Приготовление рабочего раствора кислот и щелочей из концентрированных растворов.

Сколько мл. концентрированного раствора азотной кислоты удельного веса 1,400 потребуется для приготовления 500 мл, 1н.раствора ?

Решение: Рассчитываем вес кислоты по формуле (8):

Находим по таблице процентное содержание НNO₃удельного веса 1,400 г/см³. Оно равно 66,97%

Далее расчет производится по пропорции:

100 г р-ра – 66,97 г HNO₃

Х - 3,15 г HNO₃;

Можно этот же расчет производить по формуле:

, (9)

гдеV(HNO₃₎ – нужное количество мл. концентрированной кислоты, d- ее плотность, А – процентная концентрация кислоты, V- объем приготовляемого раствора, мл.

3. При разбавлении растворов меняется его объем и концентрация, но общее количество грамм- эквивалентов остается постоянным. Следовательно, при разбавлении можно использовать уравнение (5).

Например, до какого объема нужно разбавить 100мл 2н. Раствора HNO₃, чтобы концентрация кислоты стала равной 0,4н.

Решение:

V₁N₁= V₂N₂

V₁0,4= 100*2

V₁ = 500 мл.

Т.е. нужно к раствору прилить 400 мл. H₂O

4. Смешивание растворов. Чтобы вычислить соотношения, в которых следует взять два раствора известных концентраций, пользуются правилом “креста”. По этому правилу в центре пишут ту концентрацию, которую требуется получить (в%).

У концов линий слева пишутся концентрации исходных растворов, большая- сверху, меньшая- снизу. У концов линий креста справа пишут разность между концентрациями исходных растворов и требуемого раствора (разность меньшей концентрации и требуемой – вверху). Эта разность показывает, сколько следует взять весовых частей раствора большей концентрации. Разность большей концентрации и требуемой записывается справа внизу и показывает, сколько нужно взять раствора меньшей концентрации.

Пример1. В каком соотношении следует смешать 80%-ный раствор HCI с 10%, чтобы получить 30%-ный раствор?

Решение: По правилу «креста» находим

80 20

30 30-10=20

10 50 80-30=50

следовательно, надо взять 20 весовых частей 80%-го раствора и прибавить к нему 50 весовых частей 10%-го раствора.

Пример2. Какие количества 80%-го и 20%-го растворов HNO₃

Нужно взять, чтобы приготовить 1500г. 40%-го раствора?

Решение: Находим по правилу «креста» соотношение весовых частей:

80 20

20 40

Следовательно соотношение весовых частей g^’_А:g’_B= 20: 40. Количество 80%-го раствора определяется из соотношения:

а количество 20%-го раствора можно найти из соотношения:

Пример3. Несколько иначе выглядит расчет разбавления или увеличения концентрации имеющегося раствора. Пусть требуется рассчитать, сколько 80%-ой серной кислоты надо добавить к 500г. 20%-ой кислоты, чтобы получить 60% раствор?

Решение: по правилу «креста»

80 40

20 20

т.е. на 20г. 20%-го раствора следует взять 40г. 80%-го раствора. Далее находим то количество 80%-ой кислоты, которое нужно добавить к 500г слабой кислоты, составив пропорцию:

20 - 40

500 - X

Пример 4. При приготовлении определенных объемов растворов необходимо учитывать плотность, чтобы переводить объемные единицы измерений в весовые.

Какие количества 10%-го и 80%-го растворов азотной кислоты нужно смешать, чтобы получить 1л 60%-го раствора?

Решение: по правилу креста

80 50

10 20

т.е. исходные растворы кислот нужно смешивать в соотношении 20:50.

По справочнику находим, что плотность 60%-го раствора HNO₃ составляет 1,365, поэтому 1л нужного нам раствора весит 1365г. Это количество раствора нужно разделить на две части в соотношении 20:50. Составляем пропорции:

Из 20г 10%-го раствора получим 20+50г р-ра

Из Х г------------------------------------1365г р-ра

т.е. нужно взять 390г 10%-го раствора.

Аналогично: из 50г 80%-го раствора----------------70г

Х--------------------------------------1365г

Для удобства пересчитывают эти количества в объеме на единицы. Для 10%-го раствора HNO₃ плотность равна 1,455, поэтому объем раствора, необходимый для смешивания будет равен:

Для 60% -го раствора плотность равна 1,455, поэтому объем раствора равен:

Пример 5. При решении задач на разбавление растворов чистым растворителем нужно второй раствор в правиле «креста» считать за раствор с концентрацией 0.

Сколько воды следует добавить к 100г 40%-ой щелочи натрия, чтобы получить 5%-ый раствор?

Решение: по правилу «креста»

40 5

0 35

т.е. ,

далее определяем количество воды, которое нужно смешать со 100г щелочи:

5 - 35

100 - X

Пример 6. При решении задач на смешивание растворов, концентрации которых выражены в молях или нормальностях, моляльностях, также можно применять правило «креста».

Сколько нужно взять 0,2М и 1М растворов, чтобы приготовить 1000мл 0,4м раствора?

Решение: по правилу «креста»:

1 0,2

0,4

0,2 0,6

, тогда

Пример 7.Сколько воды нужно добавить к 1000мл. 1,15н раствора NaOH, чтобы получить 1,0Н раствор?

Решение: по правилу «креста»

1,15 1 1 - 0,15

1 1000 - X

0 0,15

Пример 8. Сколько воды и серной кислоты, удельного веса 1,82 г/см³ следует взять для приготовления 5л 2Н раствора?

Решение: Пересчитаем концентрацию серной кислоты на нормальность. По справочнику находим, что если плотность H₂SO₄ равна 1,82, то она содержит 91,11г. H₂SO₄ в 100г раствора.

В 100г раствора - 91,11г

В 1820г (1литр) - Х

Эквивалент H₂SO₄ = 49, поэтому нормальность будет равна:

Далее применяем правила «креста»:

33,8 2 .

0 31,8

т.е. отношение объемов

Из 1 литра H₂SO₄ плотностью 1,82 получается (15,9+1)л. раствора. Из Х – 5л. р-ра.

Из 15,9л. H₂O получится 16,9л. 2Н р-ра

Из Хл. H₂O -----------5л. 2Н р-ра.