:
а) збільшити масову частку розчиненої речовини у розчині, не змінюючи її маси;
Щоб більшити масову частку розчиненої речовини у розчині, не змінюючи її маси, потрібно випарувати розчинник з розчину.
б) зменшити масову частку розчиненої речовини у розчині, не змінюючи її маси.
Щоб зменшити масову частку розчиненої речовини у розчині, не змінюючи її маси, потрібно долити розчинник до розчину.
ХІМІЧНА СКАРБНИЦЯ
Завдання
Із калій сульфату K2SO4 масою 87 г виготовили розчин об’ємом 500 см3. Обчисли молярну концентрацію виготовленого розчину.
Відомо: m(K2SO4)=87 г, V(розчину)=500 см3
Знайти: С–?
Розв'язання
1. Обчислюємо кількість речовини калій сульфату масою 87 г.
M(K2SO4)=174.
n(K2SO4)=m(K2SO4):M(K2SO4)=87 г : 174 г/моль = 0,5 моль
2. Обчислюємо молярну концентрацію виготовленого розчину:
С=n(K2SO4):V(розчину)=0,5 моль/500 см3
Відповідь: молярна концентрація калій сульфату 0,5 моль/500 см3.
ТОБІ ДО СНАГИ
Вправа 1
Що означає масова частка розчиненої речовини в розчині та як її обчислюють?
Це маса розчиненої речовини у 100 г розчину, виражена у відсотках.
ω(р.р.) = m(р.р.)/ m(розчину) або ω(р.р.)= (m(р.р.)/m(розчину))•100%
Вправа 2
Поширеним антисептиком та кровоспинним медичним засобом є добре відомий багатьом людям розчин під назвою «Перекис водню» з масовою часткою гідроген пероксиду 3 %. Обчисли масу гідроген пероксиду у 500 г медичного засобу «Перекис водню» та масу розчину гідроген пероксиду Н2О2 з масовою часткою Н2О2 30 % й очищеної води, які знадобляться для його виготовлення.
Відомо: m(розчину)=500 г, ω(H2O2)=3%; ω1(H2O2)=30%
Знайти: m1(H2O) –?
Розв'язання
1. Обчислюємо масу гідроген пероксиду в медичному засобі «Перекис водню»:
m(H2O2) = m(розчину)•ω(H2O2):100 %= 500 г • 3% : 100% = 15 г
2. Обчислюємо масу розчину гідроген пероксиду, що треба приготовити:
m1(розчину) = m(H2O2): ω1(H2O2)•100 %= 15 г : 30% • 100% = 50 г
3. Обчислюємо масу води у виготовленому розчині:
m1(Н2О)=m1(розчину)–m(H2О2)=50 г – 15 г = 35 г
Відповідь: 35 г води.
Вправа 3
З метою весняного підживлення огірків, часнику та інших городніх рослин використовують нашатирний спирт, склад якого було з’ясовано тобою під час опрацювання рубрики «Медіапошук». Обчисли кількість речовини амоніаку, з якого виготовили нашатирний спирт масою 340 г.
Відомо: m(спирт)=340 г, ω(NH3)=10%.
Знайти: n(NH3) –?
Розв'язання
1. Обчислюємо масу амоніаку в розчині нашатирного спирту:
m(NH3) = m(спирту)•ω(NH3):100%= 340 г • 10% : 100% = 34 г
2. Обчислюємо молярну масу амоніаку:
M(NH3) = 17 г/моль
3. Обчислюємо кількість речовини амоніаку.
n(NH3)=m(NH3):M(NH3)=34 г : 17 г/моль=2 моль.
Відповідь: 2 моль.
Вправа 4
Розчин масою 360 г з масовою часткою кухонної солі 20 % розбавили водою об’ємом 140 мл. Якою стала масова частка розчиненої речовини у виготовленому розчині?
Відомо: m(розчину)=360 г, ω(NaCl)=20%, V(Н2О)=140 мл, ρ(H2O)=1 г/мл.
Знайти: ω1(NaCl) –?
Розв'язання
1. Обчислюємо масу кухонної солі в розчині:
m(NaCl) = m(розчину)•ω(NaCl):100%= 360 г • 10% : 100% = 72 г
2. Обчислюємо масу води.
m(Н2О)=V(Н2О)•ρ(H2O)=140 мл • 1 г/мл=140 г. Бачимо, що для води об'єм відповідає масі, тому ця дія не є обов'язковою.
3. Обчислюємо масу нового розчину:
m1(розчину)=m(розчину)+m(H2O)=360 г+ 140 г=500 г
4. Обчислюємо масову частку кухонної солі в новому розчині:
ω1(NaCl)=(m(NaCl)/m1(розчину))•100% = (72 г : 500 г) •100%=14,4%
Відповідь: 14,4%.
Вправа 5
Після випарювання розчину масою 240 г з масовою часткою нелеткої розчиненої речовини 30 % маса розчину зменшилась і дорівнювала 200 г. Обчисліть масову частку розчиненої речовини у новоутвореному розчині.
Відомо: m(розчину)=240 г, w(р.р.)=30%; m1(розчину)=200 г
Знайти: ω1(р.р.) –?
Розв'язання
1. Обчислюємо масу розчиненої речовини в розчині:
m(р.р.) = m(розчину)•ω(р.р.):100 %= 240 г • 30% : 100% = 72 г
2. Обчислюємо масову розчиненої речовини в новому розчині:
ω1(р.р.)=(m(р.р.)/m1(розчину))•100 % = (72 г : 200 г) •100%=36%
Відповідь: 36%.
Вправа 6
Побувай на реальній чи віртуальній екскурсії у хімічній лабораторії закладу вищої освіти чи хімічній лабораторії неорганічної або аналітичної хімії науково–дослідного інституту. Під час екскурсії проведи бліцопитування працівників лабораторії і з’ясуй:
6.1. Яке призначення лабораторії?
Лабораторії закладу вищої освіти слугують для проведення навчальних практикумів та загальних досліджень під час навчання студентів у вузах.
6.2. Що входить до завдань працівників лабораторії?
Підготовка робочого місця, обладнання і реактивів, збір та знешкодження відпрацьованих матеріалів, догляд за апаратурою, її налаштування та перевірка, а також ведення необхідної документації.
6.3. Які способи вираження кількісного складу розчинів практикуються?
Обчислення масової частки розчиненої речовини або молярної концентрації розчиненої речовини.
6.4. Як у лабораторії виготовляють і зберігають розчини?
Для виготовлення розчину з певною масовою часткою розчиненої речовини потрібні: розчинена речовина, розчинник, посудина для виготовлення розчину, скляна паличка чи ложечка для помішування, терези, рівноважки, мірний посуд.
ПОСЛІДОВНІСТЬ ДІЙ
1. Зважити розчинену речовину.
2. Пересипати її в хімічну склянку чи колбу.
3. Відміряти необхідний об'м розчинника — води.
4. Долити воду до розчиненої речовини.
5. Перемішати компоненти розчину.
| Послідовність дій приготування розчину | ||||
| 1. | 2. | 3. | 4. | 5. |
 |
 |
 |
 |
 |
Розчини зберігаються у скляних ємкостях, на яких обов'язково є етикетка із зазначенням вмісту розчиненої речовини. Вони закриті спеціально підібраними кришками чи пробками, щоб не потрапляли пил і повітря, з окремими компонентами яких розчин може прореагувати.