Розчини різних речовин знаходять значне застосування в медицині, машинобудуванні і хімічному виробництві. Оскільки вони складаються з двох компонентів — розчинника і розчиненої речовини, при роботі з ними доводиться мати справу з такою величиною, як масова частка речовини. Вона є невід’ємною характеристикою будь-якого розчину, незалежно від його компонентів.
Інструкція
- При вирішенні завдань, в яких фігурують розчини одних речовин в інших, доводиться мати справу з величиною, званою масовою часткою. Вона виражає кількість розчиненої речовини по відношенню до кількості розчинника.
Масова частка — безрозмірна величина, рівна відношенню маси розчиненої речовини до маси всього розчину в цілому. Її звичайно виражають у відсотках або частках одиниці. Обчислюється вона в такий спосіб:
ωв = m в / m р-ра, де m в — маса розчиненої речовини, m р-ра — маса розчину.
Маса розчину складається з двох складових: маси розчиненої речовини і маси розчинника. Прикладом може служити розчин сірчаної кислоти. Оксид сірки SO3 розчиняють у воді H2O і отримують сірчану кислоту. Це виглядає наступним чином:
m р-ра = m в + m H2O = m SO3 + m H2O = m H2SO4.
Формулу, наведену нижче, найчастіше використовують тоді, коли в задачі не вказана маса розчину, а є лише маса розчиненої речовини і води. По-іншому масова частка виражається наступним чином:
ω в = m в / (m в + m H2O). - При відомих масі розчину і масі розчиненої речовини масова частка визначається за формулою, наведеною у попередньому кроці. При цьому виникає питання: в яких одиницях виражати масову частку розчиненої речовини? У випадку якщо її необхідно виразити в процентах, результат обчислень множать на сто:
ω в = m в * 100 / m р-ра.
У разі ж, якщо необхідно висловити результат обчислення в частках одиниці, додаткових обчислень не здійснюють. - Існують завдання, в яких навпаки, дана масова частка, а визначити потрібно масу речовини, яка знадобиться для приготування розчину. У такому випадку масу розчиненої речовини знаходять за формулою:
m в-ва = m * ω в/100. - Для приготування деяких розчинів використовують кристалогідрати. Як правило, вони представляють собою складні хімічні структури виду: FxNOy * 5H2O. Методика знаходження масової частки розчиненої речовини в даному випадку інша. По-перше, в будь-якій задачі, де фігурує кристалогідрат, вказані маса самого кристаллогидрата m кр і маса безводного речовини FxNOy. Відношення маси кристаллогидрата до його молярної масі дорівнює відношенню маси безводного речовини для її молярної маси, помноженої на коефіцієнт FxNOy:
m кр / M кр = mв / x * mв.
Масова частка безводного речовини дорівнює його масі, поділеній на масу розчину:
ω в = m в / m р.
Формулу кристаллогидрата необхідно перетворити таким чином:
m кр / M кр = ω в * mр / x * mв, де m кр — маса кристалогідрату, M кр — молярна маса кристалогідрату, ω в — масова частка безводного розчиненої речовини, m р — маса розчину, x — коефіцієнт безводного речовини, mв — молярна маса безводного речовини.
Звідси масова частка розчиненої речовини буде дорівнює:
ω в = m р * M кр / m кр * x * mв.
