Что называется массовой долей раствора. Массовая доля вещества в растворе

ВНИМАНИЕ!!!

УЧАЩИЕСЯ 9 КЛАССОВ!!!

Для успешной сдачи экзамена по химии в некоторых билетах вам необходимо будет решить задачу. Предлагаем вам рассмотреть, разобрать и закрепить в памяти решение типовых задач по химии.

Задача на вычисление массовой доли вещества, находящегося в растворе.

В 150 г воды растворили 50г фосфорной кислоты. Найдите массовую долю кислоты в полученном растворе.

Дано : m(H2O) = 150г, m(H3PO4) = 50г

Найти : w (H3PO4) - ?

Приступаем к решению задачи.

Решение : 1). Находим массу получившегося раствора. Для этого просто сложим массу воды и массу прилитой к ней фосфорной кислоты.

m(раствора) = 150г + 50 г = 200 г

2). Для решения нам необходимо знать формулу массовой доли . Записываем формулу массовой доли вещества в растворе.

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

Записываем ответ.

Ответ : w (H3PO4) =25%

Задача на вычисление количества вещества одного из продуктов реакции, если известна масса исходного вещества.

Вычислите количество вещества железа, которое получится в результате взаимодействия водорода с 480г оксида железа(III).

Записываем известные величины в условие задачи.

Дано : m(Fe2O3) = 4

Так же записываем, что необходимо найти в результате решения задачи.

Найти : n (Fe) - ?

Приступаем к решению задачи.

Решение : 1). Для решения подобных задач сперва нужно записать уравнение реакции, описанной в условии задачи.

Fe2O3 + 3 H2https://pandia.ru/text/78/038/images/image004_4.png" width="12" height="26 src="> , где n- количество вещества, m - масса этого вещества, а M - молярная масса вещества.

По условию задачи нам не известна масса получившегося железа, т. е. в формуле количества вещества нам неизвестны две величины. Поэтому мы будем искать количество вещества по количеству вещества оксида железа (III). Количества вещества железа и оксида железа(III) следующим отношением.

https://pandia.ru/text/78/038/images/image006_4.png" height="27 src="> ;где 2- стехиометрический коэффициент из уравнения реакции, стоящий перед железом, а 1 – коэффициент, стоящий перед оксидом железа(III).

отсюда n (Fe)= 2 n (Fe2O3)

3). Находим количество вещества оксида железа(III).

n (Fe2O3) = https://pandia.ru/text/78/038/images/image008_4.png" width="43" height="20 src=">– молярная масса оксида железа (III), которую мы вычисляем на основании относительных атомных масс железа и кислорода, а также учитывая количество этих атомов в оксиде железа (III): М(Fe2O3)= 2х 56 + 3х 16=112 + 48 = 160Алюминий" href="/text/category/alyuminij/" rel="bookmark">алюминия ?

Записываем условие задачи.

Дано: m(Al) = 54г

А так же записываем, что нам необходимо найти в результате решения задачи.

Найти : V (H2) - ?

Приступаем к решению задачи.

Решение : 1) записываем уравнение реакции по условию задачи.

2 Al + 6 HCl https://pandia.ru/text/78/038/images/image011_1.png" width="61" height="20 src=">n - количество вещества данного газа.

V (Н2) = Vm * n (Н2)

3). Но в этой формуле нам неизвестно количество вещества водорода.

4). Найдем количество вещества водорода по количеству вещества алюминия по следующему соотношению.

https://pandia.ru/text/78/038/images/image013_2.png" height="27 src="> ; отсюда n (H2) = 3 n (Al): 2 , где 3 и 2 – стехиометрические коэффициенты, стоящие соответственно перед водородом и алюминием.

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 моль= 134 ,4 л

Запишем ответ.

Ответ: V (Н2) =134 ,4 л

Задача на вычисление количества вещества (или объема) газа, необходимого для реакции с определенным количеством вещества (или объемом) другого газа.

Какое количество вещества кислорода потребуется для взаимодействия с 8 моль водорода при нормальных условиях?

Запишем условия задачи.

Дано : n (H2) = 8моль

А так же запишем, что необходимо найти в результате решения задачи.

Найти : n(O2) - ?

Приступаем к решению задачи.

Решение : 1). Запишем уравнение реакции, следуя условию задачи.

2 H2 + О2https://pandia.ru/text/78/038/images/image017_1.png" width="32" height="31 src="> = ; где 2 и 1 – стехиометрические коэффициенты, стоящие перед водородом и кислородом соответственно в уравнении реакции.

3). Отсюда 2 n (O2)= n (H2)

А количество вещества кислорода равно: n (O2)= n (H2):2

4). Нам остается подставить в полученную формулу данные из условия задачи.

n (О2) = 8моль:2 = 4 моль

5). Запишем ответ.

Ответ: n (О2) = 4 моль

На уроках химии достаточно часто приходится решать задачи, в которых используются математические методы и приемы, вызывающие затруднения у учащихся, и учителю химии приходится брать на себя функции учителя математики и, в тоже время, задачи с химическим содержанием, с использованием специальных терминов сложно объяснить без специальной подготовки учителю математики. Так родилась идея подготовить и провести серию факультативных занятий совместно учителем химии и математики по решению задач на смеси с учащимися 9 классов.

ТЕМА: РЕШЕНИЕ ЗАДАЧ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПОНЯТИЯ “МАССОВАЯ ДОЛЯ РАСТВОРЁННОГО ВЕЩЕСТВА. РАЗБАВЛЕНИЕ И КОНЦЕНТРИРОВАНИЕ РАСТВОРОВ” (ИНТЕГРАЦИЯ ХИМИИ И АЛГЕБРЫ)

ЦЕЛИ:

  • Существенно расширить круг алгебраических задач с химическим содержанием;
  • Показать возможность решения химической задачи алгебраическим способом;
  • Научить делать осознанный выбор способа и метода решения задач на уроке химии;
  • Показать наличие межпредметных связей в области химии и математики.

    • ОБОРУДОВАНИЕ: КОМПЬЮТЕР, МУЛЬТИМЕДИЙНАЯ ПРИСТАВКА, ЭКРАН, ПРЕЗЕНТАЦИЯ.

    ХОД УРОКА.

    Учитель химии: Количественный состав раствора выражается его концентрацией, которая имеет разные формы выражения. Чаще всего используют массовую концентрацию или массовую долю растворённого вещества. Вспомним математическую формулу для выражения массовой доли растворённого вещества.

    1. Массовая доля растворённого вещества обозначается – W р.в.
    2. Массовая доля растворённого вещества – это отношение массы растворённого вещества к массе раствора: W (р.в.) = m (р.в.)/m (р-ра) x 100%.
    3. Масса раствора складывается из массы растворённого вещества и массы растворителя: m (р-ра) = m (р.в.) + m (р-ля)
    4. Формула для массовой доли растворённого вещества будет выглядеть следующим образом: W (р.в.) = m (р.в.)/ m (р.в.) + m (р-ля) x 100%
    5. Преобразуем данную формулу и выразим массу растворённого вещества и массу раствора: m (р.в.) = w (р.в.) x m (р-ра)/100%, m (р-ра) =m (р.в.)/w (р.в.) x 100%

    Учитель химии : Предлагаю решить задачу, используя предложенные формулы.

    Задача. Сколько грамм йода и спирта нужно взять для приготовления 500 грамм 5%-ной йодной настойки?

    ДАНО : РЕШЕНИЕ:
    M (р-ра)=500 г. W (р.в.)=m(р.в.)/m(р-ра)
    W (р.в.)=5%=0,05 W (р.в.)=m(I2)/m(наст.)
    НАЙТИ : m (I2)=W(р.в.)x m(наст.)
    m(I2)=? m(I2)=0,05 x 500 г.=25 г.
    m(спирта)=? m(р-ра)=m(I2)+m(спирта)
    m(спирта)=m(р-ра)-m(I2)
    m(спирта)=500 г.-25г.=475 г.

    ОТВЕТ: m (I2)=25 г., m (спирта)=475 г.

    Учитель химии: Очень часто в работе химических лабораторий приходится готовить растворы с определённой массовой долей растворённого вещества смешиванием двух растворов или разбавлением крепкого раствора водой. Перед приготовлением раствора нужно провести определённые арифметические расчёты.

    Задача. Смешаны 100 грамм раствора с массовой долей некоторого вещества 20% и 50 грамм раствора с массовой долей этого вещества 32%. Вычислите массовую долю растворённого вещества во вновь полученном растворе.

    Учитель химии: Решим эту задачу, используя правило смешения.

    Запишем условие задачи в таблицу:

    Решим задачу, используя правило смешения:

    • 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)

    Отношение массы первого раствора к массе второго равно отношению разности массовых долей смеси и второго раствора к разности массовых долей первого раствора и смеси:

    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
  • W 3 =0,24

    • ОТВЕТ: массовая доля растворённого вещества во вновь полученном растворе составляет 24%.

    Учитель математики: Эту задачу можно решить, используя алгебраические преобразования:

    1.Найдём массу растворённого вещества в каждом из растворов:

    20% от 100 г 32% от 50 г

    0,2х100=20(г) 0,32х50=16(г)

    2.Найдём массу растворённого вещества в смеси:

    3.Найдём массу раствора:

    4.Пусть концентрация полученного раствора составляет х%, тогда масса растворённого вещества в смеси:

    0,01Хх150=1,5Х

    5.Составим уравнение и решим его:

    ОТВЕТ: концентрация полученного раствора составляет 24%.

    Учитель химии: В курсе химии встречаются задачи, решение которых можно осуществить только методом систем уравнений

    Задача: Смешали 30%-ный раствор соляной кислоты с 10%-ным раствором этой же кислоты и получили 600 грамм 15%-ного раствора. Сколько грамм каждого раствора было взято?

    • W 1 =30%=0,3
    • W 2 =10%=0,1
    • W 3 =15%=0,15
    • m 3 (р-ра)=600 г.
    • m1(р-ра)=?
    • m2(р-ра)=?

    Учитель математики: Введём обозначения:

  • пусть m 1 (р-ра)-X г., а m 2 (р-ра)-Y г., тогда:
  • m 3 (р-ра)=m 1 (р-ра)+m 1 (р-ра)=X+Y.

    • Рассчитаем массы растворённых в-в:

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

    Составим систему уравнений:

    Решим подчёркнутое уравнение :

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

    • если Y=450 г., то X=600 г.-450 г.=150 г.
    • масса 1 р-ра=150 г.
    • масса 2 р-ра=450г.

    Учитель химии. Решим эту же задачу методом смешения. Какой ответ у вас получился? (Ответы сходятся).

    ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ.

    • В каких массовых надо смешать 20%-ный и 5%-ный растворы одного вещества, чтобы получить 10%-ный раствор?

    АЛГОРИТМ РЕШЕНИЯ:

    • 1.Ввести буквенные обозначения для масс растворов.
    • 2.Вычислить массы растворённых веществ в первом, втором растворе и смеси.
    • 3.Составить систему уравнений и решить её.
    • 4.Записать ответ.

    Инструкция

    Массовая доля – это отношение массы растворенного вещества к массе раствора . Причем она может измеряться или , тогда для этого полученный результат нужно умножить на 100% или в массовых долях (в этом случае единиц не имеет).
    Любой раствор состоит из (вода – наиболее распространенный растворитель) и растворенного вещества. Например, в любом растворе соли растворителем будет вода, а в качестве растворенного вещества будет выступать сама соль.
    Для расчетов необходимо знать хотя бы два параметра – массу воды и массу соли. Это даст возможность рассчитать массовую долю вещества , которая w (омега).

    Пример 1. Масса раствора гидроксида (KOH) 150 г, масса растворенного вещества (KOH) 20 г. Найдите массовую долю (KOH) в полученном растворе.
    m (KOH) = 20 г
    m (KOH) = 100 г
    w (KOH) - ?Существует , по которой можно определить массовую долю вещества.
    w (KOH) = m (KOH) / m (раствора (KOH) х 100%Теперь рассчитайте массовую долю растворенного вещества гидроксида калия (KOH):
    w (KOH) = 20 г / 120 г х 100% = 16,6 %

    Пример 2. Масса воды 100 г, масса соли 20 г. Найдите массовую долю хлорида в растворе.
    m (NaCl) = 20 г
    m (воды) = 100 г
    w (NaCl) - ?Имеется формула, по которой можно определить массовую долю вещества.
    w (NaCl) = m (NaCl) / m (раствора NaCl) х 100%Прежде чем воспользоваться данной формулой, найдите массу раствора , которая состоит из массы растворенного вещества и массы воды. Следовательно: m (раствора NaCl) = m (растворенного вещества NaCl) + m (воды)Подставьте конкретные значения
    m (раствора NaCl) = 100 г + 20 г = 120 гТеперь рассчитайте массовую долю растворенного вещества:
    w (NaCl) = 20 г / 120 г х 100% = 16,7 %

    Полезный совет

    При расчете не путайте такие понятия, как масса растворенного вещества и массовая доля растворенного вещества

    Массовая доля вещества показывает его содержание в более сложной структуре, например, в сплаве или смеси. Если известна общая масса смеси или сплава, то зная массовые доли составляющих веществ можно найти их массы. Найти массовую долю вещества, можно зная его массу и массу всей смеси. Эта величина, может выражаться в дольных величинах или процентах.

    Вам понадобится

    • весы;
    • периодическая таблица химических элементов;
    • калькулятор.

    Инструкция

    Определите массовую долю вещества, которое находится в смеси через массы смеси и самого вещества. Для этого с помощью весов определите массы , составляющих смесь или . Затем сложите их. Полученную массу примите за 100%. Чтобы найти массовую долю вещества в смеси, поделите его массу m на массу смеси M, а результат умножьте на 100% (ω%=(m/M)∙100%). Например, в 140 г воды растворяют 20 г поваренной соли. Чтобы найти массовую долю соли, сложите массы этих двух веществ М=140+20=160 г. Затем найдите массовую долю вещества ω%=(20/160)∙100%=12,5%.

    Данный урок посвящен изучению темы «Массовая доля вещества в растворе». С помощью материалов урока Вы научитесь количественно оценивать содержание растворенного вещества в растворе, а также определять состав раствора по данным о массовой доле растворенного вещества.

    Тема: Классы неорганических веществ

    Урок: Массовая доля вещества в растворе

    Масса раствора складывается из масс растворителя и растворенного вещества:

    m(р)=m(в)+m(р-ля)

    Массовая доля вещества в растворе равна отношению массы растворенного вещества к массе всего раствора:

    Решим несколько задач с использованием приведенных формул.

    Вычислите массовую долю (в %) сахарозы в растворе, содержащем воду массой 250 г и сахарозу массой 50 г.

    Массовую долю сахарозы в растворе можно вычислить по известной формуле:

    Подставляем числовые значения и находим массовую долю сахарозы в растворе. Получили в ответе 16,7%.

    Преобразуя формулу для вычисления массовой доли вещества в растворе, вы можете находить значения массы растворенного вещества по известной массе раствора и массовой доли вещества в растворе; или массу растворителя по массе растворенного вещества и массовой доли вещества в растворе.

    Рассмотрим решение задачи, в которой изменяется массовая доля растворенного вещества при разбавлении раствора.

    К 120 г раствора с массовой долей соли 7% прилили 30 г воды. Определите массовую долю соли в образовавшемся растворе.

    Проанализируем условие задачи. В процессе разбавления раствора масса растворенного вещества не меняется, а увеличивается масса растворителя, а значит, увеличивается масса раствора и, наоборот, уменьшается массовая доля вещества в растворе.

    Во-первых, определим массу растворенного вещества, зная массу начального раствора и массовую долю соли в этом растворе. Масса растворенного вещества равна произведению массы раствора и массовой доли вещества в растворе.

    Мы уже выяснили, что масса растворенного вещества при разбавлении раствора не изменяется. Значит, вычислив массу полученного раствора, можно найти массовую долю соли в образовавшемся растворе.

    Масса полученного раствора равна сумме масс исходного раствора и добавленной воды. Массовая доля соли в образовавшемся растворе равна отношению массы растворенного вещества и массы образовавшегося раствора. Таким образом, получили массовую долю соли в образовавшемся растворе равную 5,6%.

    1. Сборник задач и упражнений по химии: 8-й кл.: к учеб. П.А. Оржековского и др. «Химия. 8 класс» / П.А. Оржековский, Н.А. Титов, Ф.Ф. Гегеле. – М.: АСТ: Астрель, 2006. (с.111-116)

    2. Ушакова О.В. Рабочая тетрадь по химии: 8-й кл.: к учебнику П.А. Оржековского и др. «Химия. 8 класс» / О.В. Ушакова, П.И. Беспалов, П.А. Оржековский; под.ред. проф. П.А. Оржековского - М.: АСТ: Астрель: Профиздат, 2006. (с.111-115)

    3. Химия. 8 класс. Учеб.для общеобр. учреждений / П.А. Оржековский, Л.М. Мещерякова, М.М. Шалашова. – М.:Астрель, 2013. (§35)

    4. Химия: 8-й класс: учеб.для общеобр. учреждений / П.А. Оржековский, Л.М. Мещерякова, Л.С. Понтак. М.: АСТ: Астрель, 2005. (§41)

    5. Химия: неорг. химия: учеб.для 8 кл. общеобразоват. учреждений / Г.Е. Рудзитис, Ф.Г. Фельдман. – М.: Просвещение, ОАО «Московские учебники», 2009. (§28)

    6. Энциклопедия для детей. Том 17. Химия / Глав.ред. В.А. Володин, вед. науч. ред. И. Леенсон. – М.: Аванта+, 2003.

    Дополнительные веб-ресурсы

    3. Взаимодействие веществ с водой ().

    Домашнее задание

    1. с. 113-114 №№ 9,10 из Рабочей тетради по химии: 8-й кл.: к учебнику П.А. Оржековского и др. «Химия. 8 класс» / О.В. Ушакова, П.И. Беспалов, П.А. Оржековский; под.ред. проф. П.А. Оржековского - М.: АСТ: Астрель: Профиздат, 2006.

    2. с.197 №№ 1,2 из учебника П.А. Оржековского, Л.М. Мещеряковой, М.М. Шалашовой «Химия: 8кл.», 2013 г.

    Доли растворенного вещества
    ω = m1 / m,
    где m1 – масса растворенного вещества, а m – масса всего раствора.

    Если массовой доли растворенного вещества нужно , умножьте полученное число на 100%:
    ω = m1 / m х 100%

    В задачах, где нужно вычислить массовые доли каждого из элементов, входящих в химического вещества, используйте таблицу Д.И. Менделеева. Например, узнайте массовые доли каждого из элементов, входящих в состав углеводорода, которого C6H12

    m (C6H12) = 6 х 12 + 12 х 1= 84 г/моль
    ω (С) = 6 m1(С) / m (C6H12) х 100% = 6 х 12 г / 84 г/моль х 100% = 85%
    ω (Н) = 12 m1(Н) / m (C6H12) х 100% = 12 х 1 г / 84 г/моль х 100% = 15%

    Полезный совет

    Задачи на нахождение массовой доли вещества после упаривания, разбавления, концентрирования, смешивания растворов решайте с помощью формул, полученных из определения массовой доли. Например, задачу на упаривание можно решить с помощью такой формулы
    ω 2= m1 / (m – Dm) = (ω 1 m) / (m – Dm), где ω 2 – массовая доля вещества в упаренном растворе, Dm - разница между массами до нагревания и после.

    Источники:

    • как определить массовую долю вещества

    Бывают ситуации, когда необходимо вычислить массу жидкости , содержащейся в какой-либо емкости. Это может быть и во время учебного занятия в лаборатории, и в ходе решения бытовой проблемы, например, при ремонте или покраске.

    Инструкция

    Самый простой метод – прибегнуть к взвешиванию. Сначала взвесьте емкость вместе с , потом перелейте жидкость в другую емкость, подходящую по размерам, и взвесьте пустую тару. А затем остается лишь вычесть из большего значения меньшее, и вы получите . Разумеется, к этому способу можно прибегать, только имея дело с невязкими жидкостями, которые после перелива практически не остаются на стенках и днище первой емкости. То есть, -то количество и тогда останется, но оно будет настолько мало, что им можно пренебречь, на точности вычислений это почти не отразится.

    А если жидкость вязкая, например, ? Как тогда ее массу ? В этом случае вам надо знать ее плотность (ρ) и занимаемый объем (V). А дальше уже все элементарно. Масса (М) вычисляется по М = ρV. Разумеется, перед вычислением надо перевести сомножители в единую систему единиц.

    Плотность жидкости можно найти в физическом или химическом справочнике. Но лучше воспользоваться измерительным прибором – плотномером (денситометром). А объем можно вычислить, зная форму и габаритные размеры емкости (если она имеет правильную геометрическую форму). Например, если тот же глицерин находится в цилиндрической бочке с диаметром основания d и высотой h, то объем



    Рекомендуем почитать