Сегодня поговорим о животрепещущей теме на ЕГЭ 24 – молярность!
Зачастую химикам приходится сталкиваться с растворами. Для работы с раствором необходимо знать его концентрацию.
Концентрация раствора отражает, сколько растворенного вещества содержится в растворе.
Вспомним, что такое раствор.
Раствор состоит из растворенного вещества и растворителя.
Например, вы решили растворить ложку поваренной соли (NaCl) в стакане воды. Тогда растворенное вещество – соль, растворитель – вода, а все содержимое стакана – раствор.
Концентрация этого раствора покажет, какое количество соли вы растворили в стакане.
Концентрацию нужно отразить численно. Причем таким образом, чтобы другой человек, увидев это число понял, в каком соотношении вы смешали соль и воду.
Способов выражения концентрации существует несколько: массовая доля, молярная концентрация, моляльная концентрация, нормальность, титр и т.д.
С одним из них, вы знакомы с 8 класса, это массовая доля.
Она отражает в процентах, какая масса растворенного вещества, растворена в массе раствора.
Давайте на том же стакане раствора соли вспомним, как посчитать массовую долю.
Допустим мы растворим 50 г соли в 150 г воды.
Данный способ выражения концентрации вы можете встретить в быту. Например уксус – 9% раствор уксусной кислоты в воде, перекись из аптечки – 3% раствор пероксида водорода в воде.
Однако в химической лаборатории данный способ не очень удобен.
Допустим я решила поработать с раствором хлорида натрия, который мы смешали ранее. Взяла колбу, а на ней коллега учтиво написал: NaCl 25%.
Гипотетически, решила я получить осадок хлорида серебра, причем точно рассчитать по реакции, сколько я получу. Написав уравнение реакции, я приступила к расчетам:
У меня имеется 200 г раствора хлорида натрия, сколько же я получу осадка?
Для начала мне придется перевести проценты в массу растворенного NaCl:
Потом необходимо будет рассчитать количество хлорида натрия:
Для этого расчета еще нужно будет найти молярную массу NaCl, а я, как назло, забыла атомную массу хлора, а табличка Менделеева в подсобке…
Решив все временные трудности, я вернусь к расчету количества хлорида натрия:
И только теперь, я по уравнению реакции найду количество осадка – хлорида серебра и рассчитаю массу осадка:
Таким образом, концентрация, выраженная в процентах, немного замедляет расчеты, так как эти проценты нужно в итоге переводить в количество вещества, растворенного в растворе (моль).
И вот тут пригождается молярность.
Молярная концентрация (молярность) – показывает какое количество вещества (моль) растворено в 1 литре раствора.
Обозначают молярность символом Cм, часто упрощая до С.
Измеряется молярность в моль/л, часто единицу измерения показывают символом М.
Например: надпись на колбе H₂SO₄ 5M обозначает, что в одном литре раствора растворено 5 моль серной кислоты, взяв для эксперимента такой раствор, я уже знаю количество растворенного вещества, и могу сразу приступить к расчетам количеств других веществ в реакции.
Формула для расчета молярной концентрации:
С молярностью мы косвенно уже сталкивали на ЕГЭ, в заданиях 21 и 23.
В этом году в задачах 26 и 34 ожидаются расчеты с использованием молярной концентрации.
Давайте решим пару базовых задач используя молярность.
Задача №1. В 500 мл раствора содержится 56 г гидроксида калия. Определите молярную концентрацию раствора.
1 действие: найдем количество гидроксида калия.
2 действие: переведем объем раствора в литры.
!!!Внимание!!!
Самая частая ошибка у невнимательных студентов – забыть перевести объем в литры. В расчетной формуле используются именно литры!
500 мл = 0,5 л
3 действие: рассчитаем молярность:
Расчет окончен.
Небольшой лайфхак: формулу для расчета молярности можно переписать, подставив туда массу растворенного вещества, тогда подобная задача решается в одно действие.
Решение первой задачи через эту формулу:
Задача №2. Сульфат натрия массой 21,3 г растворили в 150 г воды, плотность полученного раствора 1,12 г/мл. Какова его молярная концентрация?
1 действие: рассчитаем массу полученного раствора:
2 действие: рассчитаем объем полученного раствора:
Напоминаю: перевести массу жидкости в объем помогает плотность:
Отсюда, объем равен:
Тогда объем нашего раствора равен:
3 действие: найдем молярность раствора:
Молярная масса сульфата натрия: M(Na₂SO₄) = 142 г/моль.
Расчет окончен.
Попробуйте решить следующую задачку самостоятельно:
Какую массу нитрата аммония NН₄NО₃ надо взять для приготовления 5 л 2 М раствора? (Ответ: 800 г)
Теперь мы овладели понятием молярность, и готовы решать более сложные задачи. Разбор более сложных задач смотрите в следующей статье.
Если у вас остались вопросы, записывайтесь на занятия по ссылке:
https://vk.com/chemistry_vs_rules
Подписывайтесь на мой канал, а также группу ВК.