Примеры решения типовых задач. Пример 1. Рассчитайте титр (г/мл), молярную (моль/л) и молярную концентрацию эквивалентов (моль экв/л) 17,5%-ного раствора серной кислоты

Пример 1. Рассчитайте титр (г/мл), молярную (моль/л) и молярную концентрацию эквивалентов (моль экв/л) 17,5%-ного раствора серной кислоты, плотность которого r=1,12 г/см³.

Решение.

1. Определяем весовое количество серной кислоты, содержащееся в 1 л 17,5 %-ного раствора

а) находим массу 1 литра (1000 мл) раствора:

б) рассчитываем весовое количество серной кислоты, содержащееся в 1120 г раствора:

в 100 г раствора содержится 17,5 г H₂SO₄;

в 1120 г раствора – х г H₂SO₄,

2. Определяем титр раствора; для этого необходимо весовое количество кислоты, содержащееся в известном объеме раствора, разделить на объем раствора, выраженный в миллилитрах:

3. Рассчитываем молярную концентрацию раствора; для этого необходимо весовое количество кислоты, содержащееся в 1 л раствора, разделить на молярную массу (M H₂SO₄), 98 г/моль:

4. Находим молярную концентрацию эквивалентов раствора H₂SO₄; для этого необходимо весовое количество кислоты, содержащееся в 1 л раствора (196 г), разделить на эквивалентную массу (Э H₂SO₄).

Эквивалентная масса H₂SO₄ равна ее молярной массе, деленной на количество атомов водорода:

Следовательно:

Молярную концентрацию эквивалентов также можно рассчитать, используя титр (Т) и эквивалентную массу (Э):

Ответ: Т =0,196 г/мл; [H₂SO₄]=2 моль/л; C _эк=4 моль экв/л.

Пример 2. Рассчитайте, сколько миллилитров 96%-ного раствора H₂SO₄ (r=1,84 г/см³) потребуется для приготовления 1л ее раствора с молярной концентрацией, равной 0,5 моль/л.

Решение.

1. Рассчитываем весовое количество H₂SO₄, необходимое для

приготовления 1 л раствора с молярной концентрацией, равной 0,5 моль/л (молярная масса серной кислоты равна 98 г/моль):

в 1000 мл 0,5 молярного раствора содержится 98∙0,5=49 г Н₂SO₄.

2. Определяем весовое количество исходного (96%) раствора,

содержащего 49 г Н₂SO₄:

в 100 г раствора содержится 96 г H₂SO₄,

в х г раствора – 49 г Н₂SO₄.

3. Находим необходимый объем исходного раствора, разделив весовое количество раствора на его плотность (r):

Ответ: для приготовления 1 л раствора серной кислоты с молярной концентрацией 0,5 моль/л необходимо 27,74 мл 96%-го раствора Н₂SO₄.

Пример 3. Рассчитайте, сколько граммов этилового спирта (С₂Н₅ОН) и воды необходимо взять для приготовления 1000 граммов раствора, незамерзающего до –30^оС? Криоскопическая константа воды K _к равна 1,86кг К моль^-1.

Решение.

1. Используя следствие из закона Рауля

находим отношение

Молярная масса С₂Н₅ОН равна 46 г/моль. Учитывая, что

определяем количество этилового спирта, исходя из соотношения m =425,3 г.

Количество воды, необходимое для приготовления раствора равно: g =1000–425,3=574,7 г.

Ответ: m =425,5 г, g =574,5 г.