В водном растворе массовая доля пероксида водорода составляет 5: В водном растворе массовая доля пероксида водорода составляет 5%. Какую массу кислорода можно получить из 170 г такого раствора?

Расчеты с моляльностью, молярностью, плотностью, массовым процентом, мольной долей

Пятнадцать примеров

Проблемы 1 — 10

Вернуться в меню решений

Задача №11: Рассчитайте молярность и мольную долю ацетона в 2,28-молярном растворе ацетона (CH ₃ COCH ₃ ) в этаноле (C ₂ H ₅ OH). (Плотность ацетона = 0,788 г/см ³ ; плотность этанола = 0,789 г/см ³ .) Предположим, что объемы ацетона и этанола складываются.

Раствор для молярности:

Помните, что 2,28 моляля означает 2,28 моля ацетона в 1,00 кг этанола.

1) Определить объемы ацетона и этанола, затем общий объем:

ацетон

2,28 моль x 58,0794 г/моль = 132,421 г

132,421 г разделить на 0,788 г/см ³ = 168,047 см ³

этанол

1000 г разделить на 0,789 г/см ³ = 1267,427 см ³

общий объем

168,047 + 1267,427 = 1435,474 см ³

2) Определить молярность:

2,28 моль/1,435 л = 1,59 М

Раствор для мольной доли:

1) Определить количество молей этанола:

1000 г / 46,0684 г/моль = 21,71 моль

2) Определите мольную долю ацетона:

2,28 / (2,28 + 21,71) = 0,0950

Задача №12: Рассчитайте нормальность 4,0-молярного раствора серной кислоты с плотностью 1,2 г/мл.

Напоминания:

N = количество эквивалентов / л раствора
#эквивалентов = молекулярная масса / n (n = количество H ⁺ или OH¯, высвобождаемых при диссоциации.)
моляль = моль растворенного вещества / кг растворителя

Решение:

1) Определить граммы H ₂ SO ₄ присутствует:

4,0 моляля = 4,0 моля H ₂ SO ₄ / 1000 г раствора

4,0 моль умножить на 98,09 г/моль = 392,32 г

2) Определить эквивалентный вес для H ₂ SO ₄ :

98,09 г/моль / 2 диссоциирующего водорода/моль = 49,05 г/эквивалент

3) Определить # эквивалентов в 392,32 г:

392,32 г раз (1 эквивалент / 49,05 г) = 8,0 эквивалента

4) Определить объем раствора:

392,32 г + 1000 г = 1392,32 г (общая масса раствора)

1392,32 г / 1,2 г/мл = 1160,27 мл

5) Определить нормальность:

Н = 8,0 эквивалентов / 1,16027 Д = 6,9 Н

Задача №13: Смесь автомобильных антифризов получают путем смешивания равных объемов этиленгликоля (d = 1,114 г/мл, молярная масса 62,07 г/моль) и воды (d = 1,000 г/мл) при 20,0 °C. . Плотность раствора 1,070 г/мл.

Выразите концентрацию этиленгликоля как:

(а) объемные проценты
(б) массовые проценты
(c) молярность
(г) моляльность
(e) мольная доля

Решение (а):

Поскольку объемы равны, объемный процент этиленгликоля составляет 50%

Решение (б):

1) Определить массы равных объемов (будем использовать 50,0 мл) двух веществ:

этиленгликоль: (50,0 мл) (1,114 г/мл) = 55,7 г
вода: (50,0 мл) (1,000 г/мл) = 50,0 г

2) Определить процентное содержание этиленгликоля:

55,7 г / 105,7 г = 52,7%

Решение (с):

1) Определить количество молей этиленгликоля:

55,7 г / 62,07 г/моль = 0,89737 моль

2) Определить объем раствора:

105,7 г / 1,070 г/мл = 98,785 мл

3) Определить молярность:

0,89737 моль/0,098785 л = 9,08 М

Решение (г):

0,89737 моль/0,050 кг = 17,9м

Обратите внимание на большую разницу между молярностью и моляльностью.

Решение (д):

1) Определить количество молей воды:

50,0 г / 18,0 г/моль = 2,77778

2) Определите мольную долю этиленгликоля:

0,89737 моль / 3,67515 моль = 0,244

Задача № 14: Какова массовая доля CsCl в 0,0711 М растворе CsCl с плотностью 1,09 г/мл?

Решение:

1) Определить массу растворенного CsCl:

Допустим, 100,0 мл раствора.

МВ = граммы / молярная масса

(0,0711 моль/л) (0,100 л) = x / 168,363 г/моль

х = 1,197 г

2) Определите массу раствора:

1,09 г/мл умножить на 100,0 мл = 109 г

Определить массовую долю CsCl в растворе:

1,197 г / 109 г = 1,098%

до трех знаков инжира: 1,10%

Задача №15: 8,77 М раствор кислоты HX имеет плотность 0,853 г/мл. Кислота HX имеет молярную массу 31,00 г/моль. Определить молярную концентрацию этого раствора, Χ _HX (мольная доля HX) и % мас./мас. (проценты по массе). Растворителем в этом растворе является вода, H ₂ O.

Комментарий: Может ли 8,77 М раствор кислоты иметь плотность 0,853 г/мл? Какая разница? Мы просто решим проблему.

Решение:

Для решения задач такого типа есть хитрость: предположим, что имеется 1,00 л (или 1000 мл) раствора. (Другое место, где используется подобный трюк, — это определение эмпирических формул, где вы предполагаете, что присутствует 100 г вещества.)

1) Некоторые предварительные расчеты:

моль кислоты: 1,00 л x (8,77 моль/л) = 8,77 моль HX (используется в моляльности и молярной доле) Массовая доля кислоты

: 8,77 моль x 31,00 г/моль = 272 г HX (проценты по массе)

масса раствора: 1000 мл x 0,853 г/мл = 853 г раствора (в процентах по массе)

масса растворителя: 853 г минус 272 г = 581 г = 0,581 кг (моляльность)

моль растворителя: 581 г разделить на 18,015 г) = 32,25 (молярная доля)

2) Расчеты для ответа на вопросы:

моляльность = 8,77 моль / 0,581 кг = 15,1 м

мольных долей = 8,77 / (8,77 + 32,25) = 0,214

% по весу = (272 г / 853 г) x 100 = 31,9%

Задача №16: Раствор перекиси водорода, H ₂ O ₂ , составляет 30,0% по массе и имеет плотность 1,11 г/см ³ . Рассчитайте моляльность (а), молярность (б) и молярную долю (в).

Решение:

1) Масса 1 л раствора:

1,11 г/см ³ раз (1000 см ³ / л) = 1110 г/л

2) Масса двух компонентов раствора:

масса H ₂ O ₂ —> 30,0% от 1110 г = 333 г
масса H ₂ O —> 70,0% от 1110 г = 777 г

3) Моль перекиси водорода:

333 г / 34,0138 г/моль = 9,79 моль

4) Моляльность:

9,79 моль/0,777 кг = 12,6 м

5) Молярность

9,79 моль/1,00 л = 9.79 М

6) Молярная доля

моль H ₂ O ₂ = 9,79
моль H ₂ O = 43,13 Всего

моля —> 9,79 + 43,13 = 52,92

мольная доля —> 9,79 / 52,92 = 0,185

Задача №17: Бытовая перекись водорода представляет собой водный раствор, содержащий 3,0% перекиси водорода по массе. Какова молярность этого раствора? (Примите плотность 1,01 г/мл.)

Решение:

1) Имеем под рукой 1000 г раствора. По объему раствора:

1000 г разделить на 1,01 г/мл = 990,1 мл

2) Поскольку H ₂ O ₂ составляет 3% по массе, мы знаем, что в 1000 г раствора содержится 30 граммов H ₂ O ₂ .

MV = масса / молярная масса

(x) (0,9901 л) = 30 г / 34,0138 г/моль

х = 0,8

М

Цифры в два знака кажутся разумными, поэтому 0,89 M.

Задача № 18: 6,90 М раствор КОН в воде содержит 30% по весу КОН. Рассчитайте плотность раствора КОН.

Решение:

Предположим, у нас есть 1,00 л раствора. Это означает, что у нас есть 6,90 моль КОН. Определим массу КОН:

6,90 моль умножить на 56,1049 г/моль = 387,124 г

387,124 г составляет 30% от общей массы раствора. (Вода составляет остальные 70%. ) Чтобы получить массу раствора, сделайте следующее:

387,124 г равно 0,3, как х равно 1

х = 1290 г

плотность раствора —> 1290 г/1000 мл = 1,29 г/мл (до трех знаков)

Задача №19: Водный раствор NaCl готовят из 138 г NaCl, разбавленного до общего объема раствора 1,30 л.

(A) Рассчитайте молярность раствора.
(B) Рассчитайте моляльность раствора. (Примите плотность раствора 1,08 г/мл.)
(C) Рассчитайте массовый процент раствора. (Примите плотность раствора 1,08 г/мл.)

Решение:

Часть А:

MV = масса / молярная масса

(x) (1,30 л) = 138 г / 58,443 г/моль

х = 1,82 М

Часть Б:

моляльность – количество молей растворенного вещества на кг растворителя. Я буду использовать 2,3613 моль (сохраняя несколько защитных цифр).

Предположим, имеется 1000 мл раствора. Это говорит нам о том, что присутствует 2,3613 моль растворенного вещества (это 138 г NaCl).

1,08 г/мл умножить на 1000 мл = 1080 г 1080 г минус 138 г = 942 г 942 г = 0,942 кг

2,3613 моль/0,942 кг = 2,51 м

Часть С:

138 г растворенного вещества было растворено в 1080 г общего раствора

(138 / 1080) умножить на 100 = 12,8% 100% минус 12,8% = 87,2% 2O

Другой тип вопросов в этой области состоит в том, чтобы попросить вас определить молярную долю каждого вещества. Для этого вам нужно знать количество молей воды:

942 г / 18,015 г/моль = 52,29 моль

Молярная доля NaCl:

2,3613 моль / (2,3613 моль + 52,29 моль) = 0,0432

Мольная доля воды:

1 − 0,0432 = 0,9568

Задача № 20: Раствор готовят растворением 28,0 г глюкозы (C ₆ H ₁₂ O ₆ ) в 350 г воды. Конечный объем раствора составляет 384 мл. Для этого решения вычислите каждое из следующих значений:

1) молярность; 2) моляльность; 3) проценты по массе; 4) мольная доля; 5) мольных процентов

Решение:

1) Молярность – это количество молей, деленное на объем растворителя в литрах.

28,0 г / 180 г/моль = 0,156 моль

0,156 моль/0,384 л = 0,405 М

2) Моляльность – это количество молей, деленное на массу растворителя в килограммах.

0,156 моль/0,350 кг = 0,444 м

3) Процент по массе, как следует из названия, представляет собой массу растворенного вещества, деленную на общую массу, умноженную на 100%.

28,0 г / (350 г + 28 г) умножить на 100 = 7,41% C ₆ H ₁₂ O ₆ по массе

4) Молярная доля – это количество молей растворенного вещества, деленное на общее количество молей.

350 г / 18,015 г/моль = 19,428 моль воды

0,156 моль / (19,428 + 0,156) = 0,0080 молярная доля C ₆ H ₁₂ O ₆

Мольная доля воды:

1 − 0,0080 = 0,992

5) Молярный процент – это мольная доля, умноженная на 100%.

0,0080 х 100 = 0,80 % С ₆ Н ₁₂ O ₆ по молям

Задача №21: Сколько граммов глюкозы надо растворить в 3 литрах воды, чтобы получить 40% раствор?

Решение:

Растворите x г глюкозы в 3 литрах воды, чтобы получить 40% раствор.

вес глюкозы = х
вес воды = 3 литра = 3000 г (примите плотность воды равной 1,00 г/мл)
, значит, общий вес раствора = x + 3000 г.

процент глюкозы —> х / (х + 3000) = 0,40 х = 0,4 (х + 3000)
х = 0,4 х + 1200
х — 0,4 х = 1200
0,6х = 1200
х = 2000 г

Проблема № 22: Уксус, продаваемый в продуктовых магазинах, описан как 5% (об./об.) уксусной кислоты. Какова молярность этого раствора (плотность 100% уксусной кислоты 1,05 г/мл)?

Решение:

1) 5% (об./об.) означает, что 5% объема приходится на уксусную кислоту. Таким образом, 1,00 л уксуса содержит 50 мл уксусной кислоты:

(0,05)(1000 мл) = 50 мл

2) Масса этой уксусной кислоты:

(1,05 г/мл) (50 мл) = 52,5 г

3) Для молярности используйте MV = масса / молярная масса

(x) (1,00 л) = 52,5 г / 60,0516 г/моль

x = 0,874 M (до трех цифр)

Задача № 23: Путем титрования было определено, что молярность уксусной кислоты в уксусе составляет 0,870 М. Переведите это значение в % (об./об.). (Плотность уксусной кислоты 1,05 г/мл)

Решение:

1) Предположим, что имеется 1,00 л раствора. Используйте MV = масса/молярная масса для определения массы присутствующей уксусной кислоты:

(0,870 моль/л) (1,00 л) = х / 60,0516 г/моль

х = 52,245 г

2) Определите, какой это объем чистой уксусной кислоты:

52,245 г разделить на 1,05 г/мл = 49,757 мл

3) Определить % (об./об.):

(49,757 мл / 1000 мл) * 100 = 4,9757

При округлении получается 4,98% (об./об.), обычно дается как 5% (об./об.).

Задача № 24: В водном растворе серной кислоты концентрация кислоты составляет 2,40 мольных процента, а плотность раствора составляет 1,079.г/мл. Рассчитайте (1) молярную концентрацию кислоты, (2) массовый процент кислоты и (3) молярность раствора.

Решение:

2,40 мольных процента кислоты означает 97,60 мольных процентов воды.

Предположим, что имеется 100 моль раствора. Это означает, что 2,40 моля раствора составляют H ₂ SO ₄ , а 97,60 моль — вода.

(1) Для определения моляльности нам нужно знать кг воды —> 97,60 моль умножить на 18,015 г/моль = 1758,264 г = 1,758264 кг

моляльность —> 2,40 моль / 1,758264 кг = 1,365 м (от 1,36 м до трех сиг инжира)

(2) Для весовых процентов нам нужна масса H ₂ SO ₄ —> 2,40 моль умножить на 98,0768 г/моль = 235,38432 г

массовых процента —> 235,38432 г / (235,38432 + 1758,264 г) = 0,118067 = 11,8% (три сиг фиги)

(3) Для молярности нам нужно знать объем раствора —> 1993,64832 г разделить на 1,079 г/мл = 1847,68 мл = 1,84768 л

Примечание: 1993,64832 г — общая масса раствора.

молярность —> 2,40 моль / 1,84768 л = 1,2989 М (от 1,30 М до трех сиг)

Кстати, мольные проценты — это мольные доли, записанные в процентах. Мольные доли в приведенной выше задаче равны 0,0240 и 0,9760.

Задача № 25: Рассчитайте моляльность, молярность и молярную долю FeCl ₃ в 26,3% (вес/вес) растворе (плотность = 1,28 г/мл).

Решение:

Молярность:

Предположим, что имеется 100 г раствора.

Присутствует 26,3 г FeCl ₃ .

100 г разделить на 1,28 г/мл = 78,125 мл

Используйте MV = масса / молярная масса

(х) (0,078125 л) = 26,3 г / 162,204 г/моль

x = 2,08 M ​​(до трех знаков)

Моляльность

100 г − 26,3 г = моляльность 73,7 г —> (26,3 г / 162,204 г/моль) / 0,0737 кг = 2,20 м (до трех знаков инжира)

Мольная доля FeCl ₃ :

моль FeCl ₃ —> 26,3 г / 162,204 г/моль = 0,1621415 моль

моль воды —> 73,7 г / 18,015 г/моль = 4,091035 моль

мольная доля —> [0,1621415 моль / (0,1621415 моль + 4,091035 моль)] = 0,0381 (до трех знаков цифры)

Задача №26: Молярная доля Na ₂ S в растворе равна 0,125. Рассчитайте массовое содержание (вес/вес) Na ₂ S в этом растворе.

Решение:

Молярная доля Na ₂ S составляет 0,125. Следовательно, мольная доля воды в растворе равна 0,875. Масса

Na ₂ S —> 0,125 моль умножить на 78,045 г/моль = 9,755625 г

масса воды —> 0,875 моль 18,015 г/моль = 15,763125 г % (мас./мас.) Na ₂ S —> [9,755625 / (9,755625 + 15,763125) * 100] = 38,2% (до трех знаков фиг.)

Задача №27: В разбавленной азотной кислоте концентрация HNO ₃ равна 6,00 М, а плотность этого раствора равна 1,19.г/мл. Используйте эту информацию для расчета массового процента и мольной доли HNO ₃ в растворе.

Решение №1:

1) Предположим, имеется 1000 мл раствора. Некоторые предварительные расчеты:

1000 мл x 1,19 г/мл = 1190 г (это масса наших 1000 мл)

6,00 моль/л x 1,00 л = 6,00 моль (это количество молей HNO ₃ в наших 1000 мл)

6,00 моль x 63,012 г/моль = 378,072 г (масса HNO ₃ в нашем 1000 мл)

1190 г минус 378,072 г = 811,928 г (масса воды в 1000 мл раствора)

2) Рассчитайте массовый процент HNO ₃ :

378,072 г / 1190 г = 31,8% (до трех знаков инжира)

3) Рассчитайте мольную долю HNO ₃ :

811,928 г / 18,015 г/моль = 45,07 моль H ₂ O

6,00 моль / (6,00 моль + 45,07 моль) = 0,118 (до трех цифр)

Решение №2:

1) Предположим, что имеется 1000 г раствора. Некоторые предварительные расчеты:

1000 г / 1,19 г/мл = 840,336 мл (объем наших 1000 г раствора)

6,00 моль/л x 0,840336 л = 5,042 моль (это количество молей HNO ₃ в наших 840,336 мл)

5,042 моль x 63,012 г/моль = 317,7065 г (масса HNO ₃ в нашем 840,336 мл)

1000 г минус 317,7065 г = 682,2935 г (масса воды в 1000 г раствора)

2) Рассчитайте массовый процент HNO ₃ :

317,7065 г / 1000 г = 31,8% (до трех знаков инжира)

3) Рассчитайте мольную долю HNO ₃ :

682,2935 г / 18,015 г/моль = 37,874 моль H ₂ O

5,042 моль / (5,042 моль + 37,874 моль) = 0,117 (до трех цифр)

Комментарий: В решении № 2 я получил 0,117485, что технически равно 0,117 (а не 0,118) при округлении до трех цифр.

Задача № 28: 0,100 М раствор NaOH будет приготовлен путем разбавления 50,0% (по массе) раствора NaOH. Этот раствор имеет плотность 1,53 г/мл. Вычислите объем этого раствора, необходимый для приготовления 1,00 x 10 ³ мл 0,100 М NaOH.

Решение:

1) Определите количество молей NaOH в 1,0 x 10 ³ мл 0,10 М раствора:

МВ = моли

(0,100 моль/л) (1,00 л) = 0,100 моль

2) Определить массу 0,100 моль NaOH

моль x молярная масса = грамм

(0,100 моль) (40,00 г/моль) = 4,00 г

3) Масса 50,0% (вес/вес) раствора, содержащего 4,00 г NaOH:

использовать соотношение и пропорцию

50 г соответствует 100 г, как 4 г соответствует x

х = 8,00 мл

4) Определите объем раствора, содержащего 8,00 г NaOH:

Люк, уууууууууууууууууууууууууууууууумент55

8,00 г / 1,53 г/мл = 5,23 мл

Задача № 29: Какова молярность раствора NaOH плотностью 1,33 г/мл, приготовленного из 70,0 мл воды, если моляльность равна 10,7 моляль?

Решение:

1) Используйте моляльность, чтобы определить, сколько NaOH было использовано с 70,0 г воды:

10,7 моль = 10,7 моль растворенного вещества на кг растворителя

10,7 моль/кг = х/0,0700 кг

х = 0,749 моль NaOH

2) Определить граммы NaOH:

(0,749 моль) (40,0 г/моль) = 29,96 г

3) Общая масса раствора:

70,0 г + 30,0 г = 100,0 г

4) Объем раствора:

100,0 г / 1,33 г/мл = 75,2 мл

5) Молярность:

0,749 моль/0,0752 л = 9,96 М

---

Задача №30a: Сколько мл 3,78%-го (вес/вес) раствора можно приготовить из 18,00 г сахарозы?

Решение:

3,78 соответствует 18, как 100 соответствует х

x = 476,19 г 476,19 — 18,00 = 458,19 г.