Видеоурок «Способы выражения концентрации растворов. Растворы

§ 1 Способы выражения концентрации растворов

Попробуем представить себе два раствора. Один приготовлен путем растворения одной столовой ложки соли в стакане воды, второй - столовой ложки соли в ванне с водой.

Будут ли различаться эти растворы? Разумеется, да. Первый раствор будет более соленым на вкус, закипит при более высокой и замерзнет при более низкой температуре, чем второй раствор. И химические реакции с первым раствором будут протекать более интенсивно, чем со вторым. Таким образом, соотношение количества растворенного вещества с количеством растворителя (то есть, концентрация) определяют свойства раствора.

Растворы бывают концентрированные (с высоким содержанием растворенного вещества) и разбавленные (с низким содержанием растворенного вещества).

Это качественная оценка концентрации растворов, применять которую можно весьма условно. Гораздо больший интерес представляют различные количественные способы выражения концентрации растворов.

Концентрацию вещества можно выразить в молях растворенного вещества на 1 литр раствора. Такая концентрация называется молярной и обозначается латинской заглавной буквой С.

Молярная концентрация С равна отношению количества вещества в молях υ к объему раствора в литрах V. Выражается она в молях на литр.

Концентрацию раствора часто выражают в массовых долях.

Массовой долей растворённого вещества называют отношение массы растворённого вещества к общей массе раствора.

Массовую долю растворенного вещества обозначают греческой буквой ω.

Массовая доля ω вещества равна отношению массы вещества m к массе раствора mр. Массовую долю можно выражать в долях от единицы или в процентах, в этом случае результат умножается на 100%.

§ 2 Решение задач по теме урока

Решим задачу. После полного упаривания 50 г раствора образовалось 6 г твердого остатка. Вычислите массовую долю растворенного вещества во взятом растворе.

По заданной массовой доле рассчитывают количества ингредиентов для приготовления растворов.

Например, необходимо приготовить 150 г 10%-го раствора хлорида натрия, то есть, нужно найти, сколько для этой цели необходимо соли и воды.

Ответ: для приготовления раствора потребуется 15 г хлорида натрия и 135 г воды.

Список использованной литературы:

1. Н.Е. Кузнецова. Химия. 8 класс. Учебник для общеобразовательных учреждений. – М. Вентана-Граф, 2012.

Использованные изображения:

«Свойства химической связи» - Ковалентная связь. Связь в водородном соединении. Направленность химической связи. Основы химии. Металлическая связь. Диполь. Характеристики связи. Энергия связи. Водородная связь. Молекулярная кристаллическая решётка. Возбуждённое состояние атома. Ионная кристаллическая решётка. Связь. Длина связи.

«Химия «Химическая связь»» - Резких границ между разными видами химических связей нет. Параметры ковалентной связи. Вещества с ковалентной связью. Два типа кристаллических решеток. Ковалентная связь. Ионная связь – это электростатическое притяжение между ионами. Вещества с ионной связью. Металлы образуют металлические кристаллические решетки.

«Водородная химическая связь» - Симметричные Н-связи. Энергия прямого электростатического взаимодействия. Азотсодержащие комплексы. Водородная связь. Появление в электронных спектрах новой полосы поглощения. Водородная и донорно-акцепторная связи. Гуанин. Фрагменты кристаллов. P-комплексы. Комплексы двух типов. Доноры. Расстояние между атомами.

«Типы и характеристики химических связей» - Свойства веществ. Ионные кристаллические решетки. Ионная связь. Молекулярная и атомная кристаллические решетки. Водородная связь. Ковалентная полярная. Ковалентная полярная связь. Металлическая связь. Вещества с молекулярной кристаллической решеткой. Свойства веществ с металлической связью. Типы химической связи.

«Основные типы химической связи» - Виды ковалентной связи. Заряженные частицы. Химическая связь. Механизмы образования ковалентной связи. Полярность связи. Образование ионной химической связи. Металлическая связь. Водородная связь. Координация. Параметры ковалентной связи. Электроны. Свойства ковалентной связи. Направленность. Связи.

«Химическая связь и её виды» - Определение понятия. Взаимодействие между атомами. Химическая связь. Игра «Крестики-нолики». Ионная связь. Проверочная работа. Характеристика типов связи. Самостоятельная работа. Ковалентная полярная связь. Параметры характеристики связи. Полярная связь. Виды химической связи в неорганических веществах.

Всего в теме 23 презентации

Что обозначается этими величинами в химии?

Выполнила учитель химии МБОУ Климовской СОШ№1 Буданкова Валентина Михайловна

• расширить и систематизировать представления о способах выражения концентрации растворов;
• изучить новые способы выражения концентраций растворов;
• учиться применять полученные теоретические знания при решении задач;
• развивать интеллектуальные умения и навыки.

Концентрация - величина, характеризующая количественный состав раствора.

Согласно правилам ИЮПАК, концентрацией растворённого вещества (не раствора) называют отношение количества растворённого вещества или его массы к объёму раствора (моль/л, г/л), то есть это соотношение неоднородных величин. Те величины, которые являются отношением однотипных величин (отношение массы растворённого вещества к массе раствора, отношение объёма растворённого вещества к объёму раствора) правильно называть долями.

Однако на практике для обоих видов выражения состава применяют термин концентрация

• Концентрация - величина, характеризующая количественный состав раствора. Согласно правилам ИЮПАК, концентрацией растворённого вещества (не раствора) называют отношение количества растворённого вещества или его массы к объёму раствора (моль/л, г/л), то есть это соотношение неоднородных величин. Те величины, которые являются отношением однотипных величин (отношение массы растворённого вещества к массе раствора, отношение объёма растворённого вещества к объёму раствора) правильно называть долями. Однако на практике для обоих видов выражения состава применяют термин концентрация и говорят о концентрации растворов.

Способы выражения концентрации растворов

• 1 Массовая доля (весовые проценты,

процентная концентрация)

• 2 Объёмная доля
• 3 Молярность (молярная концентрация)
• 4 Мольная доля
• 5 Моляльность (моляльная концентрация)
• 6 Титр раствора
• 7 Нормальность (молярная концентрация эквивалента)
• 8 Растворимость вещества

Процентная концентрация, массовая доля растворённого вещества

Массовая доля растворённого вещества-это отношение массы растворённого вещества к массе раствора.

Для расчёта процентной концентрации используется формула:

Раствор состоит из растворённого вещества и растворителя. Массу раствора можно определить по формуле:

Зависимость плотности растворов H 2 SO 4 от её массовой доли в водном растворе при 20°C

ρ H 2 SO 4 , г/мл

Объёмная доля

Объемная доля - отношение объёма растворённого вещества к объёму раствора. Объёмная доля измеряется в долях единицы или в процентах.

где: V (в-ва) - объём растворённого вещества, л;

V(р-ра) - общий объём раствора, л.

Как было указано выше, существуют ареометры, предназначенные для определения концентрации растворов определённых веществ. Такие ареометры проградуированы не в значениях плотности, а непосредственно концентрации раствора.

V(в-ва)

Молярность (молярная концентрация)

Молярность - число молей растворённого

вещества в единице объёма раствора.

где ν - количество растворённого вещества, моль;

V - объём раствора, л

Молярность чаще выражают в моль/л или ммоль/л. Возможны следующие обозначения молярной концентрации - С, См, М.

Так, раствор с концентрацией 0,5 моль/л называют 0,5-молярным (0,5М).

Мольная доля

Мольная доля (X) - отношение количества молей данного компонента к общему количеству молей всех компонентов. Мольную долю выражают в долях единицы.

X = ν (в-ва) \ ∑ ν (в-в)

ν - количество компонента, моль;

∑ ν - сумма количеств всех компонентов,

Моляльность (моляльная концентрация)

Моляльность - число молей растворённого вещества в 1кг

растворителя.

Измеряется в моль/кг, Так, раствор с концентрацией

0,5 моль/кг называют 0,5-моляльным.

Св = ν / m(р-ля),

где: ν - количество растворённого вещества, моль;

m (р-ля) - масса растворителя, кг.

Следует обратить особое внимание, что несмотря на сходство названий, молярность и моляльность величины различные. Прежде всего, при выражении концентрации в моляльности, в отличие от молярности, расчёт ведут на массу растворителя , а не на объём раствора. Моляльность, в отличие от молярности, не зависит от температуры.

Титр раствора

Титр раствора - масса растворённого вещества в

1 мл раствора.

Т= m (в-ва)/ V (р-ра),

где: m (в-ва) - масса растворённого вещества, г;

V(р-ра) - общий объём раствора, мл;

В аналитической химии обычно концентрацию титранта пересчитывают применительно к конкретной реакции титрования таким образом, чтобы объём использованного титранта непосредственного показывал массу определяемого вещества; то есть титр раствора показывает, какой массе определяемого вещества (в граммах) соответствует 1 мл титрованного раствора.

Нормальность (молярная концентрация эквивалента)

Нормальность (Сн) - число эквивалентов данного вещества в одном литре раствора. Нормальность выражают в моль-экв/л. Часто концентрацию таких растворов выражают как «н». Например, раствор содержащий 0,1 моль-экв/л называют децинормальным и записывают как 0,1н.

Сн =Э/ V (р-ра), где:

Э - эквивалент, моль-экв;

V - общий объём раствора, л;

Сн(щёлочи) ∙V(щёлочи)= Сн(кислоты)∙ V(кислоты)

Коэффициент растворимости

Очень часто концентрацию насыщенного раствора, наряду с вышеперечисленными характеристиками, выражают через так называемый коэффициент растворимости или просто растворимость вещества.

Отношение массы вещества, образующего насыщенный раствор при данной температуре, к массе растворителя называют коэффициентом растворимости :

Кр = m (в-ва) / m (р-ля)

Растворимость вещества показывает максимальную массу вещества, которая может раствориться в 100 г растворителя:

р = (m в-ва / m р-ля) ∙ 100%

1.Определите молярную концентрацию хлорида натрия в 24%-ном растворе его плотностью

1,18 г/мл. (Ответ - 4,84 М)

2. Определите молярную концентрацию соляной кислоты в 20%-ном растворе плотностью 1,098. (Ответ - 6М)

3. Определите молярную концентрацию азотной кислоты в 30%-ном растворе ее плотностью 1,18 г/мл. (Ответ - 5,62 М)

4. Вычислите массовую долю гидроксида калия в водном растворе с концентрацией 3М и плотностью 1,138 г/мл. (Ответ - 15 %)

5. Сколько мл 56 %-ного раствора серной кислоты (плотность-1,46г/мл) нужно для приготовления 3 л 1М раствора? (Ответ - 360 мл)

• 6. К воде массой 200 г прилили 2М раствор хлорида калия объемом 40 мл и плотностью 1,09 г/мл. Определите молярную концентрацию и массовую долю соли в полученном растворе, если его плотность оказалась равна 1,015 г/мл. (Ответ - 0,33М, 2,45%)
• 7. Сколько г гидроксида калия нужно для нейтрализации 300 мл 0,5 М раствора серной кислоты? (Ответ - 16,8 г)
• 8. Какой объем 2 М раствора гидроксида калия вступит в реакцию: а) с 49 г серной кислоты б) с 200 г 24,5%-ного раствора серной кислоты? В) с 50 г 6,3%-ного раствора азотной кислоты?
• 9. Какой объем 3М раствора хлорида натрия плотностью 1,12 г/мл надо прилить к воде массой 200 г, чтобы получить раствор с массовой долей соли 10%? (Ответ - 315 мл)
• 10. Какой объем 3М раствора хлорида калия потребуется для приготовления 200 мл 8%-ного раствора соли с плотностью 1,05 г/мл? (Ответ - 75,2 мл)
• 11. 2,8 л аммиака растворили в воде, объем раствора довели до 500 мл. Какое количество вещества аммиака содержится в 1 л такого раствора? (Ответ - 0,25 моль)

Презентация может использоваться на уроке химии в 11 классе, частично в 8 классе, при проведении элективного курса. В презентации содержится информация о следующих способах выражения концентрации растворов: массовая доля, молярность, моляльность, мольная доля, титр.

Скачать:

Предварительный просмотр:

Чтобы пользоваться предварительным просмотром презентаций создайте себе аккаунт (учетную запись) Google и войдите в него: https://accounts.google.com

Подписи к слайдам:

Что обозначается этими величинами в химии? ω , См, X

Тема урока: «Способы выражения концентраций растворов»

Цели урока: расширить и систематизировать представления о способах выражения концентрации растворов; изучить новые способы выражения концентраций растворов; учиться применять полученные теоретические знания при решении задач; развивать интеллектуальные умения и навыки.

Концентрация - величина, характеризующая количественный состав раствора. Согласно правилам ИЮПАК, концентрацией растворённого вещества (не раствора) называют отношение количества растворённого вещества или его массы к объёму раствора (моль/л, г/л), то есть это соотношение неоднородных величин. Те величины, которые являются отношением однотипных величин (отношение массы растворённого вещества к массе раствора, отношение объёма растворённого вещества к объёму раствора) правильно называть долями. Однако на практике для обоих видов выражения состава применяют термин концентрация и говорят о концентрации растворов.

Способы выражения концентрации растворов 1 Массовая доля (весовые проценты, процентная концентрация) 2 Объёмная доля 3 Молярность (молярная концентрация) 4 Мольная доля 5 Моляльность (моляльная концентрация) 6 Титр раствора 7 Нормальность (молярная концентрация эквивалента) 8 Растворимость вещества

Процентная концентрация, массовая доля растворённого вещества Массовая доля растворённого вещества-это отношение массы растворённого вещества к массе раствора. Для расчёта процентной концентрации используется формула: Раствор состоит из растворённого вещества и растворителя. Массу раствора можно определить по формуле:

В бинарных растворах часто существует однозначная зависимость между плотностью раствора и его концентрацией (при данной температуре). Это даёт возможность определять на практике концентрации важных растворов с помощью денсиметра (спиртометра, сахариметра, лактометра). Некоторые ареометры проградуированы не в значениях плотности, а непосредственно концентрации раствора (спирта, жира в молоке, сахара). Часто для выражения концентрации (например, серной кислоты в аккумуляторах) пользуются просто их плотностью. Распространены ареометры предназначенные для определения концентрации растворов веществ.

Зависимость плотности растворов H 2 SO 4 от её массовой доли в водном растворе при 20°C ω, % 10 30 50 70 80 90 ρ H 2 SO 4 , г/мл 1,066 1,219 1,395 1,611 1,727 1,814

Объёмная доля Объемная доля - отношение объёма растворённого вещества к объёму раствора. Объёмная доля измеряется в долях единицы или в процентах. где: V (в-ва) - объём растворённого вещества, л; V(р-ра) - общий объём раствора, л. Как было указано выше, существуют ареометры, предназначенные для определения концентрации растворов определённых веществ. Такие ареометры проградуированы не в значениях плотности, а непосредственно концентрации раствора. φ = V(в-ва) V(р-ра)

Молярность (молярная концентрация) Молярность - число молей растворённого вещества в единице объёма раствора. где ν - количество растворённого вещества, моль; V - объём раствора, л Молярность чаще выражают в моль/л или ммоль/л. Возможны следующие обозначения молярной концентрации - С, См, М. Так, раствор с концентрацией 0,5 моль/л называют 0,5-молярным (0,5М).

Мольная доля Мольная доля (X) - отношение количества молей данного компонента к общему количеству молей всех компонентов. Мольную долю выражают в долях единицы. X = ν (в-ва) \ ∑ ν (в-в) ν - количество компонента, моль; ∑ ν - сумма количеств всех компонентов, моль.

Моляльность (моляльная концентрация) Моляльность - число молей растворённого вещества в 1кг растворителя. Измеряется в моль/кг, Так, раствор с концентрацией 0,5 моль/кг называют 0,5-моляльным. Св = ν / m(р-ля), где: ν - количество растворённого вещества, моль; m (р-ля) - масса растворителя, кг. Следует обратить особое внимание, что несмотря на сходство названий, молярность и моляльность величины различные. Прежде всего, при выражении концентрации в моляльности, в отличие от молярности, расчёт ведут на массу растворителя, а не на объём раствора. Моляльность, в отличие от молярности, не зависит от температуры.

Титр раствора Титр раствора - масса растворённого вещества в 1 мл раствора. Т= m (в-ва)/ V (р-ра), где: m (в-ва) - масса растворённого вещества, г; V(р-ра) - общий объём раствора, мл; В аналитической химии обычно концентрацию титранта пересчитывают применительно к конкретной реакции титрования таким образом, чтобы объём использованного титранта непосредственного показывал массу определяемого вещества; то есть титр раствора показывает, какой массе определяемого вещества (в граммах) соответствует 1 мл титрованного раствора.

Нормальность (молярная концентрация эквивалента) Нормальность (Сн) - число эквивалентов данного вещества в одном литре раствора. Нормальность выражают в моль-экв/л. Часто концентрацию таких растворов выражают как «н». Например, раствор содержащий 0,1 моль-экв/л называют децинормальным и записывают как 0,1н. Сн =Э/ V (р-ра), где: Э - эквивалент, моль-экв; V - общий объём раствора, л; Сн(щёлочи) ∙V(щёлочи)= Сн(кислоты)∙ V(кислоты)

Коэффициент растворимости Очень часто концентрацию насыщенного раствора, наряду с вышеперечисленными характеристиками, выражают через так называемый коэффициент растворимости или просто растворимость вещества. Отношение массы вещества, образующего насыщенный раствор при данной температуре, к массе растворителя называют коэффициентом растворимости: Кр = m (в-ва) / m (р-ля) Растворимость вещества показывает максимальную массу вещества, которая может раствориться в 100 г растворителя: р = (m в-ва / m р-ля) ∙ 100%

Задачи 1.Определите молярную концентрацию хлорида натрия в 24%-ном растворе его плотностью 1,18 г/мл. (Ответ - 4,84 М) 2. Определите молярную концентрацию соляной кислоты в 20%-ном растворе плотностью 1,098. (Ответ - 6М) 3. Определите молярную концентрацию азотной кислоты в 30%-ном растворе ее плотностью 1,18 г/мл. (Ответ - 5,62 М) 4. Вычислите массовую долю гидроксида калия в водном растворе с концентрацией 3М и плотностью 1,138 г/мл. (Ответ - 15 %) 5. Сколько мл 56 %-ного раствора серной кислоты (плотность-1,46г/мл) нужно для приготовления 3 л 1М раствора? (Ответ - 360 мл)

6. К воде массой 200 г прилили 2М раствор хлорида калия объемом 40 мл и плотностью 1,09 г/мл. Определите молярную концентрацию и массовую долю соли в полученном растворе, если его плотность оказалась равна 1,015 г/мл. (Ответ - 0,33М, 2,45%) 7. Сколько г гидроксида калия нужно для нейтрализации 300 мл 0,5 М раствора серной кислоты? (Ответ - 16,8 г) 8. Какой объем 2 М раствора гидроксида калия вступит в реакцию: а) с 49 г серной кислоты б) с 200 г 24,5%-ного раствора серной кислоты? В) с 50 г 6,3%-ного раствора азотной кислоты? 9. Какой объем 3М раствора хлорида натрия плотностью 1,12 г/мл надо прилить к воде массой 200 г, чтобы получить раствор с массовой долей соли 10%? (Ответ - 315 мл) 10. Какой объем 3М раствора хлорида калия потребуется для приготовления 200 мл 8%-ного раствора соли с плотностью 1,05 г/мл? (Ответ - 75,2 мл) 11. 2,8 л аммиака растворили в воде, объем раствора довели до 500 мл. Какое количество вещества аммиака содержится в 1 л такого раствора? (Ответ - 0,25 моль)

Массовая доля Отношение массы растворенного вещества к общей массе раствора. Массовую долю выражают в долях от единицы: w(раств. в - ва) = m (раств. в - ва)/ m (р - ра) или в процентах: w(раств. в - ва) = m (раств. в - ва)/ m (р - ра) * 100% Задача

Решите задачи Определите массовую долю (в %) NaOH в растворе, если NaOH массой 16 г растворен в воде массой 144 г. Сколько соли и воды потребуется для приготовления 200 г 15% - ного раствора карбоната натрия. При выпаривании 25 г раствора получили 0,25 г соли. Определите массовую долю растворенного вещества и выразите ее в процентах. К 200 г 20% раствора прилили 500 г воды. Какова массовая доля растворенного вещества в полученном растворе?

ЕГЭ. Задание В 9. Масса нитрата калия, которую следует растворить в 150 г раствора с массовой долей 10% для получения раствора с массовой долей 12%, равна. __________ г. (Запишите число с точностью до десятых.) Определите массу воды, которую надо добавить к 20 г раствора уксусной кислоты с массовой долей 70% для получения раствора уксуса с массовой долей 3%. Ответ: __________ г. (Запишите число с точностью до целых.)

Прием « креста » В каком массовом соотношении нужно смешивать 5% и 60% растворы, чтобы приготовить 200 г. 20% раствора. ДАНО: W1=5% W2=60% W = 20% m = 200 г m1/m2 -? РЕШЕНИЕ: Составляем диагональную схему: в центре пишем требуемую массовую долю. У левого конца каждой диагонали пишем данные массовые доли. Затем по диагонали производим вычитание (вычитаем всегда из большей величины меньшую): = = 15 Результат вычитания проставляем у правого конца соответствующей диагонали: Таким образом,60% и 5% растворы надо смешивать в соотношении 15:40 = 3:8. Всего 3+8 = 11 массовых частей. Общая масса раствора должна быть равна 200 г. Следовательно, 1 м ч составляет 200 г /11 = 18,18 г.. Следовательно, 3 м. ч. будут составлять 18,18 г. х 3 =54,54 г., а 8 м. ч. - 18,18 г. х 8 = 145,46 г. Ответ: необходимо взять 54,54 г.60% раствора и 145,5 г.5%.

Решите задачу (прием « креста ») В каком массовом соотношении нужно смешивать 3% и 40% растворы, чтобы получить 150 г. 15% раствора? Из ЕГЭ по математике Имеется два сплава. Первый сплав содержит 10% никеля, второй 30% никеля. Из этих двух сплавов получили третий сплав массой 200 кг, содержащий 25% никеля. На сколько килограммов масса первого сплава меньше массы второго?

ЕГЭ. Математика В сосуд, содержащий 5 литров 12- процентного водного раствора некоторого вещества, добавили 7 литров воды. Сколько процентов составляет концентрация получившегося раствора? Смешали некоторое количество 15- процентного раствора некоторого вещества с таким же количеством 19- процентного раствора этого вещества. Сколько процентов составляет концентрация получившегося раствора?

ЕГЭ. Математика Смешав 30- процентный и 60- процентный растворы кислоты и добавив 10 кг чистой воды, получили 36- процентный раствор кислоты. Если бы вместо 10 кг воды добавили 10 кг 50- процентного раствора той же кислоты, то получили бы 41- процентный раствор кислоты. Сколько килограммов 30- процентного раствора использовали для получения смеси? Виноград содержит 90 влаги, а изюм 5. Сколько килограммов винограда требуется для получения 20 килограммов изюма?

Молярная концентрация Молярная концентрация с (раств. в - ва) – отношение количества вещества n (моль), содержащегося в растворе, к объему этого раствора V (л): с (раств. в - ва) = m(раств. в - ва)/M(раств. в - ва)*V, т. к. n = m / M, то с (раств. в - ва) = n (раств. в - ва)/V

Молярная концентрация Для обозначения молярной концентрации используют символ « М ». Если 1 л раствора содержит 1 моль растворенного вещества, то раствор называют однополярным и обозначают 1 М, если 2 моль – двуполярным (обозначают 2 М), 0,1 моль – децимолярным (0,1 М) Задачи

Решите задачи Сколько граммов H 2 SO 4 содержится в 0,1 М растворе объемом 500 мл? Вычислите молярную концентрацию раствора гидроксида натрия, 1 л которого содержит 20 г NaOH? Задачи 17, 18, 19 стр 64 (Сборник задач и упражнений по химии, автор Ю. М. Ерохин)