Примеры решения задач — урок. Химия, 11 класс.

2. Примеры решения задач

Теория

Вычисления с массовой долей растворённого вещества необходимы в химических лабораториях и на производствах. Простейшие расчёты могут пригодиться и в повседневной жизни для приготовления пищи, растворов удобрений или ядохимикатов.

Простейшая задача на применение массовой доли растворённого вещества приведена в примере \(1\). Задачи такого типа рассматривались в \(8\) классе.

Пример \(1\). Вычисли массу гидроксида натрия и объём воды для приготовления \(300\) г раствора с массовой доле щёлочи \(10 ~\%\).

1. Вычислим массу щёлочи (растворённого вещества):

m (NaOH) = \frac{w (NaOH) \cdot m (р - ра)}{100 %} = \frac{10 % \cdot 300 г}{100 %} = 30 г .

2. Найдём массу воды (растворителя), необходимой для приготовления раствора:

m (H_{2} O) = m (р - ра) - m (NaOH) = 300 г - 30 г = 270 г .

3. Объём воды вычислим, используя её плотность \(1\) г/мл:

V (H_{2} O) = \frac{m (H_{2} O)}{ρ (H_{2} O)} = \frac{300 г}{1 г / мл} = 300 мл .

Правильный ответ:

m (NaOH) = 30 г;

V (H_{2} O) = 300 мл .

Иногда приходится смешивать уже приготовленные растворы.

Пример \(2\). Рассчитай массу \(70\%\)-й уксусной эссенции, которую нужно добавить к \(200\) г \(6\%\)-го уксуса, чтобы получить \(9\%\)-й раствор.

1. Вычислим массу уксусной кислоты в \(6\%\)-м растворе:

m_{1} ({CH}_{3} COOH) = \frac{w_{1} ({CH}_{3} COOH) \cdot m_{1} (р - ра)}{100 %} = \frac{6 % \cdot 200 г}{100 %} = 12 г .

2. Обозначим массу эссенции \(x\) и найдём массу уксусной кислоты в ней:

m_{2} ({CH}_{3} COOH) = \frac{w_{2} ({CH}_{3} COOH) \cdot m_{2} (р - ра)}{100 %} = \frac{70 % \cdot x г}{100 %} = 0,7 x г .

3. Определим массу кислоты в \(9\%\)-м растворе:

m_{3} ({CH}_{3} COOH) = m_{1} ({CH}_{3} COOH) + m_{2} ({CH}_{3} COOH) = 12 г + 0,7 x г .

4. Найдём массу \(9\%\)-го раствора:

m_{3} (р - ра) = m_{1} (р - ра) + m_{2} (р - ра) = 200 г + x г .

5. Подставим значения в формулу для массовой доли и найдём \(x\):

w_{3} = \frac{m_{3} ({CH}_{3} COOH)}{m_{3} (р - ра)} \cdot 100 %;

9 % = \frac{12 + 0,7 x}{200 + x} \cdot 100 %;

0,09 \cdot (200 + x) = 12 + 0,7 x;

18 + 0,09 x = 12 + 0,7 x;

0,61 x = 6;

x = 6 : 0,61 = 9,836 \approx 9,8 (г).

Правильный ответ:

m_{3} (р - ра) = 9,8 г .

Расчёты с массовыми долями веществ в растворах часто приходится проводить при решении задач по уравнениям реакций.

Пример \(3\). Определи объём раствора (мл) с плотностью \(0,952\) г/мл и массовой долей этанола, равной \(36~ \%\), который можно получить из \(54\) г глюкозы.

1. Вычислим количество глюкозы:

n (C_{6} H_{12} O_{6}) = \frac{m (C_{6} H_{12} O_{6})}{M (C_{6} H_{12} O_{6})} = \frac{54 г}{180 г / моль} = 0,3 моль .

2. Запишем уравнение реакции:

{C_{6} H_{12} O_{6}}_{1 моль}^{0,3 моль} \to {{2 C}_{2} H_{5} OH}_{2 моль}^{x моль} + {2 CO}_{2} .

3. Определим количество и массу этанола:

n (C_{2} H_{5} OH) = x = \frac{0,3 моль \cdot 2 моль}{1 моль} = 0,6 моль;

m (C_{2} H_{5} OH) = n (C_{2} H_{5} OH) \cdot M (C_{2} H_{5} OH) = 0,6 моль \cdot 46 г / моль = 27,6 г .

4. Вычислим массу и объём раствора:

m (р - ра) = \frac{m (C_{2} H_{5} OH)}{w (C_{2} H_{5} OH)} \cdot 100 % = \frac{27,6 г}{36 %} \cdot 100 % = 76,7 г;

V (р - ра) = \frac{m (р - ра)}{ρ (р - ра)} = \frac{76,7 г}{0,952 г / мл} \approx 81 мл .

Правильный ответ:

V (р - ра) = 81 мл .

Предыдущая теория

Вернуться в тему

Следующее задание