>>> Перейти на полный размер сайта >>>

Учебник для 7 класса

ХИМИЯ

§ 14. Массовая доля вещества в растворе

— Сколько ложечек сахара ты кладешь в чай?

— Дома две, в гостях восемь.

Шутка известная, но давайте посмотрим на нее глазами химика. Вряд ли вам понравится такой «чай в гостях». Уж очень сладкий он будет из-за неумеренного содержания сахара! Содержание растворенного вещества в растворе химики называют концентрацией.

Концентрацию вещества можно выражать различными способами. Кстати, число ложечек на стакан воды — способ вполне приемлемый, но только для кухни. Трудно представить себе химика, приготавливающего раствор таким образом.

Один из самых распространенных способов выражения концентрации — это массовая доля вещества в растворе.

Не правда ли, очень похоже на объемную долю? Так оно и есть, ведь любая доля, как вы уже знаете, — это отношение части чего-либо к целому. Как и массовая доля элемента в сложном веществе, массовая доля вещества в растворе обозначается латинской буквой w и может принимать значения от 0 до 1 (или от 0 до 100%). Она показывает, какая часть массы раствора приходится на растворенное вещество. И еще: массовая доля вещества в процентах численно равна массе растворенного вещества в 100 г раствора. К примеру, в 100 г 3%-го раствора уксуса содержится 3 г чистой уксусной кислоты.

Самые простые растворы состоят из двух компонентов. Первый — это растворитель. Для нас более привычны жидкие растворы, значит, растворитель в них — жидкое вещество. Чаще всего это вода.

Второй компонент раствора — растворенное вещество. Им может быть и газообразное, и жидкое, и твердое вещество.

Масса раствора складывается из массы растворителя и массы растворенного вещества, т. е. верно выражение:

m(раствора) = m(растворителя) + m(растворенного вещества).

Предположим, массовая доля растворенного вещества равна 0,1, или 10%. Значит, оставшиеся 0,9, или 90%, — это массовая доля растворителя.

Массовая доля растворенного вещества широко используется не только в химии, но и в медицине, биологии, физике, да и в повседневной жизни. В качестве небольшой иллюстрации сказанному рассмотрим решение некоторых задач прикладного характера.

Задача 6. Перед посадкой семена томатов дезинфицируют (протравливают) 1%-м раствором КМnO₄ (марганцовки). Какую массу такого раствора можно приготовить из 0,25 г КМnO₄?

Задача 7. В медицине широко применяют так называемые физиологические растворы, в частности раствор поваренной соли с массовой долей растворенного вещества 0,9%. Рассчитайте массы соли и воды, необходимые для приготовления 1500 г физиологического раствора.

Отличаются ли свойства растворов от свойств компонентов, образующих эти гомогенные смеси?

С помощью домашнего эксперимента (задание 9 к этому параграфу) вам будет нетрудно убедиться в том, что раствор замерзает при более низкой температуре, чем чистый растворитель. Например, морская вода (рис. 78) начинает замерзать при температуре -1,9 °С, в то время как чистая вода кристаллизуется при О °С.

Рис. 78.
Морская вода - это тоже раствор с массовой долей растворенных солей около 3,5%

Вопросы и задания

1. Что такое массовая доля растворенного вещества? Сравните понятия «объемная» и «массовая доля» компонентов смеси.
2. Массовая доля иода в аптечной йодной настойке составляет 5%. Какую массу иода и спирта нужно взять, чтобы приготовить 200 г настойки?
3. В 150 г воды растворили 25 г поваренной соли. Определите массовую долю соли в полученном растворе.
4. В 200 г столового уксуса содержится б г уксусной кислоты. Определите массовую долю кислоты в столовом уксусе.
5. Найдите массу воды и лимонной кислоты, необходимых для приготовления 50 г 5%-го раствора.
6. Из 240 г 3%-го раствора питьевой соды выпарили 80 г воды. Найдите массовую долю соды в полученном растворе.
7. К 150 г 20%-го раствора сахара добавили 30 г сахара. Найдите массовую долю вещества в полученном растворе.
8. Смешаем два раствора серной кислоты: 80 г 40%-го и 160 г 10%-го раствора. Найдите массовую долю кислоты в полученном растворе.
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 объемом 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 начнет замерзать раньше? В какой бутылке содержимое раньше превратится в лед? Сделайте вывод.

Практическая работа №3
Приготовление раствора с заданной массовой долей растворенного вещества

Цель работы состоит в приготовлении раствора с заданной массовой долей путем растворения рассчитанной массы твердого вещества в определенном объеме воды.

Рассчитайте массу твердого вещества, необходимого для приготовления раствора, в соответствии с вашим вариантом задания (табл. 3). На весах отмерьте рассчитанную массу твердого вещества и перенесите его в химический стакан.

Таблица 3
Варианты заданий для выполнения практической работы № 3

Рассчитайте массу воды, необходимой для приготовления раствора. Поскольку плотность воды равна 1 г/мл, рассчитанная вами масса численно равна ее объему воды. С помощью мерного цилиндра отмерьте вычисленный объем воды и прилейте его к веществу в стакане. Перемешивая содержимое стакана стеклянной палочкой, добейтесь полного растворения вещества в воде.