Алгоритм решения задач на приготовление раствора из кристаллогидрата

Задача

Определить массу кристаллогидрата Na₂CO₃∙ 10H₂O и воды, которые необходимо взять для приготовления раствора массой 540 г. с массовой долей карбоната натрия 15%.

 

1. Запишите условие задачи с помощью общепринятых обозначений.

Дано:

m _р-ра = 540г

ω (Na₂CO₃) = 30%

 

m (Na₂CO₃∙ 10H₂O) =?

m(Н₂О) =?

 

Решение:

1. Определите массу карбоната натрия Na₂CO₃, содержащегося в 540 г. раствора

 

m _в-ва = ω₁· m _р-ра /100%

m (Na₂CO₃) = 15% ∙ 540 г. /100% = 81 г.

 

2. Сделайте пересчет рассчитанной массы на кристаллогидрат. Для этого рассчитайте молярные массы Na₂CO₃ и Na₂CO₃∙ 10H₂O

М (Na₂CO₃) = 106 г/моль

М (Na₂CO₃∙ 10H₂O) = 286 г/моль

Отсюда по формуле m = n∙ M найдите массы Na₂CO₃ и Na₂CO₃∙ 10H₂O, приняв количество вещества n равным 1 моль

m (Na₂CO₃) = 106 г.

m (Na₂CO₃∙ 10H₂O) = 286 г.

 

3. Вычислите массу кристаллогидрата, составив отношение:

в 286 г. Na₂CO₃∙ 10H₂O содержится 106 г. Na₂CO₃,

а в х г. Na₂CO₃∙ 10H₂O ------------------ 81 г. Na₂CO₃

 

х = 286∙ 81/ 106 = 219 г. – масса Na₂CO₃∙ 10H₂O, необходимая для приготовления раствора.

 

4. Вычислите массу воды:

m(Н₂О) = m _р-ра – m _в-ва

m(Н₂О) = 540 – 219 = 321 г.

 

5. Запишите ответ:

 

Ответ: для приготовления раствора потребуется 219 г. Na₂CO₃∙ 10H₂O и 321 г. воды

 

Задачи для самостоятельного решения:

1. Раствор Люголя, применяющийся в ЛОР-практике для смазывания слизистой оболочки полости рта и горла, содержит 17 мл воды, 1 г йода и 2 г йодида калия. Рассчитайте массовые доли йода и иодида калия в растворе Люголя.

2. Для смазывания десен приготовлен раствор из 5 мл 30%-ного раствора Н₂О₂ и 15 мл дистиллированной воды. Рассчитайте массовую долю Н₂О₂ в полученном растворе. (Плотность раствора принять равной 1 г/мл)

3. В медицинской практике применяют водные растворы перманганата калия разной концентрации. Рассчитайте массу KМnO₄ и объем воды, необходимые для приготовления 100г. 3%-ного раствора перманганата калия.

4. Какие массы соли и воды необходимо взять для приготовления 500 г 0,9% -ного раствора NaCl? Такой раствор называется физиологическим и широко используется в медицинской практике.

5. В медицине применяется 5%-ный спиртовой раствор йода для обработки ран, ссадин, операционного поля. Какой объем 5%-ного спиртового раствора йода можно приготовить из 10 г кристаллического йода? Плотность раствора 0,950 г/мл.

6. При ожогах щелочами пораженный участок кожи в течение 10-15 минут обмывают водой, а затем нейтрализуют раствором с массовой долей уксусной кислоты 2%. Какая масса уксусной эссенции с массовой долей кислоты 60% необходима для приготовления 2%-ного раствора массой 600 г?

7. При ожоге кожи кислотой, для нейтрализации применяют 3%-ный раствор гидрокарбоната натрия. Сколько граммов раствора, содержащего 25 % этой соли и воды понадобится для приготовления 100 г 3%-ного раствора.

8. При некоторых аллергических заболеваниях взрослым назначают раствор с массовой долей хлорида кальция CaCl₂ 10%, детям – с массовой долей CaCl₂ – 5%. Рассчитайте массу 10 %-ного и 2%-ного растворов CaCl₂, которые необходимы для приготовления 400 г 5%-ного раствора CaCl₂.

9. Из 400 г 50% раствора серной кислоты выпариванием удалили 100 г воды. Чему равна массовая доля H₂SO₄ в оставшемся растворе?

10. К 500 мл 30% раствора азотной кислоты (плотность 1,20 г/мл) прибавили 1 л воды. Чему равна массовая доля HNO₃ в полученном растворе?

Порядок выполнения задания: решение упражнений на смещение химического равновесия.

 

Задача (пример)

Укажите, как повлияет:

а) повышение давления;

б) повышение температуры;

в) увеличение концентрации кислорода на равновесие системы:

2CO (г) + O₂ (г) ↔ 2CO₂ (г) + Q

Решение:

а) Изменение давления смещает равновесие реакций с участием газообразных веществ (г). Определим объёмы газообразных веществ до и после реакции по стехиометрическим коэффициентам:

 

По принципу Ле Шателье, при увеличении давления, равновесие смещается в сторону образования веществ, занимающих меньший объём, следовательно равновесие сместится вправо, т.е. в сторону образования СО₂, в сторону прямой реакции (→).

б) По принципу Ле Шателье, при повышении температуры, равновесие смещается в сторону эндотермической реакции (-Q), т.е. в сторону обратной реакции – реакции разложения СО₂ (←), т.к. по закону сохранения энергии:

Q - 2CO (г) + O₂ (г) ↔ 2CO₂ (г) + Q

в) При увеличении концентрации кислорода равновесие системы смещается в сторону получения СО₂ (→) т.к. увеличение концентрации реагентов (жидких или газообразных) смещает в сторону продуктов, т.е. в сторону прямой реакции.

Задача для самостоятельного решения:

Укажите, как повлияет:

а) повышение давления;

б) повышение температуры;

в) увеличение концентрации исходных веществ на равновесие систем:

2SO2(г) + О2(г) ↔ 2SO3(г)

Н2(г) + I2(г) ↔ 2НI(г)

2NO2(г) ↔ 2NO(г) + О2(г)

Fe2O3(тв) + 3Н2(г) ↔ 2Fe(тв) + 3Н2О(г)

 

Самостоятельная работа № 2