blank

Массовая доля вещества в растворе. ЕГЭ по Химии 27 задание.

Мы начинаем цикл статей, посвященных задачам и их решению в егэ по химии. Первой задачей будет 27 задание в егэ по химии. Оно посвящено расчетом с понятием «массовая доля вещества в растворе». Поэтому сегодня мы изучаем все что с этим связано, а также разберем одну-две задачи в качестве примера (с решением).

Основные характеристики химических систем

Одной из главных характеристик любой химической системы является ее состав-содержание составляющих эту систему компонентов в определенной массе или в определенном объеме системы. Состав часто характеризуется массовой долей компонентов

Массовая доля показывает долю массы данного компонента А от массы всей системы, то есть представляет собой отношение массы этого компонента к массе всей системы. Величина безразмерная, выражаемая в долях от единицы или в процентах.

Нетрудно заметить, что массовая доля в % численно равна количеству граммов данного компонента в 100 г вещества системы. 

Для газовых смесей часто используется 2 вида выражения состава: объемную долю и молярную долю. Величины безразмерные также выражаемые в процентах или в долях от единицы. Объемная доля- доля объема данного компонента от общего объема системы.

Молярная доля-доля молярного количества данного вещества от суммы молярных количеств всех веществ в смеси.

Так как при невысоких давлениях поведение реальных газов мало отличается от описываемого законами для идеального газа, то согласно закону Авогадро и следствиям из него объем газа пропорционален его молярному количеству, а численные значения объемной доли и молярной доли практически совпадают. 

При рассмотрении скорости химических реакций и химического равновесия для выражения состава химических систем используется молярная концентрация, представляющая собой отношение молярного количества данного компонента к объему системы. Показывает она количество молей данного вещества в 1 л смеси.  Единица измерения в химии моль/л.

Нормальная концентрация растворов (нормальность) определяется числом эквивалентов вещества растворенного в 1 литре раствора. Поскольку эквивалент зависит от конкретной реакции, при использовании нормальной концентрации необходимо указывать фактор эквивалентности, чтобы избежать неоднозначности.

Химические уравнения и расчеты по ним основаны на законе сохранения массы вещества. В таких расчетах подразумевается протекание химической реакции до конца без потерь реагентов и продуктов реакции. Однако, на практике приходится считаться с неполным протеканием реакции и с потерями реагентов и продуктов (летучесть, неполное выделение продуктов) В итоге количество продукта оказывается меньшим чем теоретически соответствующее уравнению реакции.

Чтобы учесть это, введено понятие о выходе продукта реакции (реально полученной массе продукта), а также о массовые доли выхода по сравнению с теоретической его массой. 

Массовая доля выхода –это отношение массы практически полученного продукта к теоретической массе этого продукта, вычисленной на основании уравнения реакции. Массовая доля выхода-безразмерная величина, выражаемая в долях от единицы или в процентах.

Если в учебной задаче массовая доля выхода продукта не указана, это означает, что она принимается за 100%. В таких случаях говорят, что выход теоретический. И процесс протекает количественно.

Примеры задач

Давайте перейдем теперь к практическим задачам, и посмотрим как делать 27 задание егэ по химии.

Образец сплава для пайки металлов массой 5г растворили в азотной кислоте. Полученный раствор выпарили, а оставшийся осадок прокалили до постоянной массы. В результате этого было получено 5.87г смеси оксидов свинца и олова. Определите массовый состав сплава.

ОТВЕТ:  49.4%, 50,5%

Решение: 

Сплав Pb, Sn, m(сплава) = 5г, m(PbO) + m(SnO2) = 5.87г

ω(Pb), ω(Sn) — ?

Если m(Pb) = x (г), то m(Sn) = m(сплава) — m(Pb) = 5 – x.

Масса кислорода, содержащаяся в смеси оксидов:

m(O) = m(PbO) + m(SnO2) — m(сплава) = 5.87 – 5 = 0.87 г.

nэкв(O) = nэкв(PbO) + nэкв(SnO2) = nэкв(Pb) + nэкв(Sn),

Mэкв(O) = A(O) / 2 = 8 г/моль,

Mэкв(Pb) = A(Pb) / 2 = 207 / 2 = 103.5 г/моль,

Mэкв(Sn) = A(Sn) / 4 = 119 / 4 = 29.75 г/моль,

nэкв(O) = m(O) / Mэкв(O) = 0,87 г/ 8 г/моль = 0.1088 моль,

nэкв(Pb) = m(Pb) / Mэкв(Pb) = x / 103.5,

nэкв(Sn) = m(Sn) / Mэкв(Sn) = 5 — x / 29.75,

x / 103.5 + (5 – x) / 29.75 = 0.1088,

откуда x = 2.47; m(Pb) = 2.47г.

ω(Pb) = m(Pb) / m(сплава) * 100 = 2.47 / 5 * 100 = 49.4%,

ω(Sn) = 100 — ω(Pb) = 100 – 49.4 = 50.6%.

Задача 2

Определите процентное концентрацию раствора, образовавшегося при смешивании 500 г 60% и 300 г 40% растворов серной кислоты.

ОТВЕТ:  52.5%,

Решение:

С1(H2SO4)=60%

m1(р-ра)=500 г

С2(H2SO4)=40%

m2(р-ра)=300 г

Для раствора 3:

m3(р-ра)= m1(р-ра)+ m2(р-ра)=500 г+300 г=800г

В соответствии с формулой С=m (р.в. р-ра)/ m (р-ра)

m1(H2SO4) = С1(H2SO4)/100* m1(р-ра)=60/100*500=300 г

m2(H2SO4) = С2(H2SO4)/100* m2(р-ра)=40/100*300=120 г

m3(H2SO4)=300+120=420 г

С2(H2SO4)= m3(H2SO4)/ m3(р-ра)*100=420/800*100=52.5%

Задача 3

При обработке серной кислотой 500 г медной руды, содержащей карбонаты меди был получен раствор соли меди, при выпаривании которого выделилось 124 г медного купороса. Найдите массовое содержание  меди в исследуемой руде.

ОТВЕТ:  6,4%,

Решение 

M(медной руды)=500 г

M(медного купороса)=125 г

 ω (Cu)-?

Формула медного купороса-CuSO4*5H2O

ν (CuSO4*5H2O) = m(CuSO4*5H2O)  / M(CuSO4*5H2O) =125 г/250 г/моль=0,5 моль

Очевидно, что ν (Cu)= ν (CuSO4*5H2O) =0,5 моль

m(Cu)= ν (Cu)*A(Cu)=0,5 моль*64 г/моль=32 г

ω (Cu)= m(Cu)/ m(руды)*100=32/500*100=6,4%

А теперь попробуйте самостоятельно решить несколько задач:

  1. Определите молярную концентрация 6 н. раствора сульфата железа
  2. Из 240 кубических метров аммиака получили 1 тонну 63%-го раствора азотной кислоты. Определите какую массовую долю от теоретически возможного составляет этот выход.

Оставить Комментарий