Вода. растворы. растворение

Растворы. Растворение. Процентная концентрация растворов.

Любое чистое вещество обладает индивидуальным химическим составом, который находит отражение в химической формуле. Чистому веществу соответствует определенный ряд физико-химических характеристик, строго индивидуальных для конкретного вещества. Именно по этим характеристикам (температуре кипения или плавления, электропроводности, показателю преломления и др.) можно идентифицировать чистое вещество.

Смесь же состоит из нескольких чистых веществ, и свойства смеси могут меняться в зависимости от ее количественного состава.

Например, обратите внимание, что вкус воды из-под крана разный в разных городах. Кроме того, в одном городе шампунь и мыло смываются быстро и легко, а в другом городе может возникать ощущение, что мыло смываться не хочет. Это обусловлено разной жесткостью воды, которая вызвана содержанием в ней различных солей кальция, магния и других металлов. Следовательно, вода из-под крана содержит не только индивидуальное вещество (дистиллированную воду), но и другие вещества (хлорид кальция, карбонат кальция, хлорид магния и т. д.). 

Другой пример смеси — молоко. Оно также состоит из нескольких индивидуальных веществ: воды, фосфата кальция, цитрата кальция, белка, жира, сахаров и др.

Приготовление кофе с сахаром — типичный пример приготовления смеси в домашних условиях.

Чистые вещества (индивидуальные) можно также встретить в быту, например алюминиевая ложка,  железный гвоздь, медная проволока. В то же время золотое или серебряное украшение не является чистым веществом — украшения всегда производятся из сплава металлов. 

СМЕСИ

Смесь — физико-химическая система, состоящая из нескольких химических соединений.

Смеси делятся на однородные (гомогенные) и неоднородные (гетерогенные). 

Однородными называют такие смеси, частицы в которых нельзя обнаружить ни визуально, ни с помощью оптических приборов, поскольку вещества находятся в раздробленном состоянии на микроуровне.

Неоднородными называют смеси, в которых частицы можно обнаружить либо визуально, либо с помощью оптических приборов. Причем эти вещества находятся в разных фазовых состояниях (фазах).

Однородные  смеси могут находиться в разных агрегатных состояниях:

• жидком — истинные растворы;

• газообразном — газовые смеси;

• твердом — твердые растворы, сплавы.

В природе практически не встречаются чистые вещества, они существуют в виде смесей, то есть имеют примеси. 

Для изучения свойств чистого вещества его необходимо очистить от примесей, то есть разделить смесь веществ. 

Массовая доля как понятие

Понятие "доли" наверняка вам уж знакомо. 

Например, кусок арбуза, изображенный на рисунке, составляет одну четверть от целого арбуза, то есть его доля равна 1/4 или 25%.

Чтобы лучше понять, что такое массовая доля представьте себе килограмм конфет (1000г), который мама купила своим трем детям. Из этого килограмма самому младшему ребенку досталась половина всех конфет (несправедливо конечно!). Старшему — лишь 200г, а среднему — 300г. 

Значит массовая доля конфет у младшего ребенка составит половину, или 1/2 или 50%. У среднего ребенка будет 30%, а у старшего — 20%. Следует подчеркнуть, что массовая доля может быть безразмерной величиной (четверть, половина, треть, 1/5, 1/6 и т.д.), а может измеряться в процентах (%). При решении расчетных задач массовую долю лучше переводить в безразмерную величину.

Массовая доля вещества в растворе

Любой раствор состоит из растворителя и растворенного вещества. Вода — самый распространенный неорганический растворитель. Органическими растворителями могут быть спирт, ацетон, диэтиловый эфир и др. Если в условии задачи не указана растворитель, раствор считается водным.

Массовая доля растворенного вещества рассчитывается по формуле:

ω_в-ва=(m_в-ва/m_р-ра)⋅100%

 Рассмотрим примеры решения задач.

Задача

Сколько граммов сахара и воды нужно взять для приготовления 150г 10%-ного раствора сахара?

Решение

ДАНО:

m(р-ра)=150г

ω(сахара)=10%=0,1

НАЙТИ:

m(сахара)=?

m(воды)=?

РЕШЕНИЕ:

 m(сахара) = ω(сахара)⋅m(p−pa)=0,1⋅150г=15г

m(воды)=m(р-ра) -  m(сахара) = 150г - 15г=135г.

ОТВЕТ: нужно взять 15г сахара и 135г воды.

Задача

Раствор объемом 350 мл. и плотностью 1, 142 г/мл содержит 28 г хлорида натрия. Найти массовую долю соли в растворе.

Решение

ДАНО:

V(р-ра)=350 мл.

ρ(р-ра)=1,142 г/мл

m(NaCl)=28 г

НАЙТИ:

ω(NaCl)=?

РЕШЕНИЕ:

 m(р-ра) =V(р-ра) ⋅ρ(р-ра)=350 мл ⋅ 1,142 г/мл=400г

ω(NaCl)=m(NaCl)*m(р-ра)=28г/400г=0,07=7%

ОТВЕТ: массовая доля хлорида натрия ω(NaCl)=7%

Задание для самостоятельного выполнения:

Какие массы йода и спирта необходимы для приготовления 265 г. раствора с массовой долей йода 7%?