Zadatak 4.
Odredite maseni udio NaCl u 0,5 M vodenoj otopini (uzmite gustoću otopine 1000 g/ml).
dano:
molarna koncentracija NaCl u otopini: C m (NaCl) = 0,5 mol/l;
gustoća otopine: R otopina = 1.000 g/ml.
Pronaći:
maseni udio NaCl u otopini.
Riješenje:

Iz zapisa koncentracije (0,5 mol/l) vidljivo je da ta 1 litra otopine sadrži 0,5 mol čiste soli NaCl.
Odredimo masu 0,5 mol NaCl:

m(NaS1) = n(NaS1) . M(NaS1) = 0,5. 58,5 = 29,25 g.

Odredimo masu otopine:

m otopina = V otopina . str otopina = 1000 ml. 1 g/ml = 1000 g.

Maseni udio NaCl u otopini određuje se pomoću odnosa:

Odgovor:(NaCl) = 2,925 %.

Zadatak 5.
Odredite molarnost 18% otopine H 2 SO 4 u vodi ( R otopina = 1,124 g/ml).
dano:
maseni udio H 2 SO 4 u otopini: (H 2 SO 4) = 18%;
gustoća otopine: R otopina = 1,124 g/ml.
Pronaći:
molarna koncentracija H 2 SO 4 u otopini.
Riješenje:
Algoritam rješenja može se shematski prikazati na sljedeći način:

Najprikladnije je odabrati točno masu otopine, jer poznat je maseni udio. Štoviše, najrazumnije je uzeti masu od 100 g.

1. Odredite masu sumporne kiseline u odabranoj masi otopine:
100 g je 100%
x g čine 18%

u 100 g 18% otopine.

2. Odredite količinu tvari u 18 g H 2 SO 4

3. Pomoću gustoće nalazimo volumen 100 g otopine:

4. Pretvorite volumen u litre, jer molarna koncentracija se mjeri u mol/l: V otopina = 89 ml = 0,089 l.

5. Odredite molarnu koncentraciju:

Odgovor: Cm (H2SO4) = 2,07 mol/l.

Zadatak 6.
Odredite molni udio NaOH u vodenoj otopini ako je njegova koncentracija 9,96 mol/l, a gustoća 1,328 g/ml.
dano:
molarna koncentracija NaOH u otopini: C m (NaOH) = 9,96 mol/l;
gustoća otopine: pp-ra = 1,328 g/ml.
Pronaći:
molni udio NaOH u otopini.
Riješenje:
Algoritam rješenja može se shematski prikazati na sljedeći način:

Najprikladnije je odabrati točno volumen otopine, jer poznata koncentracija izražava se u mol/l. Štoviše, najrazumnije je uzeti volumen jednak 1 litri.

Snimanjem koncentracije (9,96 mol/l) jasno je da ova 1 litra otopine sadrži 9,96 mol čistog NaOH.

Za određivanje molnog udjela NaOH još je potrebno odrediti količinu tvari (n, mol) vode u odabranom dijelu otopine (1 L). Da biste to učinili, odredite masu otopine i od nje oduzmite masu NaOH.

Odgovor 1: NaOH = 0,16.

Zadatak 7.
Molni udio vodene otopine H 3 PO 4 u vodi je 7,29 % (mol.) Odredite molarnost te otopine ako je njezina gustoća 1,181 g/ml.
dano:
molni udio H3PO4 u otopini: Z(H3PO4) = 7,29%;
gustoća otopine: R otopina = 1D81 g/ml.
Pronaći:
molarna koncentracija H 3 PO 4 u otopini.
Riješenje:
Algoritam rješenja može se shematski prikazati na sljedeći način:

Najprikladnije je odabrati količinu otopine u kojoj:

n(H3PO4) + n(H2O) = 100 mol.

U ovom dijelu otopine količina tvari H 3 PO 4 numerički se podudara s molnim udjelom: Z(H 3 PO 4) = 7,29 mol.

Da bismo odredili molarnost, moramo odrediti volumen odabranog dijela otopine. Može se izračunati pomoću gustoće otopine. Ali za to morate znati njegovu masu. Masa otopine može se izračunati na temelju količine sastavnih tvari (H 3 PO 4 i H 2 O) otopine.

1. Dio koji smo odabrali sadrži ukupno 100 molova. Znamo količinu tvari H 3 PO 4. Koristeći te podatke, nalazimo n(H 2 O).

p(H 2 O) = 100 – 7,29 = 92,71 mol.

2. Odredite masu 92,71 mol vode:

m(H2O) = n(H2O) . M(H20) = 92,71 . 18 = 1669

3. Odredimo masu 7,29 mol H 3 PO 4:

m(H3PO4) = n(H3PO4) . M(H3RO4) = 7,29 . 98 = 714,4 g.

4. Odredite masu odabranog dijela otopine:

m otopina = m(H 2 O) + m(H 3 RO 4) = 1669 + 714,4 = 2383 g.

5. Koristeći podatke o gustoći otopine, nalazimo njen volumen:

6. Sada odredimo molarnu koncentraciju:

Odgovor: CM (H3P04) = 3,612 mol/l.

Zadatak 8.
Odredite molne udjele tvari u vodenoj otopini KOH ako je maseni udio kalijevog hidroksida u njoj 10,00%.
dano:
maseni udio KOH u otopini: (KOH) = 10,00%;
Pronaći:
molni udio KOH i H 2 O (u otopini: Z(KOH) = ?; Z(H 2 O) = ?
Riješenje:
Algoritam rješenja može se shematski prikazati na sljedeći način:

Najprikladnije je odabrati točno masu otopine, jer poznat je maseni udio. Štoviše, najrazumnije je uzeti masu od 100 g. U ovom slučaju, mase svake komponente će se podudarati s brojčana vrijednost maseni udio:

m(KOH) = 10 g, m(H 2 O) = 100 – m(KOH) = 100 – 10 = 90 g.

1. Odredite količinu tvari (n, mol) vode i KOH.

2. Odredite molni udio KOH

3. Odredite molarni udio vode:

Z(H2O) = 1 – Z(KOH) = 1 – 0,035 = 0,965.

Odgovor: Z(KOH) = 0,035 (frakcije od 1) ili 3,5% (mol.);

Zadatak 9.
Odredite masene udjele tvari u vodenoj otopini H2SO4 ako je molni udio sumporne kiseline u njoj 2,000%.
dano:
molni udio H 2 SO 4 u otopini: Z (H 2 SO 4) = 2,000%;
Pronaći:
maseni udjeli H 2 SO 4 i H 2 O u otopini: ( H2SO 4) = ?;(H 2 O) g?
Riješenje:
Algoritam rješenja može se shematski prikazati na sljedeći način.

Otopine karakterizira njihov kvantitativni i kvalitativni sastav.

Izražen je kvantitativni sastav dionice(bezdimenzijske relativne veličine): masa, molarna, volumen.

Dimenzijske vrijednosti-koncentracije su molarna, masena i molarna masena koncentracija ekvivalenta.

1. Maseni udio

• ω(A) - maseni udio tvari A;
• m je masa otopine (g);
• m(A) - masa tvari A (g).

Maseni udio ( postotna koncentracija) otopljena tvar A naziva se omjer mase tvari A na masu cijele otopine m(masa otapala + masa tvari).

Maseni udio se izražava kao postotak (frakcije jedinice) ili ppm (tisućinke postotka).

Postotna koncentracija pokazuje koliko je tvari sadržano u 100 g otopine.

Zadatak: 50 g tvari otopi se u 150 g vode. Potrebno je izračunati maseni udio tvari u otopini.

Riješenje :

1. Izračunavamo ukupnu masu otopine: 150 + 50 = 200 g;
2. Izračunavamo maseni udio tvari u otopini: ω(A) = 100% = 25%

2. Molni udio

• χ(A) - molni udio tvari A;
• n(A) - količina tvari A, mol;
• n(B) - količina tvari B (otapalo), mol.

Molni udio (molni udio) otopljene tvari A naziva se omjer količine tvari A(u molovima) na zbroj količina (mola) svih tvari uključenih u otopinu.

Molni udio se izražava kao postotak (djelići jedinice).

Zadatak: 1,18 g natrijeva klorida otopljeno je u 180 ml vode. Potrebno je izračunati molni udio NaCl.

Riješenje :

1. U prvoj fazi izračunat ćemo molove NaCl i H 2 O potrebne za pripremu otopine (vidi Molarnu masu):
   Molekulska masa NaCl: M = 23 + 36 = 59 g/mol;
   Broj molova za NaCl: n = m/M = 1,18/59 = 0,02 mol
   Molarna masa H 2 O: M = 1 2 + 16 = 18 g/mol
   Broj molova H 2 O: n = 180/18 = 10 mol.
2. Izračunavamo molarnu masu NaCl:
   χ(NaCl) = n(NaCl)/·100%
   χ(NaCl) = 0,02/(0,02+10) = 0,002 (0,2%).

3. Volumni udio

• φ(A) - volumni udio tvari A (udio jedinice ili%);
• V(A) - volumen tvari A, ml;
• V je volumen cijele otopine, ml.

Volumni udio tvari A naziva se omjer volumena tvari A na volumen cijele otopine.

Problem: Maseni udjeli (ω) kisika i dušika u plinskoj smjesi su 20%, odnosno 80%. Potrebno je izračunati njihove volumne udjele (φ) u plinskoj smjesi.

Riješenje:

1. Neka je ukupna masa plinske smjese 100 g:
   m(O 2)=m ω(O 2)=100 0,20=20 g
   m(N 2)=m ω(N 2)=100 0,80=80 g
2. Pomoću formule n=m/M određujemo broj molova tvari:
   n(O2)=20/32=0,625 mol
   n(N2)=80/28=2,85 mol
3. Određujemo volumen koji zauzimaju plinovi (na temelju postulata da u normalnim uvjetima 1 mol plina zauzima 22,4 litre):
   Napravimo proporciju:
   1 mol plina = 22,4 l;
   0,625 mol = x l
   x = 22,4 0,625 = 14 l
   Za dušik po analogiji: 2,85·22,4 = 64 l
   Ukupni volumen je: 14 + 64 = 78 l
4. Volumni udjeli plinova u smjesi:
   φ(O 2) = 14/78 = 0,18 (18%)
   φ(N 2) = 64/78 = 0,82 (82%)

4. Molarna koncentracija (molarnost)

• c(A) - molarna koncentracija tvari A, mol/l;
• n(A) - količina otopljene tvari A, mol;
• V je volumen cijele otopine, l.

Molarna koncentracija otopljene tvari A zove se omjer količine otopljene tvari A(u molovima) na volumen cijele otopine (l).

Dakle, možemo reći da je molarna koncentracija broj molova otopljene tvari u 1 litri otopine. Budući da je n(A)=m(A)/M(A) (vidi Molarna masa), formula za molarnu koncentraciju može se prepisati na sljedeći način:

C(A) = m(A)/

• m(A) - masa tvari A, g;
• M(A) - molarna masa tvari A, g/mol.

Molarna koncentracija obično se označava simbolom "M":

• 1M - jednomolarna otopina;
• 0,1M - decimolarna otopina;
• 0,01M - centimolarna otopina.

Problem: 500 ml otopine sadrži 10 g NaCl. Potrebno je odrediti molarnu koncentraciju otopine.

Riješenje :

1. Odredite masu natrijeva klorida u 1 litri otopine (molarna koncentracija je broj molova otopljene tvari u 1 litri otopine):
   500 ml otopine - 10 g NaCl
   1000 ml - x
   x = 20 g
2. Molarna koncentracija NaCl:
   c(NaCl) = m(NaCl)/ = 20/(59 1) = 0,34 mol/l

5. Masena koncentracija (titar)

• ρ(A) - masena koncentracija tvari A, g/l;
• m(A) - masa tvari A, g;
• V - volumen otopine, l.

Masena koncentracija (titar) je omjer mase otopljene tvari i volumena otopine.

Zadatak: Odrediti molarnu koncentraciju 20% otopine HCl (ρ=1,1 g/ml).

Riješenje:

1. Odredite volumen 100 g otopine klorovodične kiseline:
   V = m/ρ = 100/1,1 = 0,09 l
2. 100 g 20%-tne otopine klorovodične kiseline sadrži 20 g HCl. Izračunavamo molarnu koncentraciju:
   c(HCl) = m(HCl)/ = 20/(37·0,9) = 6 mol/l

6. Ekvivalent molarne koncentracije (normalnost)

• c e (A) - molarna koncentracija ekvivalenta, mol/l;
• n e (A) - broj ekvivalenata tvari, mol;
• V - volumen otopine, l.

Molarna koncentracija ekvivalenta je omjer količine ekvivalentne tvari i volumena otopine.

Po analogiji s molarnom koncentracijom (vidi gore):

C e (A) = m(A)/

Normalna otopina je otopina čija 1 litra sadrži 1 ekvivalent otopljene tvari.

Molarna koncentracija ekvivalenta obično se označava simbolom "n":

• 1n - jednonormalno rješenje;
• 0,1 N - decinormalna otopina;
• 0,01N - centinormalna otopina.

Problem: Koliki je volumen 90% H 2 SO 4 (ρ = 1,82 g/ml) potreban za pripremu 100 ml centinormalne otopine?

Riješenje :

1. Određujemo količinu 100% sumporne kiseline potrebne za pripremu 1 litre jednonormalne otopine. Ekvivalent sumporne kiseline je polovica njezine molekularne težine:
   M(H 2 SO 4) = 1 2 + 32 + 16 4 = 98/2 = 49.
   Za pripremu 1 litre centinormalne otopine trebat će vam 0,01 ekvivalenta: 49·0,01 = 0,49 g.
2. Određujemo broj grama 100% sumporne kiseline potreban za dobivanje 100 ml jednonormalne otopine (pravimo omjer):
   1l - 0,49 g
   0,1l - x g
   x = 0,049 g.
3. Riješimo problem:
   x = 100·0,049/90 = 0,054 g.
   V = m/ρ = 0,054/1,82 = 0,03 ml.

Svaka tvar sastoji se od čestica određene strukture (molekula ili atoma). Molekulska masa jednostavno spajanje izračunato prema periodnom sustavu elemenata D.I. Mendeljejev. Ako trebate saznati ovaj parametar za složenu tvar, tada se izračun pokazuje dugim i in u ovom slučaju Brojka se traži u referentnoj knjizi ili kemijskom katalogu, posebno Sigma-Aldrich.

Pojam molarne mase

Molarna masa (M) je težina jednog mola tvari. Ovaj parametar za svaki atom može se naći u periodnom sustavu elemenata, nalazi se neposredno ispod naziva. Pri izračunavanju mase spojeva brojka se obično zaokružuje na najbližu cijelu ili desetinu. Da biste u potpunosti razumjeli odakle dolazi ovo značenje, potrebno je razumjeti pojam "krtica". To je količina tvari koja sadrži broj čestica potonjeg jednak 12 g stabilnog izotopa ugljika (12 C). Atomi i molekule tvari variraju u veličini u širokom rasponu, dok je njihov broj u molu konstantan, ali se povećava masa, a time i volumen.

Koncept "molarne mase" usko je povezan s Avogadrovim brojem (6,02 x 10 23 mol -1). Ova brojka označava konstantan broj jedinica (atoma, molekula) tvari u 1 molu.

Važnost molarne mase za kemiju

Kemijske tvari međusobno stupaju u različite reakcije. Tipično, jednadžba za bilo koju kemijsku interakciju navodi koliko je molekula ili atoma uključeno. Takve oznake nazivaju se stehiometrijski koeficijenti. Obično su naznačeni prije formule. Zato kvantitativna karakteristika reakcija se temelji na količini tvari i molarnoj masi. Oni jasno odražavaju međusobnu interakciju atoma i molekula.

Izračunavanje molarne mase

Atomski sastav bilo koje tvari ili mješavine komponenata poznate strukture može se vidjeti pomoću periodnog sustava elemenata. Anorganski spojevi u pravilu se pišu bruto formulom, odnosno bez označavanja strukture, već samo broja atoma u molekuli. Organske tvari označavaju se na isti način za izračunavanje molarne mase. Na primjer, benzen (C 6 H 6).

Kako se izračunava molarna masa? Formula uključuje vrstu i broj atoma u molekuli. Prema tablici D.I. Mendeleev, provjeravaju se molarne mase elemenata, a svaka brojka se množi s brojem atoma u formuli.

Na temelju molekularne težine i vrste atoma možete izračunati njihov broj u molekuli i izraditi formulu za spoj.

Molarna masa elemenata

Često je za provođenje reakcija, izračuna u analitičkoj kemiji i sređivanje koeficijenata u jednadžbama potrebno poznavanje molekulske mase elemenata. Ako molekula sadrži jedan atom, ta će vrijednost biti jednaka vrijednosti tvari. Ako su prisutna dva ili više elemenata, molarna masa se množi njihovim brojem.

Vrijednost molarne mase pri izračunavanju koncentracija

Ovaj se parametar koristi za preračunavanje gotovo svih metoda izražavanja koncentracija tvari. Na primjer, često se javljaju situacije pri određivanju masenog udjela na temelju količine tvari u otopini. Posljednji parametar izražava se u mjernoj jedinici mol/litar. Za određivanje potrebna težina količina tvari se množi s molarnom masom. Dobivena vrijednost se smanjuje 10 puta.

Molarna masa se koristi za izračunavanje normalnosti tvari. Ovaj se parametar koristi u analitičkoj kemiji za provođenje metoda titracije i gravimetrijske analize kada je potrebno točno provesti reakciju.

Mjerenje molarne mase

Prvi povijesni eksperiment bio je mjerenje gustoće plinova u odnosu na vodik. Provedena su daljnja istraživanja koligativnih svojstava. To uključuje, na primjer, osmotski tlak, određivanje razlike u vrenju ili smrzavanju između otopine i čistog otapala. Ovi parametri izravno koreliraju s brojem čestica materije u sustavu.

Ponekad se mjerenje molarne mase provodi na tvari nepoznatog sastava. Prethodno je korištena metoda kao što je izotermna destilacija. Njegova suština je staviti otopinu tvari u komoru zasićenu parama otapala. U tim uvjetima dolazi do kondenzacije pare i temperatura smjese raste, postiže ravnotežu i počinje se smanjivati. Oslobođena toplina isparavanja izračunava se promjenom brzine zagrijavanja i hlađenja otopine.

Glavni moderna metoda Mjerenje molarne mase je masena spektrometrija. Ovo je glavni način za prepoznavanje smjesa tvari. Pomoću suvremeni uređaji Ovaj se proces odvija automatski, samo što prvo morate odabrati uvjete za odvajanje spojeva u uzorku. Metoda masene spektrometrije temelji se na ionizaciji tvari. Kao rezultat toga nastaju različiti nabijeni fragmenti spoja. Maseni spektar označava omjer mase i naboja iona.

Određivanje molarne mase plinova

Molarna masa bilo kojeg plina ili pare jednostavno se mjeri. Dovoljno je koristiti kontrolu. Isti volumen plinovite tvari jednak je količini drugome pri istoj temperaturi. Na poznati način Mjerenje volumena pare služi za određivanje količine istisnutog zraka. Ovaj proces se provodi pomoću bočne grane koja vodi do mjernog uređaja.

Praktična upotreba molarne mase

Stoga se koncept molarne mase koristi posvuda u kemiji. Za opis procesa, stvaranje polimernih kompleksa i drugih reakcija potrebno je izračunati ovaj parametar. Važna točka je određivanje koncentracije djelatne tvari u farmaceutskoj tvari. Na primjer, fiziološka svojstva novog spoja proučavaju se pomoću kulture stanica. Osim toga, molarna masa je važna pri provođenju biokemijskih studija. Na primjer, kada se proučava sudjelovanje elementa u metaboličkim procesima. Sada je struktura mnogih enzima poznata, pa je moguće izračunati njihovu molekularnu težinu, koja se uglavnom mjeri u kilodaltonima (kDa). Danas su poznate molekularne mase gotovo svih komponenti ljudske krvi, a posebno hemoglobina. Molekularna i molarna masa tvari u određenim su slučajevima sinonimi. Njihove razlike leže u činjenici da je posljednji parametar prosjek za sve izotope atoma.

Svaki mikrobiološki pokus precizna definicija Utjecaj tvari na enzimski sustav provodi se pomoću molarnih koncentracija. Na primjer, u biokatalizi i drugim područjima gdje je potrebno proučavanje enzimske aktivnosti, koriste se pojmovi kao što su induktori i inhibitori. Za reguliranje aktivnosti enzima na biokemijskoj razini potrebno je istraživanje pomoću molarnih masa. Ovaj je parametar postao čvrsto utemeljen u područjima prirodnih i tehničkih znanosti kao što su fizika, kemija, biokemija i biotehnologija. Ovako karakterizirani procesi postaju razumljiviji sa stajališta mehanizama i određivanja njihovih parametara. Prijelaz s temeljne na primijenjenu znanost nije potpun bez pokazatelja molarne mase, počevši od fizioloških otopina, puferskih sustava pa sve do određivanja doza farmaceutskih tvari za tijelo.

postojati razne načine izrazi za koncentraciju otopina.

Maseni udio w komponenta otopine definira se kao omjer mase dane komponente X sadržane u danoj masi otopine i mase cijele otopine m . Maseni udio je bezdimenzionalna veličina, izražava se u dijelovima jedinice:

(0 1). (3.1)

Maseni postotak

predstavlja maseni udio pomnožen sa 100:

(0% 100%), (3.2)

Gdje w(X ) – maseni udio komponente otopine X; m(X ) je masa komponente otopine X; m – ukupna masa otopine.

Molni udio N komponenta otopine jednaka je omjeru količine tvari dane komponente X prema ukupnoj količini tvari svih komponenata u otopini.

Za binarnu otopinu koja se sastoji od otopljene tvari i otapala (na primjer, H 2 O), molni udio otopljene tvari je:

. (3.3)

Molni postotak

predstavlja molni udio pomnožen sa 100:

N(X), % = (N(X)·100)%. (3.4)

Volumni udio

j komponenta otopine definira se kao omjer volumena dane komponente X prema ukupnom volumenu otopine V . Volumni udio je bezdimenzijska veličina i izražava se u dijelovima jedinice:

(0 1). (3.5)

Volumen postotak

predstavlja volumenski udio pomnožen sa 100.

Molarnost c m definira se kao omjer količine otopljene tvari X i volumena otopine V:

. (3.6)

Osnovna jedinica molarnosti je mol/L. Primjer bilježenja molarne koncentracije: s m (H 2 SO 4 ) = 0,8 mol/l ili 0,8 M.

Normalnost cn definira se kao omjer broja ekvivalenata otopljene tvari X i volumena otopine V:

Osnovna jedinica normalnosti je mol-eq/l. Primjer snimanja normalne koncentracije: s n (H 2 SO 4 ) = 0,8 mol-ekviv/l ili 0,8n.

Titar T pokazuje koliko grama otopljene tvari X sadrži 1 ml ili 1 cm 3 otopine:

gdje je m(X) masa otopljene tvari X, V je volumen otopine u ml.

Molnost otopine m pokazuje količinu otopljene tvari X u 1 kg otapala:

gdje je n(X) broj molova otopljene tvari X, mo je masa otapala u kg.

Molni (maseni i volumenski) omjer je omjer količina (mase i volumena) komponenti u otopini.

Mora se imati na umu da je normalnost c n uvijek veća ili jednaka molarnosti c m. Odnos između njih opisuje se izrazom:

s m = s n × f(X). (3.10)

Da biste stekli vještine pretvaranja molarnosti u normalnost i obrnuto, razmotrite tablicu. 3.1. Ova tablica prikazuje vrijednosti molarnosti s m koje treba pretvoriti u normalnost s n i vrijednosti normalnosti s n koje treba pretvoriti u molarnost s m.

Rekalkulaciju provodimo prema jednadžbi (3.10). U ovom slučaju normalnost rješenja nalazimo pomoću jednadžbe:

c n = c m /f(X). (3.11)

Rezultati proračuna dati su u tablici. 3.2.

Tablica 3.1

Odrediti molarnost i normalnost otopina

Vrsta kemijske transformacije
Reakcije razmjene			6N FeCl3
	1,5 M Fe 2 (SO 4) 3		0,1 n Ba(OH) 2
	u kiseloj sredini		u neutralnom okruženju

Tablica 3.2

Vrijednosti molarnosti i normalnosti otopina

Vrsta kemijske transformacije
Reakcije razmjene		0,4n
	1,5 M Fe 2 (SO 4) 3		0,1 n Ba(OH) 2
Oksidacijsko-redukcijske reakcije	0,05M KMnO 4 u kiselom mediju		u neutralnom okruženju

Postoji odnos između volumena V i normalnosti c n tvari koje reagiraju:

V 1 s n,1 =V 2 s n,2, (3.12)

koji služi za praktične proračune.

Primjeri rješavanja problema

Izračunajte molaritet, normalnost, molalitet, titar, molni udio i molni omjer za 40 wt.% otopine sumporne kiseline ako je gustoća te otopine 1,303 g/cm 3 . Odredite volumen 70 wt.% otopine sumporne kiseline (r = 1,611 g/cm3 ), koji će biti potreban za pripremu 2 litre 0,1 N otopine ove kiseline.

2 litre 0,1 N otopine sumporne kiseline sadrže 0,2 mol-ekviv., tj. 0,1 mol ili 9,8 g. Masa 70%-tne otopine kiseline m = 9,8/0,7 = 14 g. Volumen otopine kiseline V = 14/1,611 = 8,69 ml.

100 L amonijaka (n.p.) otopljeno je u 5 litara vode. Izračunajte maseni udio i molarnu koncentraciju NH 3 u dobivenoj otopini, ako je njegova gustoća 0,992 g/cm 3 .

Masa 100 litara amonijaka (n.s.) m = 17 100/22,4 = 75,9 g.

Masa otopine m = 5000 + 75,9 = 5075,9 g.

Maseni udio NH 3 jednako 75,9/5075,9 = 0,0149 ili 1,49%.

Količina tvari NH 3 jednako 100/22,4 = 4,46 mol.

Volumen otopine V = 5,0759/0,992 = 5,12 l.

Molarnost otopine s m = 4,46/5,1168 = 0,872 mol/l.

Koliko će ml 0,1 M otopine ortofosforne kiseline biti potrebno za neutralizaciju 10 ml 0,3 M otopine barijevog hidroksida? Koliko je ml 2 i 14 mas.% otopine NaCl potrebno za pripremu 150 ml 6,2 mas.% otopine natrijeva klorida?

Gustoće otopina NaCl




3.2.Odredite molarnost 0,2 N otopine magnezijevog sulfata koja reagira s natrijevim ortofosfatom u vodenoj otopini.




3.4.Odredite molarnost 0,1 N otopine KMnO4 , u interakciji s redukcijskim sredstvom u kiseloj sredini.

Smjesa koja se sastoji od dvije ili više komponenti karakterizirana je svojstvima i sadržajem tih komponenti. Sastav smjese može se odrediti masom, volumenom, količinom (broj molova ili kilogram-mola) pojedinih sastojaka, kao i vrijednostima njihovih koncentracija. Koncentracija komponente u smjesi može se izraziti u težinskim, molnim i volumnim udjelima ili postocima, kao i u drugim jedinicama.

Maseni udio w i bilo koje komponente određuje se omjerom mase m i te komponente prema masi cijele smjese m cm:

Uzimajući u obzir da je ukupna masa smjese jednaka zbroju masa pojedinih komponenti, tj.

možete napisati:

ili skraćeno:

Primjer 4. Mješavina se sastoji od dvije komponente: m 1 = 500 kg, m 2 = 1500 kg. Odredite maseni udio svake komponente u smjesi.

Riješenje. Maseni udio prve komponente:

m cm = m 1 + m 2 = 500 + 1500 = 2000 kg

Maseni udio druge komponente:

Maseni udio druge komponente također se može odrediti pomoću jednakosti:

w 2 = 1 – w 1 = 1 – 0,25 = 0,75

Volumni udio n i komponente u smjesi jednak je omjeru volumena V i te komponente prema volumenu cijele smjese V:

S obzirom na to:

možete napisati:

Primjer 5. Plin se sastoji od dvije komponente: V 1 = 15,2 m 3 metana i V 2 = 9,8 m 3 etana. Izračunajte volumenski sastav smjese.

Riješenje. Ukupni volumen smjese je:

V = V 1 + V 2 = 15,2 + 9,8 = 25 m 3

Volumni udio u smjesi:

metan

etan v 2 = 1 – v 1 = 1 – 0,60 = 0,40

Molni udio n i bilo koje komponente smjese definira se kao omjer broja kilomola N i te komponente prema ukupnom broju kilomola N smjese:

S obzirom na to:

dobivamo:

Pretvorba molnih udjela u masene udjele može se provesti pomoću formule:

Primjer 6. Smjesa se sastoji od 500 kg benzena i 250 kg toluena. Definirati molarni sastav smjese.

Riješenje. Molekularna težina benzena (C 6 H 6) je 78, toluena (C 7 H 8) je 92. Broj kilogram-mola je:

benzen

toluen

ukupni broj kilogram-moli:

N = N1 + N2 = 6,41 + 2,72 = 9,13

Molni udio benzena je:

Za toluen, molni udio može se pronaći iz jednakosti:

odakle: n 2 = 1 – n 1 = 1 – 0,70 = 0,30

Prosječna molekularna težina smjese može se odrediti poznavanjem molnog udjela i molekularne težine svake komponente smjese:

(21)

gdje je n ja- sadržaj komponenata u smjesi, mol. dionice; M i- molekularna težina komponente smjese.

Molekularna težina smjese nekoliko frakcija ulja može se odrediti formulom

(22)

Gdje m 1, m 2,…, m n- masa komponenti smjese, kg; M 1, M 2, ....,.M str- molekulska masa komponenti smjese; -% tež. komponenta.

Molekularna težina naftnog proizvoda također se može odrediti pomoću Craigove formule

(24)

Primjer 7. Odredite prosječnu molekulsku masu smjese benzena i izooktana, ako je molni udio benzena 0,51, izooktana je 0,49.

Riješenje. Molekularna težina benzena je 78, izooktan je 114. Zamjenom ovih vrijednosti u formulu (21), dobivamo

M prosj= 0,51 × 78 + 0,48 × 114 = 95,7

Primjer 8. Smjesa se sastoji od 1500 kg benzena i 2500 kg n-oktan Odredite prosječnu molekulsku masu smjese.

Riješenje. Koristimo formulu (22)

Volumetrijski molarni sastav pretvara se u maseni sastav kako slijedi. Ovaj volumetrijski (molarni) sastav u postocima uzima se kao 100 mola. Tada će koncentracija svake komponente kao postotak izraziti broj njezinih molova. Broj molova svake komponente zatim se množi s njezinom molekularnom težinom kako bi se dobila masa svake komponente u smjesi. Dijeljenjem mase svake komponente s ukupnom masom dobiva se njezina masena koncentracija.

Maseni sastav se pretvara u volumetrijski (molarni) sastav kako slijedi. Pretpostavlja se da je smjesa 100 (g, kg, t) (ako je maseni sastav izražen u postocima), masa svake komponente podijeljena je s njezinom molekularnom masom. Dobijte broj madeža. Dijeljenjem broja molova svake komponente s njihovim ukupnim brojem dobivaju se volumetrijske (molarne) koncentracije svake komponente.

Prosječna gustoća plin se određuje formulom:

Kg/m3; g/cm 3

ili, na temelju volumetrijskog sastava:

,

ili, na temelju masenog sastava smjese:

.

Relativna gustoća određena je formulom:

Da bismo pojednostavili izračun, uzmimo masu smjese kao 100 g, tada će se masa svake komponente numerički podudarati s postotnim sastavom. Nađimo broj molova n i svake komponente. Da biste to učinili, podijelite masu svake komponente m i s molarnom masom:

Odredite volumenski sastav smjese u dijelovima jedinice

wi (CH4) = 2,50 : 3,74 = 0,669; w(C2H6) = 0,33 : 3,74 = 0,088;

W(C5H8) = 0,34 : 3,74 = 0,091; w(C4H10) = 0,43 : 3,74 = 0,115;

W(C5H12) = 0,14 : 3,74 = 0,037.

Volumni sastav smjese nalazimo kao postotak množenjem podataka u razlomcima od jedan sa 100%. Sve dobivene podatke unosimo u tablicu.

Izračunajte prosječnu masu smjese.

M av = 100: 3,74 = 26,8 g/mol

Određivanje gustoće smjese

Pronađite relativnu gustoću:

W(CH4) = 480 : 4120 = 0,117; w(C2H6) = 450 : 4120 = 0,109;

W(C3H8) = 880 : 4120 = 0,214; w(C4H10) = 870 : 4120 = 0,211;

W(C5H12) = 1440 : 4120 = 0,349.

M av = 4120:100 = 41,2 g/mol.

g/l

Problem 15. Smjesa se sastoji od pet komponenti. Odredite masu, volumen i molni udio svake komponente u smjesi, prosječnu molekulsku masu smjese.