Домашнє завдання. Кількісний склад розчину. Масова частка розчиненої речовини.
Завдання 1. Розв'яжіть задачі посильного вам рівня. *
І-ІІ рівні
1. У воді масою 155 г розчинили плюмбум(ІІ) нітрат масою 45 г. Обчисліть масову частку солі в розчині.
Відомо: m(води)=155 г; m(Pb(NO3)2)=45 г. Знайти: W(Pb(NO3)2) -?
Розв'язання.
І спосіб.
1. Знаходимо масу розчину: m(розчину)=m(води)+m(Pb(NO3)2)=155 г + 45 г = 200 г.
2. Знаходимо масову частку речовини (плюмбум (ІІ) нітрату Pb(NO3)2) в розчині за формулою:
W=(m(речовини)/m(розчину))• 100 %.
W(Pb(NO3)2)=(45г/200г) • 100%=22,5 %.
Відповідь: W(Pb(NO3)2)=22,5 %.
ІІ спосіб.
1. Знаходимо масу розчину: m(розчину)=m(води)+m(Pb(NO3)2)=155 г + 45 г = 200 г.
2. Визначаємо масу солі плюмбум (ІІ) нітрату Pb(NO3)2, що міститься в 100 г розчину. Для цього складаємо пропорцію і розв'язуємо її:
у 200 г розчину - 45 г солі плюмбум (ІІ) нітрату Pb(NO3)2
у 100 г розчину - х г солі плюмбум (ІІ) нітрату Pb(NO3)2
200 г/ 100 г = 45 г / х г, тому х г • 200 г = 45 г • 100 г, х = (45 • 100 г)/ 200 г = 22,5 г.
Звідси W(Pb(NO3)2)=22,5%.
Відповідь: W(Pb(NO3)2)=22,5 %.
2. Обчисліть, яку масу калій перманганату треба взяти, щоб приготувати дезінфікуючий розчин масою 80 г з масовою часткою солі 0,012.
Відомо: m(розчину)=80 г; W(KMnO4)=0,012 або 1,2%.
Знайти: m(KMnO4) -?
Розв'язання.
Знаходимо масу речовини (перманганату KMnO4) за формулою:
m(речовини)=(m(розчину)/100 %)•W
m(KMnO4)=(80г/100%) • 1,2%=0,96 г.
Відповідь: m(KMnO4)=0,96 г.
Ill рівень
3. До розчину калій нітрату масою 160 г з масовою часткою солі 40% долили воду масою 240 г. Обчисліть масову частку солі в новому розчині.
Відомо: V(води)=240г; m(розчину)=160г; W(KNO3)=40%.
Знайти: W(речовини) -?
Розв'язання.
1. Знаходимо масу речовини (калій нітрату KNO3) за формулою:
m(речовини)=(m(розчину)/100 %)•W
m(KNO3)=(160г/100%) • 40%=64 г.
3. Знаходимо масу нового розчину: 160 г + 240 г = 400 г.
4. Знаходимо масову частку речовини (калій нітрату KNO3)) в новому розчині за формулою:
W=(m(речовини)/m(розчину))• 100 %.
W(KNO3)=(64г/400г) • 100%=16 %.
Відповідь: W(KNO3)=16 %.
4. Обчисліть масу безводної солі у кристалогідраті ферум(ІІ) сульфату FeSО4 • 7Н2О масою 66,4 г.
Відомо: m(FeSО4 • 7Н2О)=66,4 г. Знайти: m(FeSО4) - ?
Розв'язання.
І спосіб.
1. Обчислюємо молярну масу кристалогідрату (M г/моль=Mr).
Mr(FeSО4)=Аr(Fe)+Аr(S)+4•Аr(О)=56+32+4•16=152 M(FeSО4)=152 г/моль.
Mr(Н2О)=2•Аr(Н)+Аr(О)=2•1+16=18 M(Н2О)=18 г/моль.
М(FeSО4 • 7Н2О)=М(FeSО4)+7 М(Н2О)=152+7•18=152+126=278 г/моль.
1 моль кристалогідрату містить 1 моль безводної солі і 7 моль води.
2. Знаходимо масу безводної солі FeSО4.
у 278 г кристалогідрату FeSО4 • 7Н2О - 152 г безводної солі FeSО4
у 66,4 г кристалогідрату FeSО4 • 7Н2О - х г безводної солі FeSО4
278 г / 66,4 г г = 152 г / х г, тому х г •278 г=152 г•66,4г, х=(152 г•66,4г):278 г=36,3 г.
Відповідь: m(FeSО4)=36,3 г.
ІІ спосіб.
1. Обчислюємо молярну масу кристалогідрату (M г/моль=Mr).
Mr(FeSО4)=Аr(Fe)+Аr(S)+4•Аr(О)=56+32+4•16=152 M(FeSО4)=152 г/моль.
Mr(Н2О)=2•Аr(Н)+Аr(О)=2•1+16=18 M(Н2О)=18 г/моль.
М(FeSО4 • 7Н2О)=М(FeSО4)+7 М(Н2О)=152+7•18=152+126=278 г/моль
2. Обчислюємо кількість речовини кристалогідрату ( γ=m/M, де M г/моль=Mr).
γ(FeSО4 • 7Н2О)=66,4 г : 278 г/моль = 0,239 моль.
З формули кристалогідрату FeSО4 • 7Н2О бачимо, що 1 моль кристалогідрату містить 1 моль солі ферум (ІІ) сульфату і 7 моль кристалізаційної води, тому γ(FeSО4)= 0,239 моль і γ(Н2О)= 7•0,239 моль =1,673 моль.
3. Розраховуємо масу солі ферум (ІІ) нітрату (m=γ•M, де M г/моль=Mr) кількістю речовини 0,239 моль.
m(FeSО4)=γ(FeSО4) • М(FeSО4)=0,239 моль•152 г/моль=36,3 г.
Відповідь: m(FeSО4)=36,3 г.
ІІІ спосіб.
1. Обчислюємо молярну масу кристалогідрату (M г/моль=Mr).
Mr(FeSО4)=Аr(Fe)+Аr(S)+4•Аr(О)=56+32+4•16=152 M(FeSО4)=152 г/моль.
Mr(Н2О)=2•Аr(Н)+Аr(О)=2•1+16=18 M(Н2О)=18 г/моль.
М(FeSО4 • 7Н2О)=М(FeSО4)+7 М(Н2О)=152+7•18=152+126=278 г/моль
2. Знайдемо масову частку солі ферум (ІІ) сульфату FeSО4 в кристалогідраті:
W(FeSО4)=М(FeSО4)/М(FeSО4 • 7Н2О)=152/278=0,546.
3. формули W(FeSО4)=m(FeSО4)/m(FeSО4 • 7Н2О) знаходимо масу солі m(FeSО4)=W(FeSО4)•m(FeSО4 • 7Н2О).
m(FeSО4)=0,546•66,4 г=36,3 г.
Відповідь: m(FeSО4)=36,3 г.
ІV рівень
5. Під час прожарювання кристалогідрату манган(ІІ) сульфату масою 22,16 г, утворилася безводна сіль масою 12,08 г. Обчисліть формулу кристалогідрату та масову частку кристалізаційної води в ньому.
Відомо: m(MnSО4 • хН2О)=22,16 г; m(FeSО4)=12,08 г.
Знайти: формула кристалогідрату MnSО4 • хН2О - ?; W(Н2О) - ?
Розв'язання.
І спосіб.
1. Знаходимо масову частку безводної солі манган (ІІ) сульфату MnSО4 в кристалогідраті.
W(MnSО4)=m(MnSО4)/m(MnSО4 • хН2О)=12,08/22,16=0,545
2. Обчислюємо молярні маси безводної солі MnSО4 і води Н2О.
М(MnSО4)=Ar(Mn)+Ar(S)+4•Ar(O)=55+32+4•16=151 г/моль.
М(Н2О)=2•Ar(Н)+Ar(О)=2•1+16=2=18 г/моль.
3. З формули W(MnSО4)=М(MnSО4)/М(MnSО4 • хН2О) знаходимо молярну масу кристалогідрата
М(MnSО4 • хН2О)=М(MnSО4)/W(MnSО4).
М(MnSО4 • хН2О)=151 г/ моль : 0,545=277 г/моль.
Беручи до уваги, що М(MnSО4 • хН2О)=М(MnSО4)+ х•М(Н2О) і М(MnSО4 • хН2О)=277 г/моль, отримуємо рівняння:
151 + х • 18 = 277
х • 18 = 277 - 151
х = (277 - 151) : 18
х = 7
Отже, формула кристалогідрата MnSО4 • 7Н2О.
ІІ спосіб.
Складаємо хімічне рівняння.
22,16 г 12,08 г
MnSO4 • x H2O = MnSO4 + x H2O
151+x•18 г 151 г
Над формулами речовин записуємо дані, що є за умовою задачі.
1 моль кристалогідрату містить 1 моль безводної солі манган (ІІ) сульфат MnSO4.
Обчислюємо молярні маси, й відповідно, маси 1 моль солі і 1 моль кристалогідрату.
М(MnSО4)=Ar(Mn)+Ar(S)+4•Ar(O)=55+32+4•16=151 г/моль.
Маса 1 моль =151 г.
М(Н2О)=2•Ar(Н)+Ar(О)=2•1+16=2=18 г/моль
(MnSO4 • x H2O)=М(MnSO4)+ x•М(H2O)=151+x•18 г/моль.
Маса 1 моль=151+x•18 г.
Зазначені маси речовин підписуємо під формулами речовин у рівнянні реакції.
Складаємо пропорцію і розв'язуємо її.
22,16 / (151+x•18) = 12,08 / 151;
22, 16 • 151 = 12,08 г • (151 + х • 18)
151 + х • 18 = (22, 16 г • 151 г) / 12,08 г
151 + х • 18 = 277
х • 18 = 277 - 151
х = 7
Отже, формула кристалогідрата MnSО4 • 7Н2О.
Відомо: MnSО4 • 7Н2О. Знайти: W(Н2О) -?
Розв'язання.
І спосіб.
1. Знаходимо масову частку безводної солі манган (ІІ) сульфату MnSО4 в кристалогідраті.
W(MnSО4)=m(MnSО4)/m(MnSО4 • 7Н2О)=12,08/22,16=0,545 або 54,5%
2. Знаходимо масову частку води Н2О в кристалогідраті.
W(Н2О)=1 - W(MnSО4) =1 - 0,545 = 0,455
або
W(Н2О)=100% - W(MnSО4) =100% - 54,5% = 45,5%
ІІ спосіб.
1. Обчислюємо молярну масу кристалогідрату (M г/моль=Mr).
Мr(MnSО4)=Ar(Mn)+Ar(S)+4•Ar(O)=55+32+4•16=151; Мr(MnSО4)=151 г/моль.
Mr(Н2О)=2•Аr(Н)+Аr(О)=2•1+16=18 M(Н2О)=18 г/моль.
М(MnSО4 • 7Н2О)=М(MnSО4)+7 М(Н2О)=151+7•18=277 г/моль.
2. Складаємо пропорцію і обчислюємо масову частку води в кристалогідраті.
1 моль кримталогідрату містить 7 моль води.
у 277 г (маса 1 моль кристалогідрату) - 1 або 100%
у 126 г (маса 7 моль води) - х
277 г / 126 г = 100% / х , тому х•277 г=126 г •100%, х = (126 г•100%):277 г=45,5%
ІІІ спосіб.
1. Обчислюємо молярну масу кристалогідрату (M г/моль=Mr).
Мr(MnSО4)=Ar(Mn)+Ar(S)+4•Ar(O)=55+32+4•16=151; Мr(MnSО4)=151 г/моль.
Mr(Н2О)=2•Аr(Н)+Аr(О)=2•1+16=18 M(Н2О)=18 г/моль.
М(MnSО4 • 7Н2О)=М(MnSО4)+7 М(Н2О)=151+7•18=151+126=277 г/моль.
3. Знаходимо масову частку води в кристалогідраті за формулою:
W(Н2О) = 7М(Н2О) / М(MnSО4 • 7Н2О) = 126 / 277 = 0,455 або 45,5%
Відповідь: формула кристалогідрата MnSО4 • 7Н2О; W(Н2О) = 45,5%.
6. До розчину масою 50 г з масовою часткою барій хлориду 0,3 долили розчин цієї ж солі масою 150 г з масовою часткою 0,6. Обчисліть масову частку солі в новому розчині.
Відомо: m(розчин перший)=50г; W(BaCl2)=0,3 або 30%;
m(розчин другий)=150г; W(BaCl2)=0,6 або 60%.
Знайти: W (BaCl2) у новому розчині- ?
Розв'язання.
1. Знаходимо масу речовини (барій хлориду BaCl2) у кожному з двох розчинів за формулою:
m(речовини) = (W • m(розчину))/100 %
Маса речовини барій хлориду BaCl2 в першому розчині:
m = (30% • 50 г) : 100% =15 г.
Маса речовини барій хлориду BaCl2 в другому розчині:
m = (60% • 150 г) : 100% = 90 г.
2. Знаходимо масу речовини (барій хлориду BaCl2) у новому розчині.
m = 15 г + 90 г = 105 г
3. Знаходимо масу нового розчину.
m=50 г + 150 г = 200г.
4. Знаходимо масову частку речовини (барій хлориду BaCl2) в новому розчині за формулою:
W=(m(речовини)/m(розчину))• 100 %.
W=(105 г/200 г) • 100 % =52,5 %.
Відповідь: W=52,5%