Химик.ПРО – решение задач по химии бесплатно
Какой объем 96-процентного раствора серной кислоты (H2SO4) плотностью 1,84 г/мл потребуется для приготовления 3 литров раствора с концентрацией 2 моль/л?
Найдем сколько серной кислоты (H2SO4) (в г) потребуется для приготовления 3 л раствора с молярной концентрацией 2 моль/л. Для расчета будем использовать формулу нахождения молярной концентрации раствора:
CM – молярная концентрация раствора;
n – химическое количество растворенного вещества;
M – молярная масса растворенного вещества;
m – масса растворенного вещества;
V – объем раствора.
Напомню, что под молярной концентрацией понимают количество (число моль) данного вещества, содержащегося в единице объема раствора. Молярную концентрацию выражают в моль/л или используют сокращение «M».
Из вышеуказанной формулы выразим и рассчитаем массу растворенного вещества:
Учитывая, что молярная масса серной кислоты (H2SO4) равна 98 г/моль, получаем:
m (H2SO4) = 2 моль/л ∙ 98 г/моль ∙ 3 л = 588 (г).
Используя формулу нахождения массовой доли растворенного вещества:
выразим массу раствора серной кислоты (H2SO4):
m (раствора H2SO4) = 588 г/ 0,96 = 612,5 (г).
Если раствор 96-процентный, то массовая доля серной кислоты (H2SO4) в нем 0,96.
Вычислим объем раствора серной кислоты (H2SO4), который потребуется для приготовления 3 л раствора с молярной концентрацией 2 моль/л. Будем использовать формулу, устанавливающую связь между объемом и массой раствора:
V (раствора H2SO4) = 612,5 г /1,84 г/мл = 332,88 (мл).
Ответ: объем раствора серной кислоты равен 332,88 мл.
Источник
Химик.ПРО – решение задач по химии бесплатно
Сколько миллилитров 96%-ного (по массе): раствора серной кислоты (H2SO4) (р = 1,84 г/мл) нужно взять для приготовления 1 л раствора с молярной концентрацией эквивалента 0,25 моль-экв/л?
Решение задачи
Учитывая, что молярная масса серной кислоты (H2SO4) равна 98 г/моль, найдем молярную массу эквивалента серной кислоты (H2SO4) по формуле:
Напомню то, что молярная масса эквивалента – это масса одного моль эквивалента вещества, равная произведению фактора эквивалентности на молярную массу вещества.
Фактор эквивалентности (fэкв) – число, показывающее какая доля частицы (атома, молекулы) этого вещества равноценна одному иону водорода (H + ) в реакциях обмена или одному электрону в окислительно-восстановительных реакциях.
Найдем сколько серной кислоты (H2SO4) (в г) потребуется для приготовления 1 л раствора серной кислоты (H2SO4) с молярной концентрацией эквивалента 0,25 моль-экв/л. Для расчета будем использовать формулу нахождения нормальной концентрации раствора:
Напомню, что под нормальной концентрацией (молярной концентрацией эквивалента) понимают количество грамм-эквивалентов данного вещества, содержащегося в 1 л раствора. Нормальную концентрацию выражают в моль-экв/л или используют сокращение «н», «N».
Рассчитаем массу 0,25 н серной кислоты (H2SO4) по формуле:
Следовательно, в 1 л 0,25 н раствора серной кислоты (H2SO4) содержится 12,25 г серной кислоты (H2SO4).
Используя формулу нахождения массовой доли растворенного вещества:
выразим массу раствора серной кислоты (H2SO4):
m (раствора H2SO4) = 12,25 г/ 0,96 = 12,76 (г).
Если раствор 96-процентный, то массовая доля серной кислоты (H2SO4) в нем 0,96.
Вычислим объем раствора серной кислоты (H2SO4), который потребуется для приготовления 1 л раствора молярной концентрацией эквивалента 0,25 моль-экв/л. Будем использовать формулу, устанавливающую связь между объемом и массой раствора:
V (раствора H2SO4) = 12,76 /1,84 = 6,94 (мл).
Ответ:
объем раствора серной кислоты равен 6,94 мл.
Источник
h2so4 как приготовить 1 н раствор?? спасибо
Надо принять дополнительные данные: какой объем 1 н раствора вам нужен и какую концентрацию имеет серная кислота, которую вы будете разбавлять.
Пусть вам требуется 1 литр 1 н раствора, а в лаборатории имеется обычная реактивная серная кислота с концентрацией 95 % (плотность 1,84 г/мл).
Эквивалентная масса (масса моля эквивалентов) для серной кислоты составляет 49 г/моль-экв, т. е. 1 литр 1 н раствора должен содержать 49 г чистой кислоты.
Разбавляемая реактивная кислота содержит 95 г чистой кислоты на 100 г или на 100/1,84 = 54,3 мл. В литре реактивной кислоты содержится 95*1000/54,3 = 1750 г чистой H2SO4.
1750 г H2SO4 содержится в 1000 мл разбавляемого раствора
—49 г —————————-в Х мл——————————————
Х = 28 мл
Таким образом, для приготовления 1 литра 1 н раствора надо взять 28 мл раствора реактивной кислоты и разбавить до 1 л.
Технически это удобно сделать так: взвесить 28*1,84 = 51,52 г исходного раствора и отдельно воды несколько меньше литра в литровом стакане. Кислоту надо медленно вливать в воду и размешивать стеклянной палочкой. Полученный раствор охладить до температуры помещения (разогрев будет при разбавлении концентрированного раствора). Охлажденный раствор влить в литровую мерную колбу и довести водой до метки.
1 н раствор используется обычно в аналитических целях. Поэтому надо точно знать концентрацию разбавляемого раствора (измерить его плотность и посмотреть в таблице точную концентрацию).
А вообще-то в аналитической лаборатории надо использовать фиксаналы (стандарт-титры) растворов для анализа, в том числе и для серной кислоты.
Источник
Растворы кислот
Приблизительные растворы. В большинстве случаев в лаборатории приходится пользоваться соляной, серной и азотной кислотами. Кислоты имеются в продаже в виде концентрированных растворов, процентное содержание которых определяют по их плотности.
Кислоты, применяемые в лаборатории, бывают технические и чистые. Технические кислоты содержат примеси, а потому при аналитических работах не употребляются.
Концентрированная соляная кислота на воздухе дымит, поэтому работать с ней нужно в вытяжном шкафу. Наиболее концентрированная соляная кислота имеет плотность 1,2 г/см3 и содержит 39,11%’ хлористого водорода.
Разбавление кислоты проводят по расчету, описайному выше.
Пример. Нужно приготовить 1 л 5%-ного раствора соляной кислоты, пользуясь раствором ее с плотностью 1,19 г/см3. По справочнику узнаем, что 5%,-ный раствор нмеет плотность 1,024 г/см3; следовательно, 1 л ее будет весить 1,024*1000 = 1024 г. В этом количестве должно содержаться чистого хлористого водорода:
Кислота с плотностью 1,19 г/см3 содержит 37,23% HCl (находим также по справочнику). Чтобы узнать, сколько следует взять этой кислоты, составляют пропорцию:
или 137,5/1,19 = 115,5 кислоты с плотностью 1,19 г/см3, Отмерив 116 мл раствора кислоты, доводят объем его до 1 л.
Так же разбавляют серную кислоту. При разбавлении ее следует помнить, что нужно приливать кислотук воде
, а не наоборот. При разбавлении происходит сильное разогревание, и если приливать воду к кислоте, то возможно разбрызгивание ее, что опасно, так как серная кислота вызывает тяжелые ожоги. Если кислота попала на одежду или обувь, следует быстро обмыть облитое место большим количеством воды, а затем нейтрализовать кислоту углекислым натрием или раствором аммиака. При попадании на кожу рук или лица нужно сразу же обмыть это место большим количеством воды.
Особой осторожности требует обращение с олеумом, представляющим моногидрат серной кислоты, насыщенный серным ангидридом SO3. По содержанию последнего олеум бывает нескольких концентраций.
Следует помнить, что при небольшом охлаждении олеум закристаллизовывается и в жидком состоянии находится только при комнатной температуре. На воздухе он дымит с выделением SO3, который образует пары серной кислоты при взаимодействии с влагой воздуха.
Большие трудности вызывает переливание олеума из крупной тары в мелкую. Эту операцию следует проводить или под тягой, или на воздухе, но там, где образующаяся серная кислота и SO3 не могут оказать какого-либо вредного действия на людей и окружающие предметы.
Если олеум затвердел, его следует вначале нагреть, поместив тару с ним в теплое помещение. Когда олеум расплавится и превратится в маслянистую жидкость, его нужно вынести на воздух и там переливать в более мелкую посуду, пользуясь для этого способом передавлива-ния при помощи воздуха (сухого) или инертного газа (азота).
При смешивании с водой азотной кислоты также происходит разогревание (не такое, правда, сильное, как в случае серной кислоты), и поэтому меры предосторожности должны применяться и при работе с ней.
В лабораторной практике находят применение твердые органические кислоты. Обращение с ними много проще и удобнее, чем с жидкими. В этом случае следует заботиться лишь о том, чтобы кислоты не загрязнялись чем-либо посторонним. При необходимости твердые органические кислоты очищают перекристаллизацией (см, гл. 15 «Кристаллизация»),
Точные растворы. Точные растворы кислот готовят так же, как и приблизительные, с той только разницей, что вначале стремятся получить раствор несколько большей концентрации, чтобы после можно было его точно, по расчету, разбавить. Для точных растворов берут только химически чистые препараты.
Нужное количество концентрированных кислот обычно берут по объему, вычисленному на основании плотности.
Пример. Нужно приготовить 0,1 и. раствор H2SO4. Это значит, что в I л раствора должно содержаться:
Кислота с плотностью 1,84 г\смг содержит 95,6% H2SO4 н для приготовления 1 л 0,1 н. раствора нужно взять следующее количество (х) ее (в г):
Соответствующий объем кислоты составит:
Отмерив из бюретки точно 2,8 мл кислоты, разбавляют ее до 1 л в мерной колбе и затем титруют раствором щелочи п устанавливают нормальность полученного раствора. Если раствор получится более концентрированный), к нему добавляют из бюретки рассчитанное количество воды. Например, при титровании установлено, что 1 мл 6,1 н. раствора H2SO4 содержит не 0,0049 г H2SO4, а 0,0051 г. Для вычисления количества воды, которое необходимо для приготовления точно 0,1 н. раствора, составляем пропорцию:
Расчет показывает, что этот объем равен 1041 мл раствор нужно добавить 1041 — 1000 = 41 мл воды. Следует еще учесть то количество раствора, которое взято для титрования. Пусть взято 20 мл, что составляет 20/1000 = 0,02 от имеющегося объема. Следовательно, воды нужно добавить не 41 мл, а меньше: 41 — (41*0,02) = = 41 —0,8 = 40,2 мл.
* Для отмеривания кислоты пользуются тщательно высушенной бюреткой с притертым краном. .
Исправленный раствор следует снова проверить на содержание вещества, взятого для растворения. Точные растворы соляной кислоты готовят также ионообменным способом, исходя из точной рассчитанной навески хлористого натрия. Рассчитанную и отвешенную на аналитических весах навеску растворяют в дистиллированной или деминерализованной воде, полученный раствор пропускают через хроматографическую колонку, наполненную катионитом в Н-форме. Раствор, вытекающий из колонки, будет содержать эквивалентное количество HCl.
Как правило, точные (или титрованные) растворы следует сохранять в плотно закрытых колбах, В пробку сосуда обязательно нужно вставлять хлоркальциевую трубку, заполненную в случае раствора щелочи натронной известью или аскаритом, а в случае кислоты — хлористым кальцием или просто ватой.
Для проверки нормальности кислот часто применяют прокаленный углекислый натрий Na2COs. Однако он обладает гигроскопичностью и поэтому не полностью удовлетворяет требованиям аналитиков. Значительно удобнее пользоваться для этих целей кислым углекислым калием KHCO3, высушенным в эксикаторе над CaCl2.
При титровании полезно пользоваться «свидетелем», для приготовления которого в дистиллированную или деминерализованную воду добавляют одну каплю кислоты (если титруют щелочь) или щелочи (если титруют кислоту) и столько капель индикаторного раствора, сколько добавлено в титруемый раствор.
Приготовление эмпирических, по определяемому веществу, и стандартных растворов, кислот проводят по расчету с применением формул, приведенных для этих и описанных выше случаев.
Источник
Решение задач по химии на приготовление раствора определенной нормальности
Задача 421.
Сколько миллилитров 96%-ного (по массе) раствора H2SO4 (р = 1,84 г/мл) нужно взять для приготовления 1л 0,25 н. раствора?
Решение:
Определим молярную массу эквивалента H2SO4 из соотношения:
где
MЭ(В) — молярная масса эквивалента соли, г/моль; М(В) — молярная масса соли; n — коэффициент при атоме металла; A — валентность металла.
Рассчитаем массу H2SO4 в 1л 0,25 н раствора по формуле:
m(B) — масса вещества; mЭ(В) — молярная масса эквивалента вещества, г; СЭ(В) — эквива-лентная концентрация или нормальность; V — объём раствора.
Теперь рассчитаем массу раствора, если известны массовая доля H2SO4 (96%) и масса H2SO4 (12,25 г) по формуле:
w(%) — массовая доля растворённого вещества; m(в-ва) — масса растворённого вещества; m(р-ра) — масса раствора.
Определим объём раствора H2SO4, необходимого для приготовления 1 л 0,25 н раствора по формуле: m = pV, где p — плотность раствора, V — объём раствора.
Ответ: 6,93 мл.
Задача 422.
Сколько миллилитров 0,5 М раствора H 2SO 4 можно приготовить из 15 мл 2,5 М раствора?
Решение:
Для нахождения массы серной кислоты, содержащейся в 15 мл 2,5 М раствора, можно определить по формуле:
С(В) – молярная концентрация вещества (В), m(B) – масса растворённого вещества (В), М(В) – молярная масса вещества (В), V – объём раствора.
По этому же уравнению рассчитаем объём раствора, который можно приготовить из 3,675 г H 2SO 4:
Ответ: 75мл.
Задача 423.
Какой объем 0,1 М раствора H3PO4 можно приготовить из 75 мл 0,75 н. раствора?
Решение:
Для решения задачи используем формулы:
где
СЭ(В) – молярная концентрация эквивалента вещества (В);
С(В) — молярная концентрация вещества (В);
МЭ(В) – молярная масса эквивалента вещества (В);
M(B) — молярная масса вещества (В);
m(B) – масса растворённого вещества (В);
V(мл) – объём раствора.
МЭ(В) — молярная масса эквивалента кислоты, г/моль; М(В) — молярная масса кислоты; Z(В) — эквивалентное число; Z(кислоты) равно числу ионов H + в H3PO4 → 3.
Рассчитаем массу ортофосфорной кислоты:
Определим объём раствора H3PO4, необходимого для приготовления раствора:
Ответ: 185,7мл.
Задача 424.
Какой объем 6,0М раствора НСI нужно взять для приготовления 25 мл 2,5М раствора НСI?
Решение:
Для нахождения массы соляной кислоты, содержащейся в 25 мл 2,5 М раствора, а также объёма 6,0 М раствора можно использовать формулу:
С(В) — молярная концентрация вещества (В);
M(B) — молярная масса вещества (В);
m(B) – масса растворённого вещества (В);
V(мл) – объём раствора.
Ответ: 10,42мл.
Задача 425.
Плотность 40%-ного (по массе) раствора HNO3 равна 1,2 5г/мл. Рассчитать молярность и моляльность этого раствора.
Решение:
Молярная(объёмно-молярная) концентрация показывает число молей растворённого вещества, содержащихся в 1 литре раствора.
Массу HNO3, содержащуюся в 1 литре раствора, рассчитаем по формуле:
где
— массовая доля растворённого вещества; m(в-ва) — масса растворённого вещества; m(р-ра) — масса раствора.
Молярную концентрацию раствора (CM) получим делением числа граммов HNO3 в 1 л раствора на молярную массу HCl (36,5 г/моль):
Моляльная концентрация (или моляльность) показывает число молей растворённого вещества, содержащихся в 1000 г растворителя.
Находим, сколько граммов HNO3 приходится на 1000 г воды, составив пропорцию:
Ответ: 7,94 моль/л; 10б=,58 моль/л.
Задача 426.
Вычислить массовую долю гидроксида натрия в 9,28 н. растворе NaOН (р = 1,310г/мл).
Решение:
Найдём массу NaOН, содержащуюся в 1000 мл раствора из пропорции:
Масса 1 литра раствора NaOН (р = 1,310 г/мл) равна 1310 г (1000 . 1,310 = 1310).
Массовую долю гидроксида натрия вычислим по формуле:
где
— массовая доля растворённого вещества; m(в-ва) — масса растворённого вещества; m(р-ра) — масса раствора.
Источник