Formula za izračunavanje masenog udjela otopine. Rješavanje problema koristeći koncept "Maseni udio otopljene tvari"

30.09.2019

PAŽNJA!!!

UČENICI 9. RAZREDA!!!

Za uspješan završetak ispit iz kemije u nekim kartama trebat ćete riješiti problem. Pozivamo vas da razmotrite, analizirate i učvrstite u sjećanju rješenja tipičnih kemijskih problema.

Zadatak je izračunati maseni udio tvari u otopini.

50 g fosforne kiseline otopljeno je u 150 g vode. Pronaći maseni udio kiseline u dobivenoj otopini.

S obzirom: m(H2O) = 150g, m(H3PO4) = 50g

Pronaći: w (H3PO4) -?

Počnimo rješavati problem.

Riješenje: 1). Odredite masu dobivene otopine. Da biste to učinili, jednostavno zbrojite masu vode i masu fosforne kiseline koja joj je dodana.

m(otopina) = 150g + 50g = 200g

2). Za rješavanje trebamo znati formulu masenog udjela. Zapisujemo formulu za maseni udio tvari u otopini.

w(tvari) = https://pandia.ru/text/78/038/images/image002_9.png" width="19" height="28 src="> * 100%= 25%

Zapisujemo odgovor.

Odgovor: w (H3PO4) = 25%

Zadatak je izračunati količinu tvari jednog od produkata reakcije ako je poznata masa polazne tvari.

Izračunajte količinu tvari željeza koja će se dobiti interakcijom vodika s 480 g željezovog(III) oksida.

Poznate veličine upisujemo u tvrdnju zadatka.

S obzirom: m(Fe2O3) = 4

Zapisujemo i ono što treba pronaći kao rezultat rješavanja problema.

Pronaći: n (Fe) - ?

Počnimo rješavati problem.

Riješenje: 1). Da biste riješili takve probleme, prvo morate napisati jednadžbu reakcije opisane u tekstu zadatka.

Fe2O3 + 3 H2https://pandia.ru/text/78/038/images/image004_4.png" width="12" height="26 src=">, gdje je n količina tvari, m je masa ove tvari, i M- molekulska masa tvari.

Prema uvjetima zadatka ne znamo masu nastalog željeza, tj. u formuli za količinu tvari ne poznajemo dvije količine. Stoga ćemo količinu tvari tražiti prema količini tvari željezovog (III) oksida. Količine tvari željeza i željezovog(III) oksida su u sljedećem omjeru.

https://pandia.ru/text/78/038/images/image006_4.png" height="27 src="> ;gdje je 2 stehiometrijski koeficijent iz jednadžbe reakcije ispred željeza, a 1 je koeficijent u ispred oksida željezo(III).

stoga je n (Fe) = 2 n (Fe2O3)

3). Odredite količinu željezovog(III) oksida.

n (Fe2O3) = https://pandia.ru/text/78/038/images/image008_4.png" width="43" height="20 src="> – molarna masa željezovog (III) oksida, koju smo izračunati na temelju relativnog atomske maseželjeza i kisika, a uzimajući u obzir i broj ovih atoma u željezovom (III) oksidu: M(Fe2O3) = 2x 56 + 3x 16 = 112 + 48 = 160 Aluminij" href="/text/category/alyuminij/" rel="bookmark" >aluminij?

Zapisujemo uvjet zadatka.

dano: m(Al) = 54 g

Zapisujemo i ono što trebamo pronaći kao rezultat rješavanja problema.

Pronaći: V (H2) - ?

Počnimo rješavati problem.

Riješenje: 1) napiši jednadžbu reakcije prema uvjetima zadatka.

2 Al + 6 HCl https://pandia.ru/text/78/038/images/image011_1.png" width="61" height="20 src=">n - količina tvari ovog plina.

V (H2) = Vm * n (H2)

3). Ali ne znamo količinu vodika u ovoj formuli.

4). Nađimo količinu tvari vodika iz količine tvari aluminija prema sljedećem odnosu.

https://pandia.ru/text/78/038/images/image013_2.png" height="27 src=">; stoga je n (H2) = 3 n (Al): 2, gdje su 3 i 2 stehiometrijski koeficijenti , ispred vodika i aluminija.

5)..png" width="33" height="31 src=">

n (Al) = https://pandia.ru/text/78/038/images/image016_1.png" width="45" height="20 src=">* 6 mol= 134,4 l

Zapišimo odgovor.

Odgovor: V (H2) = 134,4 l

Problem je izračunati količinu tvari (ili volumena) plina potrebnu za reakciju s određenom količinom tvari (ili volumena) drugog plina.

Kolika će količina kisika biti potrebna za reakciju s 8 mola vodika u normalnim uvjetima?

Zapišimo uvjete zadatka.

S obzirom: n (H2) = 8 mol

Također ćemo zapisati što treba pronaći kao rezultat rješavanja problema.

Pronaći: n(O2) -?

Počnimo rješavati problem.

Riješenje: 1). Napišimo jednadžbu reakcije prema uvjetima zadatka.

2 H2 + O2https://pandia.ru/text/78/038/images/image017_1.png" width="32" height="31 src="> = ; gdje su 2 i 1 stehiometrijski koeficijenti prema vodiku i kisiku odnosno u jednadžbi reakcije.

3). Stoga je 2 n (O2) = n (H2)

A količina tvari kisika jednaka je: n (O2) = n (H2): 2

4). Sve što trebamo učiniti je zamijeniti podatke iz uvjeta problema u dobivenu formulu.

n (O2) = 8 mola: 2 = 4 mola

5). Zapišimo odgovor.

Odgovor: n(O2) = 4 mol

U nastavi kemije često se moraju rješavati zadaci koji koriste matematičke metode i tehnike koje učenicima stvaraju poteškoće, a nastavnik kemije mora preuzeti funkciju nastavnika matematike, a pritom su problemi s kemijskim sadržajima teški. objasniti korištenjem posebnih pojmova bez posebne obuke za nastavnika matematike. Tako se rodila ideja da se zajedno s učiteljicom kemije i matematike pripremi i provede niz izbornih nastava o rješavanju mješovitih zadataka s učenicima 9. razreda.

TEMA: RJEŠAVANJE ZADATAKA KORIŠTENJEM POJMA „MASENI UDIO OTVORENE TVARI. RAZRJEĐIVANJE I KONCENTRACIJA OTOPINA” (INTEGRACIJA KEMIJE I ALGEBRE)

CILJEVI :

Značajno proširiti raspon algebarskih problema s kemijskim sadržajem;

Pokažite mogućnost rješavanja kemijskog problema algebarski;

Naučiti napraviti informirani izbor metoda i metoda za rješavanje problema na satu kemije;

Pokazati prisutnost međupredmetnih veza u području kemije i matematike.

OPREMA: RAČUNALO, MULTIMEDIJALNA KONZOLA, EKRAN, PREZENTACIJA.

TIJEKOM NASTAVE.

Učiteljica kemije: Kvantitativni sastav otopine izražava se njezinom koncentracijom koja ima različite oblike izrazi. Najčešće se koristi masena koncentracija ili maseni udio otopljene tvari. Prisjetimo se matematičke formule za izražavanje masenog udjela otopljene tvari.

Maseni udio otopljene tvari označava se – W r.v.
Maseni udio otopljene tvari je omjer mase otopljene tvari i mase otopine: W (a.v.) = m (a.v.)/m (otopina) x 100%.
Masa otopine je zbroj mase otopljene tvari i mase otapala: m (otopina) = m (r.v.) + m (otopina)
Formula za maseni udio otopljene tvari izgledat će ovako: W (a.v.) = m (a.v.) / m (a.v.) + m (a.v.) x 100%
Transformirajmo ovu formulu i izrazimo masu otopljene tvari i masu otopine: m (a.v.) = w (a.v.) x m (otopina)/100%, m (otopina) = m (a.v. )/w ( r.v.) x 100%

Profesor kemije: Predlažem riješiti problem pomoću predloženih formula.

Zadatak. Koliko grama joda i alkohola je potrebno uzeti za pripremu 500 grama 5% tinkture joda?

DANO:	RIJEŠENJE:
M (otopina) = 500 g.	W (r.v.)=m(r.v.)/m(r-ra)
W (r.v.)=5%=0,05	W (r.v.)=m(I2)/m(set)
PRONAĆI:	m (I2)=W(r.v.)x m(set)
m(I2)=?	m(I2)=0,05 x 500 g=25 g.
m(alkohol)=?	m(otopina)=m(I2)+m(alkohol)
	m(alkohol)=m(otopina)-m(I2)
	m(alkohol)=500 g.-25 g.=475 g.

ODGOVOR: m (I2) = 25 g, m (alkohol) = 475 g.

Profesor kemije: Vrlo često u kemijskim laboratorijima potrebno je pripremiti otopine s određenim masenim udjelom otopljene tvari miješanjem dviju otopina ili razrjeđivanjem jake otopine s vodom. Prije pripreme rješenja potrebno je izvršiti određene aritmetičke izračune.

Zadatak. Pomiješa se 100 grama otopine s masenim udjelom određene tvari od 20% i 50 grama otopine s masenim udjelom te tvari od 32%. Izračunajte maseni udio otopljene tvari u novodobivenoj otopini.

Profesor kemije: Riješimo ovaj zadatak pomoću pravila miješanja.

Zapišimo uvjete problema u tablicu:

Riješimo problem pomoću pravila miješanja:

m 1 w 1 + m 2 w 2 = m 3 w 3
m 1 w 1 +m 2 w 2 =(m 1 +m 2) w 3
m 1 w 1 + m 2 w 2 = m 1 w 3 + m 2 w 3
m 1 w 1 -m 1 w 3 =m 2 w 2 -m 2 w 2
m 1 (w 1 -w 3)=m 2 (w 3 -w 2)
m 1 /m 2 =(w 3 -w 2)/(w 1 -w 3)

Omjer mase prve otopine i mase druge otopine jednak je omjeru razlike masenih udjela smjese i druge otopine prema razlici masenih udjela prve otopine i smjese:

1 /m 2 =(w 3 -w 2)/(w 1 -w 3)

100:50=(w 3 -0,32):(0,2-w 3)

100(0,2-w 3)=50(w 3 -0,32)

20-100w 3 =50w 3 -16

20+16=50w 3 +100w 3

36=150w 3

W3 = 0,24

ODGOVOR: maseni udio otopljene tvari u novodobivenoj otopini je 24%.

Profesor matematike: Ovaj problem se može riješiti pomoću algebarskih transformacija:

1. Odredite masu otopljene tvari u svakoj od otopina:

20% od 100 g 32% od 50 g

0,2x100=20(g) 0,32x50=16(g)

2. Odredite masu otopljene tvari u smjesi:

3. Odredite masu otopine:

4. Neka koncentracija dobivene otopine bude x%, tada je masa otopljene tvari u smjesi:

0,01Hh150=1,5H

5. Napravimo jednadžbu i riješimo je:

ODGOVOR: Koncentracija dobivene otopine je 24%.

Učiteljica kemije: U kolegiju kemije postoje problemi koji se mogu riješiti samo metodom sustava jednadžbi

Zadatak: Pomiješali smo 30% otopinu klorovodične kiseline s 10% otopinom iste kiseline i dobili 600 grama 15% otopine. Koliko je grama svake otopine uzeto?

W1 =30%=0,3
W2 =10%=0,1
W3 =15%=0,15
m 3 (otopina) = 600 g.

m1(r-ra)=?
m2(r-ra)=?

Učiteljica matematike: Uvedimo sljedeću oznaku:

neka je m 1 (r-ra)-X godina, a m 2 (r-ra)-Y godina, tada:

m 3 (otopina)=m 1 (otopina)+m 1 (otopina)=X+Y.

Izračunajmo mase otopljenih tvari:

m 1 =0,3X,
m 2 =0,1Y,
m 3 =600 g. x 0,15 = 90 g.

Kreirajmo sustav jednadžbi:

Riješite podcrtanu jednadžbu:

180-0,3Y+0,1Y=90

ako je Y=450 g, onda je X=600 g-450 g=150 g.

težina 1 otopine = 150 g.
težina 2 otopine = 450g.

Profesor kemije. Riješimo isti problem metodom miješanja. Kakav ste odgovor dobili? (Odgovori se slažu).

DOMAĆA ZADAĆA.

U kojoj masi treba umiješati 20% i 5% otopine jedne tvari da se dobije 10% otopina?

ALGORITAM RJEŠENJA:

1. Unesite slovne oznake za mase rješenja.
2. Izračunajte mase otopljenih tvari u prvoj, drugoj otopini i smjesi.
3. Napravite sustav jednadžbi i riješite ga.
4. Zapišite odgovor.

Zadatak 3.1. Odredite masu vode u 250 g 10%-tne otopine natrijeva klorida.

Riješenje. Iz w = m vode / m otopine Nađi masu natrijeva klorida:
m smjesa = w m otopina = 0,1 250 g = 25 g NaCl
Jer m r-ra = m v-va + m r-la, tada dobivamo:
m(H 2 0) = m otopina - m smjesa = 250 g - 25 g = 225 g H 2 0.

Problem 3.2. Odredite masu klorovodika u 400 ml otopine klorovodične kiseline masenog udjela 0,262 i gustoće 1,13 g/ml.

Riješenje. Jer w = m in-va / (V ρ), tada dobivamo:
m in-va = w V ρ = 0,262 400 ml 1,13 g/ml = 118 g

Problem 3.3. U 200 g 14%-tne otopine soli dodano je 80 g vode. Odredite maseni udio soli u dobivenoj otopini.

Riješenje. Odredite masu soli u izvornoj otopini:
m sol = w m otopina = 0,14 200 g = 28 g.
U novoj otopini ostala je ista masa soli. Nađi masu nove otopine:
m otopine = 200 g + 80 g = 280 g.
Odredite maseni udio soli u dobivenoj otopini:
w = m soli / m otopine = 28 g / 280 g = 0,100.

Problem 3.4. Koliki volumen 78% otopine sumporne kiseline gustoće 1,70 g/ml treba uzeti za pripremu 500 ml 12% otopine sumporne kiseline gustoće 1,08 g/ml?

Riješenje. Za prvo rješenje imamo:
w 1 = 0,78 I ρ 1 = 1,70 g/ml.
Za drugo rješenje imamo:
V2 = 500 ml, w2 = 0,12 I ρ 2 = 1,08 g/ml.
Budući da se druga otopina priprema iz prve dodavanjem vode, mase tvari u obje otopine su iste. Odredi masu tvari u drugoj otopini. Iz w 2 = m 2 / (V 2 ρ 2) imamo:
m 2 = w 2 V 2 ρ 2 = 0,12 500 ml 1,08 g/ml = 64,8 g.
m2 = 64,8 g. Pronašli smo
volumen prve otopine. Iz w 1 = m 1 / (V 1 ρ 1) imamo:
V1 = m1 / (w 1 ρ 1) = 64,8 g / (0,78 ± 1,70 g/ml) = 48,9 ml.

Problem 3.5. Koliki se volumen 4,65%-tne otopine natrijevog hidroksida gustoće 1,05 g/ml može pripremiti iz 50 ml 30%-tne otopine natrijevog hidroksida gustoće 1,33 g/ml?

Riješenje. Za prvo rješenje imamo:
w 1 = 0,0465 I ρ 1 = 1,05 g/ml.
Za drugo rješenje imamo:
V 2 = 50 ml, w 2 = 0,30 I ρ 2 = 1,33 g/ml.
Budući da se prva otopina priprema iz druge dodavanjem vode, mase tvari u obje otopine su iste. Odredi masu tvari u drugoj otopini. Iz w 2 = m 2 / (V 2 ρ 2) imamo:
m 2 = w 2 V 2 ρ 2 = 0,30 50 ml 1,33 g/ml = 19,95 g.
Masa tvari u prvoj otopini također je jednaka m 2 = 19,95 g.
Nađi volumen prve otopine. Iz w 1 = m 1 / (V 1 ρ 1) imamo:
V 1 = m 1 / (w 1 ρ 1) = 19,95 g / (0,0465 1,05 g/ml) = 409 ml.
Koeficijent topivosti (topivost) - najveća masa tvari topljive u 100 g vode pri određenoj temperaturi. Zasićena otopina je otopina tvari koja je u ravnoteži s postojećim talogom te tvari.

Problem 3.6. Koeficijent topljivosti kalijeva klorata pri 25 °C iznosi 8,6 g. Odredite maseni udio te soli u zasićenoj otopini pri 25 °C.

Riješenje. 8,6 g soli otopljeno u 100 g vode.
Masa otopine je:
m otopina = m vode + m soli = 100 g + 8,6 g = 108,6 g,
a maseni udio soli u otopini jednak je:
w = m sol / m otopina = 8,6 g / 108,6 g = 0,0792.

Problem 3.7. Maseni udio soli u otopini kalijevog klorida zasićenoj pri 20 °C iznosi 0,256. Odredite topljivost te soli u 100 g vode.

Riješenje. Neka je topljivost soli x g u 100 g vode.
Tada je masa otopine:
m otopina = m voda + m sol = (x + 100) g,
a maseni udio je jednak:
w = m sol / m otopina = x / (100 + x) = 0,256.
Odavde
x = 25,6 + 0,256x; 0,744x = 25,6; x = 34,4 g na 100 g vode.
Molarna koncentracija S- omjer količine otopljene tvari v (mol) na volumen otopine V (u litrama), s = v(mol) / V(l), c = m in-va / (M V(l)).
Molarna koncentracija pokazuje broj molova tvari u 1 litri otopine: ako je otopina decimolarna ( c = 0,1 M = 0,1 mol/l) znači da 1 litra otopine sadrži 0,1 mol tvari.

Problem 3.8. Odredite masu KOH potrebnu za pripremu 4 litre 2 M otopine.

Riješenje. Za otopine s molarnom koncentracijom imamo:
c = m / (M V),
Gdje S- molarna koncentracija,
m- masa tvari,
M- molarna masa tvari,
V- volumen otopine u litrama.
Odavde
m = c M V(l) = 2 mol/l 56 g/mol 4 l = 448 g KOH.

Problem 3.9. Koliko ml 98% otopine H 2 SO 4 (ρ = 1,84 g/ml) treba uzeti za pripremu 1500 ml 0,25 M otopine?

Riješenje. Problem razrjeđivanja otopine. Za koncentriranu otopinu imamo:
w 1 = m 1 / (V 1 (ml) ρ 1).
Moramo pronaći volumen ove otopine V 1 (ml) = m 1 / (w 1 ρ 1).
Budući da se razrijeđena otopina priprema iz koncentrirane otopine miješanjem potonje s vodom, masa tvari u ove dvije otopine bit će ista.
Za razrijeđenu otopinu imamo:
c 2 = m 2 / (M V 2 (l)) I m 2 = s 2 M V 2 (l).
Pronađenu vrijednost mase zamijenimo u izraz za volumen koncentrirane otopine i izvršimo potrebne izračune:
V 1 (ml) = m / (w 1 ρ 1) = (sa 2 M V 2) / (w 1 ρ 1) = (0,25 mol/l 98 g/mol 1,5 l) / (0, 98 1,84 g/ml ) = 20,4 ml.

upute

Maseni udio je omjer mase otopljene tvari i mase riješenje. Štoviše, može se mjeriti ili, tada se za to dobiveni rezultat mora pomnožiti sa 100% ili u masenim udjelima (u ovom slučaju nema jedinica).
Svaka otopina sastoji se od (voda je najčešće otapalo) i otopljene tvari. Na primjer, u bilo kojoj otopini soli, otapalo će biti voda, a sama sol će djelovati kao otopljena tvar.
Za izračune morate znati najmanje dva parametra - masu vode i masu soli. To će omogućiti izračunavanje mase udio tvari koje su w (omega).

Primjer 1: Masa riješenje hidroksid (KOH) 150 g, masa otopljene tvari (KOH) 20 g. Nađi masu udio(KOH) u dobivenoj otopini.
m(KOH) = 20 g
m(KOH) = 100 g
w (KOH) - ?Postoji, po čemu se može odrediti masa mase udio tvari.
w (KOH) = m (KOH) / m ( riješenje(KOH) x 100% Sada izračunajte masu udio Otopljena tvar kalijevog hidroksida (KOH):
w (KOH) = 20 g / 120 g x 100% = 16,6%

Primjer 2. Masa vode je 100 g, masa soli je 20 g. Odredite masu udio klorid u otopini.
m (NaCl) = 20 g
m (voda) = 100 g
w (NaCl) - ?Postoji formula po kojoj možete odrediti masu udio tvari.
w (NaCl) = m (NaCl) / m ( riješenje NaCl) x 100% Prije korištenja ove formule pronađite masu riješenje, koja se sastoji od mase otopljene tvari i mase vode. Prema tome: m ( riješenje NaCl) = m (otopljena tvar NaCl) + m (voda) Zamijenite specifične vrijednosti
m ( riješenje NaCl) = 100 g + 20 g = 120 g Sada izračunajte masu udio otopljena tvar:
w (NaCl) = 20 g / 120 g x 100% = 16,7%

Koristan savjet

Prilikom izračunavanja nemojte brkati pojmove kao što su masa otopljene tvari i maseni udio otopljene tvari

Maseni udio tvari pokazuje njezin sadržaj u složenijoj strukturi, na primjer, u slitini ili smjesi. Ako je poznata ukupna masa smjese ili legure, tada se znajući masene udjele sastavnih tvari mogu pronaći njihove mase. Možete pronaći maseni udio tvari ako znate njezinu masu i masu cijele smjese. Ta se vrijednost može izraziti u razlomcima ili postocima.

Trebat će vam

vage;
periodni sustav kemijskih elemenata;
kalkulator.

upute

Preko masa smjese i same tvari odredite maseni udio tvari koja se nalazi u smjesi. Da biste to učinili, vagom odredite mase koje čine smjesu odn. Zatim ih presavijte. Uzmite dobivenu masu kao 100%. Da biste pronašli maseni udio tvari u smjesi, podijelite njezinu masu m s masom smjese M i pomnožite rezultat sa 100% (ω%=(m/M)∙100%). Na primjer, 20 g se otopi u 140 g vode stolna sol. Da biste pronašli maseni udio soli, zbrojite mase tih dviju tvari M = 140 + 20 = 160 g. Zatim pronađite maseni udio tvari ω% = (20/160)∙100% = 12,5%.

1. Što označava maseni udio tvari u otopini?
Maseni udio je omjer mase otopljene tvari i mase otopine.

2. Kako možete pripremiti otopinu sa zadanim masenim udjelom otopljene tvari? Navedite primjer.

3. Koja je razlika između pojmova "zasićena otopina" i "koncentrirana otopina"?

4. U 513 g destilirane vode otopljeno je 27 g soli. Izračunajte maseni udio (u postocima) otopljene tvari u dobivenoj otopini.

5. Kad je 25 g otopine isparilo, dobiveno je 0,25 g soli. Odredite maseni udio otopljene tvari i izrazite ga u postocima.

6. Zadano je 500 g otopine s masenim udjelom natrijevog hidroksida 0,2. Izračunajte masu tvari koja će se dobiti isparavanjem te otopine.

7. U 200 g otopine čiji je maseni udio tvari 0,3 dodano je 100 g vode. Izračunajte maseni udio otopljene tvari u dobivenoj otopini.

8. Izračunajte masu 5,5 litara otopine sumporne kiseline ako je gustoća takve otopine pri 20°C 1,06 g/ml.

9. Izračunajte gustoću otopine klorovodične kiseline ako 560 g takve otopine zauzima volumen od 500 ml.

TESTNI ZADACI

1. Označite točnu tvrdnju.
1) Otopina koja sadrži mnogo otopljene tvari naziva se koncentrirana.
2) Otopina koja sadrži mnogo otopljene tvari naziva se razrijeđena.
1)

2. U 325 g vode otopljeno je 25 g soli. Maseni udio soli u dobivenoj otopini jednak je
1) 0,71% 2) 7,1% 3) 14,2% 4) 1,42%
2)

3. Uspostaviti korespondenciju između fizikalne veličine i formule za njezin izračun.
1) maseni udio elementa u spoju
2) maseni udio tvari u otopini
3) gustoća

1) –B, 2) –B, 3) –A

Slični članci: