Массовая доля и концентрация вещества

Пример 9. Определите молярную концентрацию вещества (моль/дм3) в растворе с массовой долей фосфорной кислоты 60,8 % (р = 1,43 г/см3).

Решение. М(Н3РО4) = 98 г/моль.

Вариант I

Массу вещества выражаем из формулы (4.1):

т(вещества) = w×m(pacmвopa).

Объем раствора равен:

V(раствора) = т(раствора)/р(раствора).

Значения массы вещества и объема раствора подставим в выражение (4.5):

Масса раствора постоянна, она сокращается и мы получаем следующее выражение:

Подставляем значения:

c(H2SO4) = = 0,00887 моль/см3 = 8,87 моль/дм3. 98

Вариант II

Найдем массу Н3РО4 в 1 дм3 раствора.

Масса 1 дм3 раствора:

т(раствора) = 1,43 г/см3×1000 см3= 1430 г.

В 100 г раствора содержится 60,8 г Н3РО4,

в 1430 г раствора содержится х г Н3РО4.

Откуда х==869,4 г.

В 1 дм3 раствора содержится n(Н3РО4) == 8,87 моль

кислоты, значит, с = 8,87 моль/дм3.

Ответ: 8,87 моль/дм3.

Пример 10. Найти массовую долю вещества в растворе с концентрацией КОН 1,6 моль/дм3. Плотность раствора 1,075 г/см3.

Решение. Вариант I

В 1 дм3 раствора массой т(раствора) = 1,075×1000 = 1075 г содержится 1,6 моль или т(вещества) = 1,6×56 = 89,6 г КОН.

В 1075 г раствора содержится 89,6 г КОН,

в 100 г раствора — х г КОН.

Откуда х = = 8,33. Значит, w(KOH) = 8,33 %.

Вариант II

Если составить уравнение, выражающее массовую долю, то для 1 дм3 раствора получим:

w(КОН)== 0,0833 = 8,33 %

Ответ: 8,33 %.

Пример 11. Соотношение между молекулами метанола и воды в растворе составляет 1:4. Определите массовую, объемную доли и концентрацию СН3ОН (моль/дм3) в растворе, если плотности составляют: СН3ОН — 0,79 г/см3, Н2О — 1,0 г/см3 (считать объем смеси равным сумме объемов компонентов).

Решение. Соотношение между молекулами такое же, как между количествами веществ, т. е. на 1 моль спирта приходится 4 моль воды.

Пусть раствор содержит 1 моль СН3ОН и 4 моль Н2О (можно рассмотреть 4 моль СН3ОН и 16 моль Н2О и т. д.). Тогда

m(CH3OH)=1×32=32 г, m(H2O)=4×18=72 г,

а из выражения (4.1):

= 0,308.