Ova lekcija je posvećena proučavanju teme "Maseni udio tvari u otopini". Koristeći materijale za lekciju naučićete da kvantificirate sadržaj rastvorene supstance u rastvoru, kao i da odredite sastav rastvora na osnovu podataka o maseni udio rastvorena supstanca.
Tema: Klase neorganskih supstanci
Lekcija: Maseni udio tvari u otopini
Masa otopine je zbir masa rastvarača i otopljene tvari:
m(r)=m(v)+m(r-lâ)
Maseni udio tvari u otopini jednak je omjeru mase otopljene tvari i mase cijele otopine:
Rešimo nekoliko zadataka koristeći date formule.
Izračunajte maseni udio (u%) saharoze u otopini koja sadrži 250 g vode i 50 g saharoze.
Maseni udio saharoze u otopini može se izračunati pomoću poznate formule:
Zamjenjujemo numeričke vrijednosti i nalazimo maseni udio saharoze u otopini. Dobili su odgovor 16,7%.
Transformacijom formule za izračunavanje masenog udjela tvari u otopini, možete pronaći masu otopljene tvari na osnovu poznate mase otopine i masenog udjela tvari u otopini; ili masa rastvarača prema masi otopljene tvari i masenom udjelu tvari u otopini.
Razmotrimo rješenje problema u kojem je maseni udio otopljene tvari pri razrjeđivanju otopine.
30 g vode dodano je u 120 g rastvora sa masenim udjelom soli od 7%. Odredite maseni udio soli u nastaloj otopini.
Hajde da analiziramo stanje problema. U procesu razrjeđivanja otopine, masa otopljene tvari se ne mijenja, ali raste masa otapala, što znači da se povećava masa otopine i, obrnuto, maseni udio tvari u otopini opada.
Najprije odredimo masu otopljene tvari, znajući masu početne otopine i maseni udio soli u ovoj otopini. Masa otopljene tvari jednaka je proizvodu mase otopine i masenog udjela tvari u otopini.
Već smo otkrili da se masa otopljene tvari ne mijenja kada se otopina razrijedi. To znači da izračunavanjem mase rezultirajuće otopine možemo pronaći maseni udio soli u nastaloj otopini.
Masa dobijenog rastvora jednaka je zbroju masa prvobitnog rastvora i dodane vode. Maseni udio soli u nastaloj otopini jednak je omjeru mase otopljene tvari i mase dobivene otopine. Tako smo dobili maseni udio soli u nastaloj otopini jednak 5,6%.
1. Zbirka zadataka i vježbi iz hemije: 8. razred: za udžbenike. P.A. Oržekovski i dr. „Hemija. 8. razred” / P.A. Orzhekovsky, N.A. Titov, F.F. Hegel. – M.: AST: Astrel, 2006. (str.111-116)
2. Ushakova O.V. Radna sveska iz hemije: 8. razred: do udžbenika P.A. Oržekovski i dr. „Hemija. 8. razred” / O.V. Ushakova, P.I. Bespalov, P.A. Orzhekovsky; ed. prof. P.A. Oržekovski - M.: AST: Astrel: Profizdat, 2006. (str.111-115)
3. Hemija. 8. razred. Udžbenik za opšte obrazovanje institucije / P.A. Orzhekovsky, L.M. Meshcheryakova, M.M. Shalashova. – M.: Astrel, 2013. (§35)
4. Hemija: 8. razred: udžbenik za opšte obrazovanje. institucije / P.A. Orzhekovsky, L.M. Meshcheryakova, L.S. Pontak. M.: AST: Astrel, 2005. (§41)
5. Hemija: inorg. hemija: udžbenik za 8. razred. opšte obrazovanje institucije / G.E. Rudžitis, F.G. Feldman. – M.: Obrazovanje, OJSC „Moskovski udžbenici“, 2009. (§28)
6. Enciklopedija za djecu. Tom 17. Hemija / Glavni urednik. V.A. Volodin, Ved. naučnim ed. I. Leenson. – M.: Avanta+, 2003.
Dodatni web resursi
3. Interakcija tvari s vodom ().
Zadaća
1. str. 113-114 br. 9,10 od Radna sveska iz hemije: 8. razred: do udžbenika P.A. Oržekovski i dr. „Hemija. 8. razred” / O.V. Ushakova, P.I. Bespalov, P.A. Orzhekovsky; ed. prof. P.A. Oržekovski - M.: AST: Astrel: Profizdat, 2006.
2. str 197 broj 1,2 iz udžbenika P.A. Orzhekovsky, L.M. Meshcheryakova, M.M. Šalašova „Hemija: 8. razred“, 2013
Čak i jedan gram supstance može sadržati do hiljadu različitih jedinjenja. Svako jedinjenje odgovorno je za određeno svojstvo neke supstance, a dešava se da nije u pitanju određena supstanca, već mešavina. U svakom slučaju, u proizvodnji se često javlja situacija reciklaže hemijskog otpada i zadatak upotrebe sekundarnih sirovina. Dominantne su hemijske reakcije koje omogućavaju pronalaženje i izolovanje određene supstance. Ali da biste to učinili, prvo morate naučiti kako pronaći maseni udio.
Koncept masenog udjela tvari odražava njen sadržaj i koncentraciju u složenoj kemijskoj strukturi, bilo da se radi o mješavini ili leguri. Znajući ukupnu masu legure ili smjese, možete pronaći mase njihovih sastavnih tvari, pod uvjetom da su poznati njihovi maseni udjeli. Kako pronaći maseni udio, formula se obično izražava kao razlomak: maseni udio tvari masa tvari / masa cijele smjese.
Hajde da napravimo mali eksperiment! Za ovo nam je potreban periodni sistem hemijski elementi njima. Mendeljejev, vage i kalkulator.
Kako pronaći maseni udio tvari
Potrebno je odrediti maseni udio tvari; supstanca je u obliku smjese. Prvo stavljamo samu supstancu na vagu. Dobili smo masu supstance. Poznavajući određenu masu tvari u smjesi, lako možemo dobiti njen maseni udio. Na primjer, ima 170g. vode. Sadrže 30 grama soka od trešnje. Ukupna težina=170+30=230 grama. Podijelimo masu soka od višanja na ukupna masa mješavina: 30/200=0,15 ili 15%.
Kako pronaći maseni udio rješenja
Rješenje ovog problema može biti potrebno prilikom određivanja koncentracije otopina hrane (octa) ili lijekovi. Navedena je masa rastvora KOH, takođe poznatog kao kalijum hidroksid, težine 400 grama. KOH (masa same supstance) je 80 grama. Potrebno je pronaći maseni udio žuči u nastaloj otopini. Formula za pronalaženje rastvora: KOH (masa rastvora kalijum hidroksida) 300 g, masa rastvorene supstance (KOH) 40 g. Naći KOH (maseni udeo alkalije) u dobijenom rastvoru, t-maseni udio. m- masa, t (supstanca) = 100%* m (supstanca) / m (rastvor (supstanca) Tako KOH (maseni udio rastvora kalijum hidroksida): t (KOH) = 80 g / 400 g x 100% = 20 % .
Kako pronaći maseni udio ugljika u ugljovodoniku
Da bismo to učinili, koristimo periodni sistem. Tražimo supstance u tabeli. Tabela prikazuje atomsku masu elemenata. 6 ugljenika atomska masa 12 i 12 vodonika sa atomskom masom jednakom 1.m (C6H12) = 6 x 12 + 12 x 1 = 84 g/mol, ω (C) = 6 m1(C) / m (C6H12) = 6 x 12 / 84 = 85%
Određivanje masenog udjela u proizvodnji vrši se u posebnim hemijskim laboratorijama. Za početak se uzima mali uzorak i testiraju različite kemijske reakcije. Ili uvode lakmus testove koji mogu pokazati prisustvo jedne ili druge komponente. Nakon utvrđivanja početne strukture tvari, može početi izolacija komponenti. To se postiže jednostavnim hemijske reakcije, kada jedna tvar dođe u dodir s drugom i nastane nova, moguć je talog. Postoje i naprednije metode, kao što su elektroliza, grijanje, hlađenje, isparavanje. Za takve reakcije vam treba mnogo industrijska oprema. Proizvodnja se, naravno, ipak teško može nazvati ekološki prihvatljivom moderne tehnologije tretman otpada omogućava minimiziranje opterećenja prirode.
–Koliko kašika šećera stavljate u čaj?
–Kod kuće – dva, u gostima – osam.
Šala je poznata, ali pogledajmo je očima hemičara. Malo je vjerovatno da će vam se dopasti ovakav "čaj na zabavi". Biće veoma slatko zbog prevelikog sadržaja šećera! Hemičari sadržaj otopljene tvari u otopini nazivaju koncentracijom.
Koncentracija supstance se može izraziti Različiti putevi. Inače, broj kašika po šoljici vode je sasvim prihvatljiva metoda, ali samo za kuhinju. Teško je zamisliti hemičara koji priprema rješenje na ovaj način.
Jedan od najčešćih načina izražavanja koncentracije otopine je kroz maseni udio otopljene tvari.
Maseni udio tvari u otopini je omjer mase otopljene tvari i mase otopine:
Nije li vrlo slično volumnom ulomku? Tako je, jer je svaki udio, kao što već znate, odnos nekog dijela prema cjelini. Kao što je maseni udio elementa u kompleksna supstanca, maseni udio tvari u otopini označen je grčkim slovom ("omega") i može imati vrijednosti od 0 do 1 (ili od 0 do 100%). Pokazuje koliki je dio mase rješenja otopljena supstanca. I još nešto: maseni udio tvari u postocima brojčano je jednak masi otopljene tvari u 100 g otopine. Na primjer, 100 g 3% otopine octa sadrži 3 g čistog sirćetna kiselina.
Najjednostavnija rješenja se sastoje od dvije komponente. Jedna od komponenti rastvora je rastvarač. Više su nam poznati tečni rastvori, što znači da je rastvarač u njima tečna supstanca. Najčešće je to voda.
Druga komponenta rastvora je rastvorena supstanca. Može biti gas, tečnost ili čvrsta supstanca.
Masa rastvora je zbir mase rastvarača i mase rastvorene supstance, odnosno tačan je sledeći izraz:
m(rešenje) = m(rastvarač) + m(otvoren).
Pretpostavimo da je maseni udio otopljene tvari 0,1 ili 10%. To znači da je preostalih 0,9 ili 90% maseni udio rastvarača.
Maseni udio otopljene tvari se široko koristi ne samo u hemiji, već iu medicini, biologiji, fizici i Svakodnevni život. Da bismo ilustrovali rečeno, razmotrimo rješenja nekih primijenjenih problema.
Zadatak 1.Prije sadnje, sjeme paradajza se dezinficira (kiseli) 1% otopinom kalijum permanganata. Koja se masa takvog rastvora može pripremiti iz 0,25 g kalijum permanganata?
Dato:
(kalijum permanganat) = 0,01 g,
m(kalijum permanganat) = 0,25 g.
Nađi:
m(rešenje).
Rješenje
Znajući masu otopljene tvari i njen maseni udio u otopini, možete izračunati masu otopine:
Odgovori. m(rastvor) = 25 g.
Zadatak 2.U medicini se široko koriste takozvana fiziološka rješenja, a posebno otopina kuhinjska so sa masenim udjelom soli od 0,9%. Izračunajte mase soli i vode potrebne za pripremu 1500 g fiziološki rastvor.
Dato:
(sol) = 0,009,
m(rastvor) = 1500 g.
Nađi:
m(sol)
m(voda).
Rješenje
Izračunajmo masu soli koja je potrebna za pripremu 1500 g slane otopine:
m(sol) = m(rastvor) (sol) = 1500 (g) 0,009 = 13,5 g.
Odredimo masu vode koja je potrebna za pripremu otopine:
m(voda) = m(rešenje) – m(sol) = 1500 – 13,5 = 1486,5 g.
Odgovori. m(sol) = 13,5 g, m(voda) = 1486,5 g.
Da li se svojstva rastvora razlikuju od svojstava komponenti koje formiraju te homogene smeše?
Koristeći kućni eksperiment (zadatak 9 za ovaj paragraf), bit će vam lako provjeriti da li se otopina smrzava na nižoj temperaturi od čistog rastvarača. Na primjer, morska voda počinje da se smrzava na temperaturi od –1,9 °C, dok čista voda kristalizira na 0 °C.
1. Koliki je maseni udio otopljene tvari? Uporedite koncepte “volumenskog udjela” i “masenog udjela” komponenti smjese.
2. Maseni udio joda u farmaceutskoj tinkturi joda iznosi 5%. Koju masu joda i alkohola treba uzeti za pripremu 200 g tinkture?
3. 25 g kuhinjske soli rastvoreno je u 150 g vode. Odredite maseni udio soli u nastaloj otopini.
4. U 200 g stonog sirćeta sadrži 6 g sirćetne kiseline. Odrediti maseni udio kiseline u stolnom sirćetu.
5. Pronađite masu vode i limunske kiseline potrebne za pripremu 50 g 5% otopine.
6. Iz 240 g 3% rastvora sode bikarbone isparilo je 80 g vode. Pronađite maseni udio sode u dobivenoj otopini.
7. U 150 g 20% rastvora šećera dodano je 30 g šećera. Pronađite maseni udio tvari u rezultirajućem rastvoru.
8. Pomešana su dva rastvora sumporne kiseline: 80 g 40% i 160 g 10%. Nađite maseni udio kiseline u nastaloj otopini.
9. U 450 g (450 ml) vode otopite pet velikih kašičica kuhinjske soli. S obzirom da je masa soli u svakoj žlici približno 10 g, izračunajte maseni udio soli u otopini. Dva identična plastične boce Sipajte dobijeni rastvor i vodu iz slavine u zapreminu od 0,5 litara. Stavite flaše u zamrzivač frižidera. Provjerite frižider nakon otprilike sat vremena. Koja tečnost će prva početi da se smrzava? U kojoj boci će se sadržaj prvo pretvoriti u led? Izvucite zaključak.
Opća formula za određivanje masenog udjela je:
Za slučaj rastvora, formula za određivanje masenog udela supstance je navedena kao:
Zadatak 1.
Odredite maseni udio svake tvari u otopini formiranoj od 15 g čiste octene kiseline i 235 g vode.
Dato:
masa vode: m(H 2 O) = 235 g;
masa sirćetne kiseline: m(CH 3 COOH) = 15 g.
Nađi:
maseni udio vode;
maseni udio sirćetne kiseline.
Rješenje:
Algoritam rješenja može se shematski predstaviti na sljedeći način:
Masa čitavog rastvora jednaka je zbiru masa sirćetne kiseline i vode: m rastvor = 15 + 235 = 250 g. Zamenite podatke u formulu da odredite maseni udio:
Zbir masenih udjela svih tvari u otopini uvijek će biti jednak 100%. Stoga je za otopinu koja se sastoji od dvije tvari dovoljno navesti maseni udio jedne od njih. Maseni udio druge tvari izračunava se iz razlike: 2 = 100 – 1. Iz razlike možemo izračunati i maseni udio vode u razmatranom problemu:
H 2 O) = 100% – CH 3 COOH) = 100% – 6% = 94%.
odgovor: CH 3 COOH) = 6%; H 2 O) = 94%.
Zadatak 2.
13 g KOH i 12 g NaOH rastvoreno je u 600 g vode. Odredite maseni udio svih supstanci u rezultirajućem rastvoru.
Dato:
masa vode: m(H 2 O) = 600 g;
masa kalijum hidroksida: m(KOH) = 13 g;
masa natrijum hidroksida: m(NaOH) = 12 g;
Nađi:
maseni udio svake supstance u rastvoru.
Rješenje:
U ovom zadatku rješenje se sastoji od tri supstance: H 2 O, KOH i NaaOH. Kalijum hidroksid nema hemijsku interakciju sa natrijum hidroksidom, tako da se ne stvaraju nove supstance i ništa se ne troši.
Maseni udio vode se također može naći iz razlike:
H 2 O) = 100% – (KOH) – (NaOH) = 100 – 2,08 – 1,92 = 96%.
odgovor:(CON) - 2,08%; NaOH) = 1,92%; H 2 O) = 96,00%.
Zadatak 3.
Kada je 17 g MaOH rastvoreno u vodi, nastalo je 36,8 ml rastvora (p = 1,32 g/ml). Odrediti maseni udio NaOH u nastaloj otopini.
Dato:
masa natrijum hidroksida: m(NaOH) = 17 g;
zapremina rastvora: V rastvor = 36,8 ml;
gustina rastvora: R rastvor = 1,32 g/ml.
Nađi: NaOH.
Rješenje:
U svim zadacima u kojima se koristi maseni udio potrebno je preći sa zapremine rastvora na masu. Prijelaz sa volumetrijskih mjernih jedinica na jedinice mase vrši se samo kroz gustinu prema odnosu:
Pronađite maseni udio NaOH u otopini:
1. Popunite prazna polja.
a) Rešenje = rastvorena+ rastvarač;
b) m (rešenje) = m (otvoren)+ m (rastvarač).
2. Napišite definiciju koristeći sljedeće riječi:
maseni udio, supstanca, masa, rastvor, prema masi, odnos, u rastvoru, supstanca, rastvoreno.
odgovor: Maseni udio tvari u otopini je omjer mase otopljene tvari i mase otopine.
3. Sastavite formule koristeći zapis veličina.
| m | m rješenje | V |
| p=m/V | w=m(tvar) / m(rastvor) | m = w*m(rješenje) |
4. Koliki je maseni udio rastvorene supstance ako se zna da 80 g rastvora sadrži 20 g soli?
5. Odrediti mase soli i vode koje će biti potrebne za pripremu 300 g otopine s masenim udjelom soli od 20%.
6. Izračunajte masu vode potrebnu za pripremu 60 g 10% rastvora soli.
7. U apoteci se prodaje Regidron prah koji se koristi za dehidraciju organizma. Jedno pakovanje praha sadrži 3,5 g natrijum hlorida, 2,5 g kalijum hlorida, 2,9 g natrijum citrata i 10 g glukoze.Sadržaj pakovanja se rastvori u 1 litru vode. Odredite masene udjele svih komponenti Regidron praha u rezultirajućem rastvoru.
8. U 500 g 20% rastvora glukoze dodano je 300 g vode. Izračunajte maseni udio glukoze u novoj otopini.
9. Na 400g 5% rastvora kuhinjske soli dodati 50g soli. Izračunajte maseni udio natrijum hlorida u novom rastvoru.
10. Ocijeđena su dva rastvora soli: 100 g 20% i 450 g 10%. Izračunajte maseni udio soli u novom rastvoru.