§14. Массовая доля вещества в растворе

Вопросы

1. Что такое массовая доля растворённого вещества? Сравните понятия «объёмная» и «массовая доля» компонентов смеси.

Ответ:

Массовой долей растворённого вещества называют отношение массы растворённого вещества к массе раствора.
Объёмная и массовая доли являются относительными величинами, имеют одинаковые единицы измерения, выраженные в долях единицы или в процентах.

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

Ответ:

Дано:
w (I) = 5%
m (настойки) = 200 г
Найти:
m (I) = ?
m (спирта) = ?
Решение:
m (I) = w * m (настойки) = $\frac{5 * 200}{100}$ = 10 г
m (спирта) = m (настойки) − m (I) = 200 − 10 = 190 г
Ответ: m (спирта) = 190 г; m (I) = 10 г

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

Ответ:

Дано:
m ($H_{2}O$) = 150 г
m ($NaCl$) = 25 г
Найти:
w ($NaCl$) = ?
Решение:
m (раствора) = 150+25 = 175 г
w ($NaCl$) = $\frac{m(NaCl)}{m (раствора)}$ * 100% = $\frac{25}{175}$ * 100% = 14,28%
Ответ: w ($NaCl$) = 14,28%

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

Ответ:

Дано:
m (столового уксуса) = 200 г
m (уксусной кислоты) = 6 г
Найти:
w (уксусной кислоты) = ?
Решение:
w (уксусной кислоты) = $\frac{m(ук.кислоты)}{m(ст.уксуса)}$ * 100% = $\frac{6}{200}$ * 100% = 3%
Ответ: w (уксусной кислоты) = 3%

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

Ответ:

Дано:
m (раствора) = 50 г
w (лимонной кислоты) = 5% = 0,05
Найти:
m ($H_{2}O$) = ?
m (лимонной кислоты) = ?
Решение:
m (лимонной кислоты) = w (лимонной кислоты) * m (раствора) = 0,05 * 50 = 2,5 г
m ($H_{2}O$) = 50 − 2,5 = 47,5 г
Ответ: m (лимонной кислоты) = 2,5 г; m ($H_{2}O$) = 47,5 г

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

Ответ:

Дано:
m (раствора) = 240 г
m (нового раствора) = 240 − 80 = 160 г
w (соды) = 3% = 0,03
Найти:
w (соды) в новом растворе = ?
Решение:
m (соды) = w (соды) * m (раствора) = 0,03 * 240 = 7,2 г
w (соды) в новом растворе = $\frac{m(соды)}{m(нов.раствора)}$ * 100% = $\frac{7,2}{160}$ * 100% = 4,5%
Ответ: w (соды) в новом растворе = 4,5%

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

Ответ:

Дано:
m (раствора) = 150 г
m (сахара) = 30 г
w (сахара) = 20% = 0,2
Найти:
w (сахара) в новом растворе = ?
Решение:
m (нового раствора) = 150 + 30 = 180г
m (сахара) в старом растворе = w (сахара) * m (раствора) = 0,2 * 150 = 30 г
m (сахара) в новом растворе = 30 + 30 = 60 г
w (сахара) в новом растворе = $\frac{m(сахара)}{m(раствора)}$ * 100% = $\frac{60}{180}$ * 100% = 33,33%
Ответ: w (сахара) в новом растворе = 33,33%

8. Смешаем два раствора серной кислоты: 80 г 40%−го и 160 г 10%−го раствора. Найдите масовую долю кислоты в полученном растворе.

Ответ:

Дано:
$m_{1}$ (раствора) = 80 г
$w_{1}$ ($H_{2}SO_{4}$) = 40%
$m_{2}$ (раствора) = 160 г
$w_{2}$ ($H_{2}SO_{4}$) = 10%
Найти:
$w_{общая}$ ($H_{2}SO_{4}$) = ?
Решение:
Масса серной кислоты в первом растворе: $m_{1}$ ($H_{2}SO_{4}$) = $\frac{w_{1}(H_{2}SO_{4}) * m_{1} (раствора)}{100}$ = $\frac{40 * 80}{100}$ = 32 г
Масса серной кислоты во втором растворе: $m_{2}$ ($H_{2}SO_{4}$) = $\frac{w_{2} (H_{2}SO_{4}) * m_{2} (раствора)}{100}$ = $\frac{10 * 160}{100}$ = 16 г
$m_{общая}$ (раствора) = 80 + 160 = 240 г
$m_{общая}$ ($H_{2}SO_{4}$) = 32 + 16 = 48 г
$w_{общая}$ ($H_{2}SO_{4}$) = $\frac{m_{общая} (H_{2}SO_{4})}{m_{общая} (раствора)}$ * 100% = $\frac{48}{240}$ * 100% = 20%
Ответ: $w_{общая}$ ($H_{2}SO_{4}$) = 20%

9. Пять чайных ложек поваренной соли (полных, 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. Возьмите две одинаковые пластиковые бутылки объёмом 0,5 л. В 1−ю налейте полученный раствор, а во 2−ю — водопроводную воду. Поместите бутылки в морозильную камеру холодильника. Загляните в холодильник примерно через час. Какая жидкость начнёт замерзать раньше? В какой буnылке содержимое раньше превратится в лёд? Сделайте вывод.

Ответ:

Дано:
m ($NaCl$) = 50 г
m ($H_{2}O$) = 450 г
Найти:
w ($NaCl$) = ?
Решение:
m (раствора) = 450 + 50 = 500 г
w ($NaCl$) = $\frac{m (NaCl)}{m (раствора)}$ * 100% = $\frac{50}{500}$ * 100% = 10%
Ответ: w ($NaCl$) = 10%
Если в две одинаковые пластиковые бутылки объемом 0,5 л налить полученный раствор и водопроводную воду и поместить бутылки в морозильную камеру холодильника, то водопроводная вода начнет замерзать раньше и раньше превратится в лед.
Вывод: Солёная вода из−за примесей имеет более высокую плотность и более низкую температуру замерзания, чем пресная.

Практическая работа №31

Цель работы состоит в приготовлении раствора с заданной массовой долей путём растворения рассчитанной массы твёрдого вещества в определённом объёме воды. Рассчитайте массу твёрдого вещества, необходимого для приготовления раствора, в соответствии с вашим вариантом задания (табл. 3). На весах отмерьте рассчитанную массу твёрдого вещества и перенесите его в химический стакан.
Рассчитайте массу воды, необходимой для приготовления раствора. Поскольку плотность воды равна 1 г/мл, рассчитанная вами масса воды численно равна её объёму. С помощью мерного цилиндра отмерьте вычисленный объём воды и прилейте его к веществу в стакане. Перемешивая содержимое стакана стеклянной палочкой, добейтесь полного растворения вещества в воде.
Таблица 3
Варианты заданий для выполнения практической работы №3

Вариант Растворенное вещество Масса раствора, г Массовая доля растворенного вещества, %
1 Поваренная соль 80 10
2 Сахар 150 5
3 Сода питьевая 50 2
4 Натриевая селитра 70 10

1 вариант

Дано:
m (раствора) = 80 г
w (поваренной соли) = 10% = 0,1
Найти:
m (поваренной соли) = ?
m ($H_{2}O$) = ?
Решение:
m (поваренной соли) = m (раствора) * w (поваренной соли) = 80 * 0,1 = 8 г
m ($H_{2}O$) = 80 − 8 = 72 г
Ответ: m (поваренной соли) = 8 г ; m ($H_{2}O$) = 72 г

2 вариант

Дано:
m (раствора) = 150 г
w (сахара) = 5% = 0,05
Найти:
m (сахара) = ?
m ($H_{2}O$) = ?
Решение:
m (сахара) = m (раствора) * w (сахара) = 150 * 0,05 = 7,5 г
m ($H_{2}O$) = 150 − 7,5 = 142,5 г
Ответ: m (сахара) = 7,5 г ; m ($H_{2}O$) = 142,5 г

3 вариант

Дано:
m (раствора) = 50 г
w (питьевой соды) = 2% = 0,02
Найти:
m (питьевой соды) = ?
m ($H_{2}O$) = ?
Решение:
m (питьевой соды) = m (раствора) * w (питьевой соды) = 50 * 0,02 = 1 г
m ($H_{2}O$) = 50 − 1 = 49 г
Ответ: m (питьевой соды) = 1 г ; m ($H_{2}O$) = 49 г

4 вариант

Дано:
m (раствора) = 70 г
w (натриевой селитры) = 10% = 0,1
Найти:
m (натриевой селитры) = ?
m ($H_{2}O$) = ?
Решение:
m (натриевой селитры) = m (раствора) * w (натриевой селитры) = 70 * 0,1 = 7 г
m ($H_{2}O$) = 70 − 7 = 63 г
Ответ: m (натриевой селитры) = 7 г ; m ($H_{2}O$) = 63 г