Вычисление массы растворенного вещества, содержащегося в определенной массе раствора с известной массовой долей (стр. 1 из 4)
Ульяновский институт повышения квалификации и переподготовки работников образования кафедра естествознания
Реферат
Слушателя курсов повышения квалификации педагогического факультета группы Х-1 учителя химии средней общеобразовательной школы с. Тиинск
Левенец Раисы Сергеевны
Тема работы: Вычисление массы растворенного вещества, содержащегося в определенной массе раствора с известной массовой долей
Научный руководитель Ахметов М.А.
Зав кафедрой естествознания УИПКПРО
Ульяновск 2009
План.
I. Теоретическая часть
1. Растворы. Практическое значение растворов.
2. Концентрация растворов. Массовые доли.
3. Молярная концентрация.
4. Растворители и растворимость
а) Растворимость твердых вещ – в.
б) Растворимость жидкостей.
в) Растворимость газов.
II. Практическая часть. Задачи.
III. Список литературы.
РАСТВОРЫ.
Практическое значение растворов.
С первых шагов изучения химии приходится иметь дело с растворами.
Это одно из тех химических понятий, которые знакомы людям с малых лет.
Растворы применяют очень широко. На вопрос, что вам представляется при слове «раствор», обычно отвечают приблизительно так: «Это прозрачная жидкость, содержащая кроме воды еще какие-то вещества». На самом деле, понятие раствор значительно шире. Есть и твердые растворы (сплавы), и не водные растворы (аптечная настойка йода).раствор в химии – это прежде всего самая обычная среда для проведения всевозможных химических реакций.
Итак, что же такое раствор?
Раствор – это однородная система переменного состава.
Переменность состава растворов означает, что данные системы образованы не менее чем двумя веществами. Одно из них в растворе обычно играет роль среды, в которой распределены структурные единицы других веществ. Это вещество называется растворителем. Остальные – растворенные вещества.
В газовых смесях, хотя они однородны и имеют переменный состав (удовлетворяя в этом отношении определению раствора), нет растворителя. Газовые молекулы как бы растворены в вакууме. Поэтому нет единой точки зрения, следует ли эти системы считать растворами.
Однородность растворов является результатом дробления растворенных веществ до их структурных единиц. Только такие системы являются истинными, а не кажущимися растворами. если какие-то вещества раздроблены до песчинок или мельчайших капелек и распределены в некоторой среде, то это суспензия, эмульсия, коллоидный раствор, но не настоящий раствор, так как здесь нет однородности. Такие системы тоже имеют разнообразное практическое применение. Смесь воды, цемента и песка в строительном деле называют раствором. Но с точки зрения химии эта кашица не раствор, а смесь, суспензия.
Широкое практическое применение растворов имеет несколько причин.
1. в жидких растворах химические реакции протекают в объеме раст- вора, и поэтому все имеющееся вещество доступно для химического превращения без дополнительного воздействия на систему. Для сравнения представим себе, как идет химическая реакция в смеси твердых веществ. Их кристаллы соприкасаются в определенных точках, в которых только и возможно взаимодействие частиц. Весь остальной объем кристаллов участвовать в реакции не может. Для ускорения реакции кристаллы перетирают в ступке, прессуют, но и при этом полнота протекания реакции достигается не сразу.
В растворе реакция идет иначе. Частицы веществ довольно свободно движутся, сталкиваются и достаточно быстро подвергаются химическому превращению. Те же частицы, скованные в смеси кристаллических веществ, могут оставаться без изменения длительное время. Несмотря на это некоторые твердые вещества реагируют со взрывом. Выделение энергии, начавшееся в результате превращения отдельных частиц, расшатывают структуру вещества, и реакция лавинообразно ускоряется. Такие неприятности редко происходят в растворах, особенно в водных. Выделяющаяся энергия аккумулируется большой массой растворителя, и опасного разогревания системы не происходит.
Следует сравнить реакции в растворах с реакциями в газовых смесях веществ. В последних частицы движутся более свободно, и реакции осуществляются легко. Однако не все вещества могут быть переведены в газообразное состояние. Многие из них разлагаются прежде, чем испаряются. Кроме того, всегда предпочтительны условия проведения химических процессов не связанные с применением высоких температур. Поэтому лучшим решением задачи оказывается проведение реакции в растворе. Для нелетучих и неустойчивых веществ во многих случаях удается найти растворители и осуществлять реакции в этой среде.
Итак, растворы чрезвычайно важны как среда для проведения химических реакций.
2. Растворы имеют собственные физические свойства, отличные от свойств индивидуальных веществ. Вода замерзает при 00С, увеличивая свой объем. На морозе её нельзя применять для охлаждения автомобильного двигателя. Вместо воды используют антифриз – водный раствор этиленгликоля НОСН2 СН2 ОН, замерзающий при -400С, а при повышенном содержании этиленгликоля даже при -650С. Металлические сплавы также дают множество примеров изменения свойств растворов (сплавы – это твердые растворы) по сравнению с индивидуальными металлами.
3. У растворов есть и третье ценнейшее свойство, делающее их незаменимыми в домашнем и сельском хозяйстве, медицине и т.д. Это возможность изменения силы действия растворенного вещества. Вероятно, почти всем приходилось лечиться дома перманганатом калия (марганцовкой) KMnO4. Для обработки ранки или ссадины на коже его применяют в виде ярко-розового раствора, а при промывании желудка в случае пищевого отравления – в виде бледно-розового раствора. Темно-фиолетовые растворы перманганата калия в медицинских целях не используют, так как они вызывают сильные ожоги слизистых оболочек кожи. Очевидно, что окраска, а также и сила воздействия перманганата калия зависят от крепости приготовленного раствора. Точно так же и в других случаях применения вещества в растворе позволяет контролировать его действие с целью получения наибольшего полезного эффекта и снижения токсичного или разрушающего влияния.
Это делает растворы особенно ценными для использования в прикладных областях, и в самой химии.
4. Применение растворов практически очень удобно еще и потому, что вещество в растворе можно быстро отмеривать заданными порциями. Представим себе упаковку с ампулами лекарственного вещества. В каждой ампуле, к примеру, 2мл раствора, а в растворе 40мг лекарства. Такие ампулы на фармацевтических фабриках изготавливают сотнями тысяч. Практически невозможно было бы взвесить такое огромное число порций вещества. Сначала готовят большой объем раствора с заданным содержанием вещества, а потом его автоматически дозируют в ампулы, которые после этого запаивают.
Следует обратить внимание на то, что все изложенные положения характеризующие ценные свойства растворов, относятся к жидким растворам, и лишь второй пункт, и отчасти третий – также и к твердым растворам. Поэтому, вероятно, растворы и представляются главным образом в виде жидкостей.
Концентрация растворов. Массовые доли.
Свойства растворов зависят не только от того, что и в чем растворено, но и от количественного содержания растворенного вещества. Это подтверждается многочисленными наблюдениями из повседневной жизни. Раствор обычной пищевой соли может иметь и сильно-, и средне-, и слабо соленый вкус.
Силу воздействия перманганата калия можно предвидеть по интенсивности окраски раствора. Одна таблетка лекарства действует слабее, чем две таблетки, так как в обоих случаях лекарство распределяется в одном и том же объеме организма.
В чем источник различия между растворами одного и того же вещества? Может быть, это разные массы вещества? Или разные объемы растворов? Посмотрим, как это выглядит на практике.
Опыт 1. Чайную ложку соли растворяют в стакане воды, а столовую ложку – в ведре воды. Какой раствор окажется солонее? Все быстро дают один и тот же правильный ответ: раствор в стакане. Соли растворено в ведре воды в 4 раза больше, чем в стакане, но при этом объем ведра в 40 раз больше, чем объем стакана. Именно поэтому раствор в стакане солонее.
Мы подошли к строгому определению характеристики раствора, которую в повседневной жизни часто называют крепость (крепкая серная кислота, крепкий напиток), а в науке принят термин «концентрация».
Концентрация – это относительное содержание растворенного вещества.
Применяются различные виды количественного выражения концентрации.
Массовая доля вещества в растворе – это отношение массы данного вещества к массе всего раствора:
Пример 1. Приготовили раствор из 20г хлорида натрия и 80г воды. Найдите массовые доли вещества в растворе.