Lösning En homogen blandning av två eller flera komponenter kallas.
Ämnen som blandas för att bilda en lösning kallas komponenter.
Komponenterna i lösningen är löst ämne, som kan vara mer än en, och lösningsmedel. Till exempel, i fallet med en lösning av socker i vatten, är socker det lösta ämnet och vatten är lösningsmedlet.
Ibland kan konceptet lösningsmedel tillämpas lika på vilken som helst av komponenterna. Detta gäller till exempel de lösningar som erhålls genom att blanda två eller flera vätskor som är idealiskt lösliga i varandra. Så i synnerhet i en lösning som består av alkohol och vatten kan både alkohol och vatten kallas ett lösningsmedel. Men oftast i förhållande till vattenhaltiga lösningar är det traditionellt vanligt att kalla vatten för ett lösningsmedel och den andra komponenten för det lösta ämnet.
Som en kvantitativ egenskap hos lösningens sammansättning används ett sådant koncept oftast som massfraktionämnen i lösning. Massfraktionen av ett ämne är förhållandet mellan massan av detta ämne och massan av lösningen i vilken det finns:
var ω (in-va) - massfraktion av ämnet i lösningen (g), m(v-va) - massan av ämnet som finns i lösningen (g), m (p-ra) - massan av lösningen (g).
Av formel (1) följer att massfraktionen kan ta värden från 0 till 1, det vill säga det är en bråkdel av en enhet. I detta avseende kan massfraktionen också uttryckas i procent (%), och det är i detta format som den förekommer i nästan alla problem. Massfraktionen, uttryckt i procent, beräknas med en formel som liknar formel (1), med den enda skillnaden att förhållandet mellan massan av det lösta ämnet och massan av hela lösningen multipliceras med 100 %:
För en lösning som endast består av två komponenter kan lösta massafraktionen ω(r.v.) respektive lösningsmedelsmassfraktionen ω(lösningsmedel) beräknas.
Massfraktionen av ett löst ämne kallas också lösningskoncentration.
För en tvåkomponentslösning är dess massa summan av massorna av det lösta ämnet och lösningsmedlet:
Också i fallet med en tvåkomponentslösning är summan av massfraktionerna av det lösta ämnet och lösningsmedlet alltid 100 %:
Uppenbarligen bör man, förutom formlerna skrivna ovan, också känna till alla de formler som är direkt matematiskt härledda från dem. Till exempel:
Det är också nödvändigt att komma ihåg formeln som relaterar massan, volymen och densiteten för ett ämne:
m = ρ∙V
och du måste också veta att vattentätheten är 1 g / ml. Av denna anledning är vattenvolymen i milliliter numeriskt lika med massa vatten i gram. Till exempel har 10 ml vatten en massa på 10 g, 200 ml - 200 g, etc.
För att framgångsrikt lösa problem, förutom att känna till formlerna ovan, är det extremt viktigt att få färdigheterna i deras applikation till automatik. Detta kan endast uppnås genom att lösa ett stort antal olika uppgifter. Uppgifter från verkliga ANVÄND tentor på ämnet "Beräkningar med begreppet" massfraktion av ett ämne i lösning "" kan lösas.
Exempel på uppgifter för lösningar
Exempel 1
Beräkna massfraktionen av kaliumnitrat i en lösning som erhålls genom att blanda 5 g salt och 20 g vatten.
Lösning:
Det lösta ämnet i vårt fall är kaliumnitrat, och lösningsmedlet är vatten. Därför kan formlerna (2) och (3) skrivas som respektive:
Från tillståndet m (KNO 3) \u003d 5 g och m (H 2 O) \u003d 20 g, därför:
Exempel 2
Vilken mängd vatten måste tillsättas till 20 g glukos för att få en 10 % glukoslösning.
Lösning:
Det följer av villkoren för problemet att det lösta ämnet är glukos och lösningsmedlet är vatten. Sedan kan formel (4) skrivas i vårt fall enligt följande:
Från tillståndet vet vi massfraktionen (koncentrationen) av glukos och själva massan av glukos. Genom att beteckna vattenmassan som x g, kan vi skriva följande ekvivalenta ekvation baserat på formeln ovan:
När vi löser denna ekvation finner vi x:
de där. m(H 2 O) \u003d x g \u003d 180 g
Svar: m (H 2 O) \u003d 180 g
Exempel 3
150 g av en 15% natriumkloridlösning blandades med 100 g av en 20% lösning av samma salt. Vad är massfraktionen av salt i den resulterande lösningen? Ge ditt svar till närmaste heltal.
Lösning:
För att lösa problem för att förbereda lösningar är det bekvämt att använda följande tabell:
1:a lösningen |
2:a lösningen |
3:e lösningen |
|
m r.v. |
|||
m lösning |
|||
ω r.v. |
där m r.v. m r-ra och ω r.v. är värdena för massan av det lösta ämnet, lösningens massa och massfraktion löst ämne, individuellt för var och en av lösningarna.
Från villkoret vet vi att:
m (1) lösning = 150 g,
ω (1) r.v. = 15 %,
m (2) lösning = 100 g,
ω (1) r.v. = 20 %,
Genom att infoga alla dessa värden i tabellen får vi:
Vi borde komma ihåg följande formler krävs för beräkningar:
ω r.v. = 100 % ∙ m r.v. /m lösning, m r.v. = m r-ra ∙ ω r.v. / 100 %, m lösning = 100 % ∙ m r.v. /ω r.v.
Låt oss börja fylla i tabellen.
Om bara ett värde saknas i en rad eller kolumn kan det räknas. Undantaget är linjen med ω r.v., genom att känna till värdena i två av dess celler, kan värdet i den tredje inte beräknas.
Den första kolumnen saknar ett värde i endast en cell. Så vi kan räkna ut det:
m (1) r.v. = m (1) r-ra ∙ ω (1) r.v. /100 % = 150 g ∙ 15 %/100 % = 22,5 g
På samma sätt känner vi till värdena i två celler i den andra kolumnen, vilket betyder:
m (2) r.v. = m (2) r-ra ∙ ω (2) r.v. /100 % = 100 g ∙ 20 %/100 % = 20 g
Låt oss ange de beräknade värdena i tabellen:
Nu har vi två värden på den första raden och två värden på den andra raden. Så vi kan beräkna de saknade värdena (m (3) r.v. och m (3) r-ra):
m (3) r.v. = m (1) r.v. + m(2)r.v. = 22,5 g + 20 g = 42,5 g
m (3) lösning = m (1) lösning + m (2) lösning = 150 g + 100 g = 250 g.
Låt oss ange de beräknade värdena i tabellen, vi får:
Nu har vi kommit nära att beräkna önskat värde ω (3) r.v. . I kolumnen där den finns är innehållet i de andra två cellerna känt, så vi kan beräkna det:
ω (3)r.v. = 100 % ∙ m (3) r.v. / m (3) lösning = 100 % ∙ 42,5 g / 250 g = 17 %
Exempel 4
Till 200 g av en 15% natriumkloridlösning sattes 50 ml vatten. Vad är massfraktionen av salt i den resulterande lösningen. Ge ditt svar till närmaste hundradel _______%
Lösning:
Först och främst bör du vara uppmärksam på det faktum att istället för massan av tillsatt vatten får vi dess volym. Vi beräknar dess massa, med vetskap om att vattentätheten är 1 g / ml:
m ext. (H2O) = V ext. (H2O) ∙ ρ (H2O) = 50 ml ∙ 1 g/ml = 50 g
Om vi betraktar vatten som en 0% natriumkloridlösning innehållande 0 g natriumklorid, kan problemet lösas med samma tabell som i exemplet ovan. Låt oss rita en sådan tabell och infoga de värden vi känner till i den:
I den första kolumnen är två värden kända, så vi kan beräkna det tredje:
m (1) r.v. = m (1)r-ra ∙ ω (1)r.v. /100 % = 200 g ∙ 15 %/100 % = 30 g,
På den andra raden är två värden också kända, så vi kan beräkna det tredje:
m (3) lösning = m (1) lösning + m (2) lösning = 200 g + 50 g = 250 g,
Ange de beräknade värdena i lämpliga celler:
Nu har två värden på den första raden blivit kända, vilket betyder att vi kan beräkna värdet på m (3) r.v. i den tredje cellen:
m (3) r.v. = m (1) r.v. + m(2)r.v. = 30 g + 0 g = 30 g
ω (3)r.v. = 30/250 ∙ 100 % = 12 %.
UPPMÄRKSAMHET!!!
ELEVER I 9-KLASSE!!!
För framgångsrik leverans kemiprov i vissa biljetter kommer du att behöva för att lösa ett problem. Vi inbjuder dig att överväga, analysera och fixa i minnet lösningen av typiska problem inom kemi.
Uppgiften är att beräkna massandelen av ett ämne i lösning.
50 g fosforsyra löstes i 150 g vatten. Hitta massfraktionen av syra i den resulterande lösningen.
Given: m(H2O) = 150 g, m(H3P04) = 50 g
Hitta: w (H3PO4) - ?
Låt oss börja lösa problemet.
Lösning: ett). Hitta massan av den resulterande lösningen. För att göra detta, tillsätt helt enkelt massan av vatten och massan av fosforsyra som läggs till den.
m(lösning) = 150g + 50g = 200g
2). För att lösa måste vi känna till massfraktionsformeln. Skriv ner formeln för massfraktionen av ett ämne i en lösning.
w(ämnen) = https://pandia.ru/text/78/038/images/image002_9.png" width="19" height="28 src="> * 100%= 25%
Vi skriver ner svaret.
Svar: w(H3PO4)=25 %
Uppgiften är att beräkna mängden av ett ämne av en av reaktionsprodukterna, om massan av det initiala ämnet är känd.
Beräkna mängden järnämne som kommer att bli resultatet av interaktionen av väte med 480 g järn(III)oxid.
Vi skriver ner de kända värdena i problemets tillstånd.
Given: m(Fe2O3) = 4
Vi skriver också ner vad som behöver hittas som ett resultat av att lösa problemet.
Hitta: n (Fe) - ?
Låt oss börja lösa problemet.
Lösning: 1). För att lösa sådana problem måste du först skriva ner reaktionsekvationen som beskrivs i problemformuleringen.
Fe2O3 + 3 H2https://pandia.ru/text/78/038/images/image004_4.png" width="12" height="26 src="> , där n är mängden av ämnet, m är massan av detta ämne, och M- molär massaämnen.
Beroende på problemets tillstånd vet vi inte massan av det resulterande järnet, d.v.s. i formeln för mängden ämne vet vi inte två kvantiteter. Därför kommer vi att leta efter mängden ämne med mängden järnoxid (III) ämne. Mängderna av järnämne och järn(III)oxid är som följer.
https://pandia.ru/text/78/038/images/image006_4.png" height="27 src="> ; där 2 är den stökiometriska koefficienten från reaktionsekvationen framför järnet, och 1 är koefficienten framför oxiden järn(III).
därför n (Fe)= 2 n (Fe2O3)
3). Hitta mängden järn(III)oxidämne.
n (Fe2O3) = https://pandia.ru/text/78/038/images/image008_4.png" width="43" height="20 src="> är den molära massan av järn(III)oxid, som vi beräknar baserat på de relativa atommassorna av järn och syre, och även med hänsyn till antalet av dessa atomer i järn (III) oxid: M (Fe2O3) \u003d 2x 56 + 3x 16 \u003d 112 + 48 \u003d 160 aluminium rel="bookmark">aluminium ?
Vi skriver ner tillståndet för problemet.
Given: m(Al) = 54 g
Och vi skriver också ner vad vi behöver hitta som ett resultat av att lösa problemet.
Hitta: V (H2) - ?
Låt oss börja lösa problemet.
Lösning: 1) skriv reaktionsekvationen enligt problemets tillstånd.
2 Al + 6 HCl https://pandia.ru/text/78/038/images/image011_1.png" width="61" height="20 src=">n - mängden ämne i en given gas.
V (H2) \u003d Vm * n (H2)
3). Men i denna formel vet vi inte mängden väteämne.
fyra). Låt oss hitta mängden väteämne genom mängden aluminiumämne enligt följande relation.
https://pandia.ru/text/78/038/images/image013_2.png" height="27 src="> ; därför n (H2) = 3 n (Al): 2 , där 3 och 2 är stökiometriska koefficienter framför väte respektive aluminium.
5)..png" width="33" height="31 src=">
n (Al) = https://pandia.ru/text/78/038/images/image016_1.png" width="45" height="20 src=">* 6 mol= 134,4 L
Låt oss skriva ner svaret.
Svar: V (H2) \u003d 134,4 l
Uppgiften är att beräkna mängden av ett ämne (eller volym) av en gas som krävs för en reaktion med en viss mängd av ett ämne (eller volym) av en annan gas.
Hur mycket syre krävs för att interagera med 8 mol väte under normala förhållanden?
Låt oss skriva ner förutsättningarna för problemet.
Given: n (H2) = 8 mol
Och skriv även ner vad som behöver hittas som ett resultat av att lösa problemet.
Hitta: n(O2) - ?
Låt oss börja lösa problemet.
Lösning: ett). Vi skriver reaktionsekvationen efter problemets tillstånd.
2 H2 + O2 https://pandia.ru/text/78/038/images/image017_1.png" width="32" height="31 src="> = ; där 2 och 1 är de stökiometriska koefficienterna före väte och syre i reaktionsekvationen.
3). Därför 2 n (O2)= n (H2)
Och mängden syresubstans är: n (O2) \u003d n (H2): 2
fyra). Det återstår för oss att ersätta data från problemets tillstånd till den resulterande formeln.
n (O2) \u003d 8 mol: 2 \u003d 4 mol
5). Låt oss skriva ner svaret.
Svar: n (02) = 4 mol
Det är känt från kemikursen att massfraktion och namnge innehållet av ett visst grundämne i något ämne. Det verkar som om sådan kunskap inte är till någon nytta för en vanlig sommarbo. Men skynda inte att stänga sidan, eftersom förmågan att beräkna massfraktionen för en trädgårdsmästare kan vara mycket användbar. Men för att inte bli förvirrad, låt oss prata om allt i ordning.Vad är innebörden av begreppet "massfraktion"?
Massfraktionen mäts i procent eller helt enkelt i tiondelar. Lite högre pratade vi om den klassiska definitionen, som finns i uppslagsböcker, uppslagsverk eller läroböcker i skolkemi. Men att förstå kärnan i det som har sagts är inte så enkelt. Så anta att vi har 500 g av några komplex substans. Svårt i det här fallet betyder att den inte är homogen i sin sammansättning. I stort sett är alla ämnen som vi använder komplexa, till och med enkelt bordssalt, vars formel är NaCl, det vill säga det består av natrium- och klormolekyler. Om vi fortsätter resonemanget om exemplet med bordssalt, så kan vi anta att 500 gram salt innehåller 400 gram natrium. Då blir dess massandel 80 % eller 0,8.
Varför behöver en trädgårdsmästare detta?
Jag tror att du redan vet svaret på denna fråga. Beredning av alla typer av lösningar, blandningar etc. är en integrerad del ekonomisk aktivitet någon trädgårdsmästare. I form av lösningar används gödningsmedel, olika näringsblandningar, såväl som andra preparat, till exempel tillväxtstimulerande medel "Epin", "Kornevin" etc. Dessutom är det ofta nödvändigt att blanda torra ämnen, såsom cement, sand och andra komponenter, eller vanliga trädgårdsjord med köpt underlag. Samtidigt anges den rekommenderade koncentrationen av dessa medel och preparat i beredda lösningar eller blandningar i de flesta instruktionerna i massfraktioner.
Att veta hur man beräknar massfraktionen av ett element i ett ämne kommer således att hjälpa sommarboendet att korrekt förbereda den nödvändiga lösningen av gödningsmedel eller näringsblandning, och detta kommer i sin tur nödvändigtvis att påverka den framtida skörden.
Beräkningsalgoritm
Så, massandelen av en enskild komponent är förhållandet mellan dess massa och den totala massan av en lösning eller ett ämne. Om det erhållna resultatet måste omvandlas till en procentsats, måste det multipliceras med 100. Således kan formeln för att beräkna massfraktionen skrivas enligt följande:
W = Massa av ämne / Massa av lösning
W = (Ämnets massa / lösningens massa) x 100 %.
Ett exempel på bestämning av massfraktionen
Antag att vi har en lösning, för beredningen av vilken 5 g NaCl tillsattes till 100 ml vatten, och nu är det nödvändigt att beräkna koncentrationen av bordssalt, det vill säga dess massfraktion. Vi känner till ämnets massa, och massan av den resulterande lösningen är summan av två massor - salt och vatten och är lika med 105 g. Således dividerar vi 5 g med 105 g, multiplicerar resultatet med 100 och får det önskade värdet på 4,7 %. Detta är koncentrationen saltvatten.
Mer praktisk uppgift
I praktiken får sommarboendet ofta ta itu med uppgifter av annat slag. Till exempel är det nödvändigt att förbereda en vattenlösning av ett gödningsmedel, vars koncentration i vikt bör vara 10%. För att noggrant observera de rekommenderade proportionerna måste du bestämma vilken mängd av ämnet som kommer att behövas och i vilken volym vatten det måste lösas upp.
Problemlösning börjar kl omvänd ordning. Först bör du dividera massfraktionen uttryckt i procent med 100. Som ett resultat får vi W \u003d 0,1 - detta är massfraktionen av ämnet i enheter. Låt oss nu beteckna mängden ämne som x, och den slutliga massan av lösningen - M. I det här fallet består det sista värdet av två termer - massan av vatten och massan av gödselmedel. Det vill säga M = Mv + x. Vi får alltså en enkel ekvation:
W = x / (Mw + x)
När vi löser det för x får vi:
x \u003d B x Mv / (1 - W)
Genom att ersätta den tillgängliga informationen får vi följande relation:
x \u003d 0,1 x Mv / 0,9
Således, om vi tar 1 liter (det vill säga 1000 g) vatten för att förbereda lösningen, kommer ungefär 111-112 g gödningsmedel att behövas för att förbereda lösningen med önskad koncentration.
Lösa problem med utspädning eller tillsats
Anta att vi har 10 liter (10 000 g) av en färdig vattenlösning med en koncentration av ett visst ämne W1 = 30 % eller 0,3. Hur mycket vatten kommer att behöva tillsättas så att koncentrationen sjunker till W2 = 15% eller 0,15? I det här fallet kommer formeln att hjälpa:
Mv \u003d (W1x M1 / W2) - M1
Genom att ersätta de initiala uppgifterna får vi att mängden tillsatt vatten bör vara:
Mv \u003d (0,3 x 10 000 / 0,15) - 10 000 \u003d 10 000 g
Det vill säga att du måste lägga till samma 10 liter.
Föreställ dig nu det omvända problemet - det finns 10 liter av en vattenlösning (M1 = 10 000 g) med en koncentration av W1 = 10% eller 0,1. Det är nödvändigt att erhålla en lösning med en massfraktion av gödselmedel W2 = 20% eller 0,2. Hur mycket utgångsmaterial ska tillsättas? För att göra detta måste du använda formeln:
x \u003d M1 x (W2 - W1) / (1 - W2)
Genom att ersätta det ursprungliga värdet får vi x \u003d 1 125 g.
Alltså kunskap om de enklaste grunderna skolkemi kommer att hjälpa trädgårdsmästaren att korrekt förbereda gödsellösningar, näringssubstrat från flera element eller blandningar för byggarbete.
Den här lektionen ägnas åt studiet av ämnet "Massfraktion av ett ämne i en lösning." Med hjälp av lektionsmaterialet kommer du att lära dig hur du kvantifierar innehållet av ett löst ämne i en lösning, samt bestämmer sammansättningen av en lösning från data om massfraktionen av ett löst ämne.
Ämne: Klasser av oorganiska ämnen
Lektion: Massfraktion av ett ämne i lösning
Lösningens massa är summan av massan av lösningsmedlet och det lösta ämnet:
m (p) \u003d m (c) + m (r-la)
Massfraktionen av ett ämne i en lösning är lika med förhållandet mellan massan av det lösta ämnet och massan av hela lösningen:
Vi kommer att lösa flera problem med ovanstående formler.
Beräkna massfraktionen (i %) sackaros i en lösning innehållande 250 g vatten och 50 g sackaros.
Massfraktionen av sackaros i lösning kan beräknas med hjälp av den välkända formeln:
Ersättning numeriska värden och hitta massfraktionen av sackaros i lösningen. Fick 16,7% som svar.
Genom att omvandla formeln för att beräkna massfraktionen av ett ämne i en lösning, kan du hitta värdena för massan av ett löst ämne genom att känd massa lösning och massfraktion av ämnet i lösningen; eller lösningsmedlets massa med massan av det lösta ämnet och massandelen av ämnet i lösning.
Betrakta lösningen av ett problem där massandelen av ett löst ämne förändras när lösningen späds ut.
Till 120 g av en lösning med en massfraktion salt av 7% sattes 30 g vatten. Bestäm massfraktionen av salt i den resulterande lösningen.
Låt oss analysera tillståndet för problemet. I processen att späda lösningen förändras inte massan av det lösta ämnet, men lösningsmedlets massa ökar, vilket innebär att lösningens massa ökar och omvänt minskar massan av ämnet i lösningen.
Först bestämmer vi massan av det lösta ämnet, med kunskap om massan av den ursprungliga lösningen och massfraktionen av salt i denna lösning. Massan av ett löst ämne är lika med produkten av lösningens massa och massan av ämnet i lösningen.
Vi har redan upptäckt att massan av ett löst ämne inte förändras när en lösning späds ut. Detta innebär att genom att beräkna massan av den resulterande lösningen kan du hitta massfraktionen av salt i den resulterande lösningen.
Massan av den resulterande lösningen är lika med summan av massorna av den initiala lösningen och det tillsatta vattnet. Massfraktionen av salt i den resulterande lösningen är lika med förhållandet mellan massan av det lösta ämnet och massan av den resulterande lösningen. Således erhölls en massfraktion av salt i den resulterande lösningen lika med 5,6%.
1. Samling av uppgifter och övningar i kemi: årskurs 8: till lärobok. P.A. Orzhekovsky och andra. "Kemi. Betyg 8 / P.A. Orzhekovsky, N.A. Titov, F.F. Hegel. - M .: AST: Astrel, 2006. (s. 111-116)
2. Ushakova O.V. Arbetsbok i kemi: årskurs 8: till läroboken av P.A. Orzhekovsky och andra. "Kemi. Grad 8” / O.V. Ushakova, P.I. Bespalov, P.A. Orzhekovsky; ed. prof. P.A. Orzhekovsky - M .: AST: Astrel: Profizdat, 2006. (s. 111-115)
3. Kemi. 8: e klass. Lärobok för allmän utbildning institutioner / P.A. Orzhekovsky, L.M. Meshcheryakova, M.M. Shalashova. – M.: Astrel, 2013. (§35)
4. Kemi: årskurs 8: lärobok för allmän bildning. institutioner / P.A. Orzhekovsky, L.M. Meshcheryakova, L.S. Pontak. M.: AST: Astrel, 2005. (§41)
5. Kemi: inorg. kemi: lärobok för 8 celler. Allmän utbildning institutioner / G.E. Rudzitis, F.G. Feldman. - M .: Education, JSC "Moskva läroböcker", 2009. (§ 28)
6. Encyklopedi för barn. Volym 17. Kemi / Chefredaktör. V.A. Volodin, ledande. vetenskaplig ed. I. Leenson. – M.: Avanta+, 2003.
Ytterligare webbresurser
3. Interaktion av ämnen med vatten ().
Läxa
1. sid. 113-114 №№ 9,10 från Arbetsbok i kemi: 8:e klass: till läroboken av P.A. Orzhekovsky och andra. "Kemi. Grad 8” / O.V. Ushakova, P.I. Bespalov, P.A. Orzhekovsky; ed. prof. P.A. Orzhekovsky - M.: AST: Astrel: Profizdat, 2006.
2. s. 197 №№ 1,2 ur läroboken P.A. Orzhekovsky, L.M. Meshcheryakova, M.M. Shalashova "Kemi: 8:e klass", 2013
