§ 14. Массовая доля вещества в растворе

§ 14. Массовая доля вещества в растворе

1. Что такое массовая доля растворенного вещества? Сравните понятия «объемная доля» и «массовая доля» компонентов смеси.

Массовой долей вещества в растворе называют отношение массы растворенного вещества к массе раствора:
ωвещества = mвещества / mраствора

В понятии «объемная доля» используется соотношение объемов, а в понятии «массовая доля» — соотношение масс.

2. Массовая доля йода в аптечной йодной настойке составляет 5%. Какую массу йода и спирта нужно взять, чтобы приготовить 200 г настойки?

ωйода = mйода / mраствора

Или

mйода = ωйода * mраствора

mйода = 0,05 * 200 = 10 (г)

mспирта = mраствора — mйода

mспирта = 200 — 10 = 190 (г)

3. В 150 г воды растворили 25 г поваренной соли. Определите массовую долю соли в полученном растворе.

ωсоли = mсоли / mраствора

mраствора = mводы + mсоли

mраствора = 150 + 25 = 175 (г)

ωсоли = 25 / 175 = 0,1429 массовых долей (м.д.) или 14, 29%

4. В 200 г столового уксуса содержится 6 г уксусной кислоты. Определите массовую долю кислоты в столовом уксусе.

ωуксусной кислоты = mуксусной кислоты / mуксуса

ωуксусной кислоты = 6 / 200 = 0,03 или 3%

5. Найдите массу воды и лимонной кислоты, необходимую для приготовления 50 г 5%-го раствора.

ωлимонной кислоты = mлимонной кислоты / mраствора

mлимонной кислоты = ωлимонной кислоты * mраствора

mлимонной кислоты = 0,05 * 50 = 2,5 (г)

mраствора = mводы + mлимонной кислоты

mводы = mраствора — mлимонной кислоты

mводы = 50 — 2,5 = 47,5 (г)

6. Из 240 г 3%-го раствора питьевой соды выпарили 80 г воды. Найдите массовую долю соды в полученном растворе.

Чтобы решить эту задачу нам нужно узнать массу соды в растворе.

mсоды = ωсоды * mраствора

mсоды = 0,03 * 240 = 7,2 (г)

Масса нового раствора будет на 80 грамм меньше после выпаривания воды. Значит:

mнового раствора = 240 — 80 = 160 (г)

ωсоды = mсоды / mнового раствора

ωсоды = 7,2 / 160 = 0,045 = 4,5%

7. К 150 г 20%-го раствора сахара добавили 30 г сахара. Найдите массовую долю вещества в полученном растворе.

Масса нового раствора будет равна массе исходного раствора + масса добавленного сахара:

mнового раствора = 150 + 30 = 180 (г)

Узнаем, сколько сахара уже было в растворе:

mсахара = ωсахара * mраствора = 0,2 * 150 = 30 (г)

В новом растворе сахара будет больше за счет добавления дополнительных 30 грамм: m2сахара = mсахара + 30 = 30 + 30 = 60 (г)

ω2сахара = m2сахара / mнового раствора = 60 / 180 = 0,3333 = 33,33%

8. Смешали два раствора серной кислоты: 80 г 40%-го и 160 г 10%-го. Найдите массовую долю кислоты в полученном растворе.

Найдем массу серной кислоты в первом и втором растворе:

m1серной кислоты = ω1серной кислоты * m1раствора = 0,4 * 80 = 32 (г)

m2серной кислоты = ω2серной кислоты * m2раствора = 0,1 * 160 = 16 (г)

Масса серной кислоты в новом растворе будет равна сумме масс серной кислоты из первого и второго растворов:

mсерной кислоты = m1серной кислоты + m2серной кислоты = 32 + 16 = 48 (г)

Масса нового раствора будет равна сумме масс первого и второго растворов:

mнового раствора = m1раствора + m2раствора = 80 + 160 = 240 (г)

Концентрация серной кислоты в новом растворе:

ωсерной кислоты = mсерной кислоты / mнового раствора = 48 / 240 = 0,2 = 20%

9. Пять чайных ложек поваренной соли (с горкой) растворите в 450 г (450 мл) воды. Учитывая, что масса соли в каждой ложке примерно 10 г, рассчитайте массовую долю соли в растворе. В две одинаковые пластиковые бутылки объемом 0,5 л налейте полученный раствор и водопроводную воду. Поместите бутылки в морозильную камеру холодильника. Загляните в холодильник примерно через час. Какая жидкость начнет замерзать раньше? В какой бутылке содержимое раньше превратится в лед? Сделайте вывод.

mсоли = Nчайных ложек * mсоли в ложке = 5 * 10 = 50 (г)

mраствора = mводы + mсоли = 450 + 50 = 500 (г)

ωсоли = mсоли / mраствора = 50 / 500 = 0,1 = 10%

Раньше начнет замерзать водопроводная вода и она же раньше превратится в лед. Соль снижает температуру замерзания воды.