§ 12. Розрахункові задачі: обчислення масової частки й маси розчиненої речовини в розчині

У цьому параграфі ви повторите:

• який спосіб вираження вмісту розчиненої речовини в розчині називають масовою часткою;

• як обчислювати масову частку й масу розчиненої речовини в розчині.

Склад будь-якого розчину можна виразити як якісно, так і кількісно. У разі якісної оцінки розчинів застосовують такі поняття, як розбавлений і концентрований розчин. Розчин із відносно низьким умістом розчиненої речовини називають розбавленим, а розчин із відносно високим умістом розчиненої речовини — концентрованим. Для більш точної кількісної оцінки розчинів використовують інше поняття: масову частку розчиненої речовини.

Масовою часткою розчиненої речовини (w) називають відношення маси розчиненої речовини до загальної маси розчину:

де т (розчину) = т (речовини) + т (розчинника).

Якщо замість маси розчину т(р-ну) наведено значення його об’єму V(p-iiy) та густини р(р-пу), то використовують іншу формулу:

Таким чином, уміст розчиненої речовини в розчині виражають у частках одиниці або у відсотках.

Знання цих способів дуже важливе для практичного приготування розчинів і розв’язування задач.

• Приклади розв’язування задач

Приклад 1. У 180 г води розчинили 60 г цукру. Яка масова частка (%) розчиненого цукру в розчині?

Приклад 2. Яку масу натрій хлориду та води потрібно взяти для приготування 460 г розчину з масовою часткою NaCl 15 %?

Приклад 3. Якою є масова частка (%) натрій гідроксиду у випареному розчині, якщо 300 г його розчину з масовою часткою NaOH 5 % випарили до 200 г?

Приклад 4. Яку масу 10 %-вого та яку масу 50 %-вого розчинів нітратної кислоти потрібно взяти, щоби приготувати 500 г 25 %-вого розчину?

Запитання та завдання

° 1. Що означає поняття «розбавлений розчин»? «концентрований розчин»? Чи можливо на його основі вказати точні значення концентрацій цих розчинів?

° 2. Яке поняття використовують для більш точної кількісної оцінки розчинів?

° 3. Сформулюйте визначення поняття «масова частка розчиненої речовини».

4. За якими формулами визначають масову частку розчиненої речовини? У яких одиницях, якщо відомі маси розчину й розчиненої речовини, її виражають?

5. За якою формулою визначають масову частку розчиненої речовини, якщо відомі об’єм розчину, його густина та маса розчиненої речовини?

6. Визначте масову частку (%) алюміній хлориду AlCl₃ у розчині, одержаному змішуванням 200 г розчину AlCl₃ з масовою часткою 8 % і 100 г розчину AlCl₃ з масовою часткою 12 %.

7. Які маси кальцій нітрату Ca(NO₃)₂ і води потрібно взяти, щоб одержати 2 кг розчину з масовою часткою 10 %?

8. До 300 г води прилили 300 г розчину з масовою часткою нітратної кислоти ЗО %. Якою стала масова частка нітратної кислоти в отриманому розчині?

9. Які маси солі та води потрібно взяти для приготування 200 г розчинуз масовою часткою 25 %?

10. Яка масова частка (%) солі у випареному розчині, якщо 1800 г розчину солі з масовою часткою ЗО % випарили до 1200 г?

11. До 600 г розчину натрій хлориду з масовою часткою 24 % додали 360 г води. Яка масова частка (%) натрій хлориду в розчині після його розбавлення?

12. Порцію негашеного вапна CaO масою 16,8 г розчинили в 750 г води. Яка масова частка (%) Ca(OH)₂ в утвореному розчині?

13. Яку масу розчину купрум(ІІ) сульфату з масовою часткою CuSO₁ 5 % можна приготувати, маючи 50 см³ води?

14. Яку масу солі треба додати до 300 г розчину солі з масовою часткою 15 %, щоб масова частка отриманого розчину дорівнювала 24 %?

15. Якою є масова частка сульфатної кислоти, якщо її розчин об’ємом 200 см³ і густиною 1,3 г/см³ містить 117,6 г H₂SO₁?

'16. Змішали два розчини натрій гідроксиду NaOH: 120 г з масовою часткою 5 % та 130 г з масовою часткою 15 %. Обчисліть масову частку натрій гідроксиду в отриманому розчині.

* 17. У посудину налили 50 г розчину солі з w = 2 %, потім додали ЗО г розчину солі з w = 4 % та 40 г розчину розчину тієї ж солі з W = 5 %. Розчин нагріли, у результаті чого випарилося 20 г води. Яка масова частка солі в отриманому розчині?

І Тестові завдання

Відповіді на завдання, наведені у вигляді тестів, нададуть вам можливості самостійно перевірити рівень засвоєння матеріалу попередніх параграфів.

1. Хімія вивчає:

а) властивості речовин;

б) властивості речовин та їхніх сумішей;

в) властивості речовин та їхні перетворення;

г) механізми хімічних реакцій.

2. Найдрібнішою хімічно неподільною частинкою речовини є:

а) молекула; б) йон; в) атом; г) хімічний елемент.

3. Знайдіть хибне твердження. До хімічних властивостей речовин відносять:

а) взаємодію з киснем;

б) електропровідність;

в) змінення кольору під час нагрівання;

г) горіння;

ґ) дію на індикатори.

4. Знайдіть хибне твердження. До фізичних властивостей речовин відносять:

а) агрегатний стан; б) розчинність у воді;

в) температуру плавлення; г) електропровідність; ґ) густину.

5. Про хімічний елемент можна сказати, що:

а) у ході хімічних реакцій елементи не зберігаються;

б) формою існування елемента є тільки проста речовина;

в) формою існування елемента є тільки складна речовина;

г) формою існування елемента є як проста, так і складна речовина.

6. Серед перелічених властивостей не характерною для хімічного елемента є:

а) абсолютна атомна маса;

б) агрегатний стан за звичайних умов;

в) хімічна активність;

г) валентність.

7. На підставі хімічної формули складної речовини неможливо визначити:

а) кількісний елементний склад;

б) якісний елементний склад;

в) хімічну будову речовини;

г) валентність елементів.

8. Масові співвідношення елементів у нітратній кислоті HNO₃ дорівнює:

а) 2 : 14 : 64; б) 1 : 14 : 48; в) 1 : 28 : 60; г) 2 : 7 : 48.

9. Скільки хімічних елементів з наведеного переліку: Силіцій, Калій, Хлор, Магній, Сульфур, Ферум, Нітроген, Карбон — мають постійну валентність у сполуках?

а) 5; б) 9; ' в) 2; г) 6.

10. Нітроген має валентність III у всіх сполуках ряду:

а) NO₂Cl, NOF, N₂H₁; в) NF₃, NO, N₂O.;

б) NH₃, Li₃N, N₂O₃; г) N₂O, N₂O₁, NO₂.

11. Масова частка Хлору має найбільше значення в сполуці:

a) Cl₂O; б) ClO₂; в) Cl₂O₇; г) ClO₃.

12. Масова частка Натрію в сполуці Na₂E дорівнює 36,8 %, тому другим елементом є:

а) Сульфур; б) Телур; в) Оксиген; г) Селен.

13. Масова частка Нітрогену найменша в сполуці:

a) (NH₁)₃PO₁; б) Al(NO₃)₃; в) HNO₃; г) NaNO₂.

14. Оксид металічного елемента(ІІ) містить 40 % Оксигену за масою. Цим металічним елементом є:

а) Цинк; б) Манган; в) Ферум; г) Кальцій.

15. Найпростішою формулою речовини, у якій масові частки Нітрогену та Гідрогену дорівнюють відповідно 87,5 % і 12,5 %, є:

a) NH; б) NH₂; в) NH₃; г) NH₁.

16. Найпростішою формулою речовини, у якій масові частки Карбону та Гідрогену дорівнюють відповідно 75 % і 25 %, є: "

a) CH_i; б) CH₃; в) CH₂; г) СН.

17. Про закон збереження маси речовин можна сказати:

а) маса речовини зберігається, оскільки атоми не руйнуються;

б) із графіту масою 4 г можна одержати 4 г алмазів;

в) маса речовин, що вступили в реакцію, дорівнює масі речовин, які утворилися;

г) маса речовини залишається сталою.

Яке судження відповідає формулюванню цього закону?

18. У результаті випарювання 400 г розчину солі з масовою часткою 20 % зменшення його маси становило:

а) 120 г; б) 380 г; в) 80 г; г) 320 г.

19. У результаті розчинення порції цукру масою 20 г у воді об’ємом ЗО см³ отримали розчин із масовою часткою цу-кру:

а) 50 %; б) 40 %; в) ЗО %; г) 20 %.

20. Масова частка розчиненої речовини в розчині w (р-ни), маса розчиненої речовини та маса розчину зв’язані між собою формулою:

Найважливіше в розділі 1

• Хімія — це наука про склад, будову та властивості речовин і взаємні перетворення.

• Матеріальний світ складається з атомів. Атом — це хімічно неподільна частинка речовини. Атоми з однаковим зарядом ядра називають хімічним елементом. Прості речовини складаються з атомів одного виду, а складні — з атомів декількох видів.

• Молекула — найменша частинка речовини, яка має її хімічні властивості та складається з атомів, сполучених між собою хімічними зв’язками.

• Відносні маси атомів (A_r) і молекул (M_r) показують, у скільки разів маса даної частинки більша за 1/12 маси атома Карбону з атомною масою 12. Відносна молекулярна або фор-мульна маса сполуки дорівнює сумі відносних атомних мас хімічних елементів, що її утворюють, узятих з урахуванням числа атомів кожного з них.

• Якісний і кількісний склад речовини записують у вигляді хімічної формули, до якої входять символи хімічних елементів та індекси, що вказують на число атомів кожного елемента.

• Масове співвідношення елементів у сполуці — це відношення відносних атомних мас елементів, що входять до їхнього склада, з урахуванням індексів при хімічних символах цих елементів. На підставі масового співвідношення елементів у сполуці молша виводити формули дво- і триелементпих сполук.

• Масова частка (w) хімічного елемента (E) в речовині (X) показує, яка частина відносної молекулярної маси припадає на даний елемент:

де п — індекс елемента в речовині.

Сума масових часток усіх хімічних елементів у сполуці дорівнює 1 (100 %).

• Масову частку розчиненої речовини в розчині визначають за формулою

якщо замість маси розчину тл(р-ну) наведено значення його об’єму V^r(P-Hy) та густини р(р-ну).

• Зміни, що відбуваються з речовинами та тілами, називають явищами. У разі фізичних явищ змінюється тільки форма тіла або агрегатний стан речовини, а склад речовини залишається незмінним. Хімічні явища, або хімічні реакції, супроводжуються перетворенням одних речовин на інші, які мають нові властивості.

• Про перебіг реакцій можна дізнатися за такими зовнішніми ефектами, як виділення або поглинання енергії, зміна забарвлення, утворення осаду, виділення газу, поява запаху. Речовини реагують між собою в певному масовому співвідношенні.

• У результаті хімічної реакції загальна маса речовин залишається незмінною (закон збереження маси речовин); умовно хімічні реакції записують у вигляді хімічних рівнянь.

• За хімічним складом і хімічними властивостями виділяють чотири найважливіших класи складних речовин: оксиди, гідроксиди, кислоти, солі. Для розпізнавання кислот і лугів (розчинних гідроксидів) застосовують речовини-іпдикатори.

Це матеріал з підручника Хімія 8 клас Бутенко