Fracție de volum - raportul dintre volumul unei substanțe dizolvate și volumul unei soluții. Fracția de volum se măsoară în fracții de unitate sau ca procent.

unde: V 1 - volumul substanței dizolvate, l;

V este volumul total al soluției, l.

După cum am menționat mai sus, există hidrometre concepute pentru a determina concentrația soluțiilor anumitor substanțe. Astfel de hidrometre nu sunt gradate în termeni de densitate, ci direct în concentrația soluției. Pentru soluțiile obișnuite de alcool etilic, a căror concentrație este de obicei exprimată ca procent în volum, astfel de hidrometre sunt numite alcoolmetre sau andrometre.

Molaritate (concentrație în volum molar)

soluție de concentrație de molaritate

Concentrația molară - exprimată în moli, cantitatea de substanță dizolvată conținută într-un litru de soluție. Concentrația molară în sistemul SI se măsoară în mol/m3, dar în practică este mult mai des exprimată în mol/l sau mmol/l.

Este posibilă o altă desemnare pentru concentrația molară C M, care este de obicei notă M. Astfel, o soluție cu o concentrație de 0,5 mol / l se numește 0,5 molară.

unde: n este cantitatea de solut, mol;

V este volumul total al soluției, l.

Cantitatea de substanță în moli este cantitatea de substanță echivalentă cu numărul de moli de ioni de hidrogen sau cu numărul de moli de electroni din reacțiile corespunzătoare.

Molaritatea se calculează în două moduri:

Metoda 1- în funcție de masa exactă a unei substanțe chimice pure folosind formula:

M=a*1000/E*V,

unde: a este masa unei probe dintr-o substanță pură din punct de vedere chimic, g;

E este masa molară a echivalentului (particulelor condiționate) a unei substanțe chimice pure, g/mol;

V este volumul soluției utilizate pentru titrarea masei substanței, ml;

1000 - numărul de mililitri într-un litru de soluție.

Metoda 2- conform unei soluții titrate de concentrație cunoscută folosind formula:

M \u003d M 0 * V 0 / V,

unde: M 0 este molaritatea soluției substanței prin care se stabilește titrul (mol / l); V 0 - volumul soluției, care stabilește titrul (ml); V este volumul soluției, a cărei molaritate este stabilită (ml).

Concentrație normală (concentrație echivalentă molară)

Concentrație normală - numărul de echivalenți ai unei substanțe date în 1 litru de soluție. Concentrația normală este exprimată în mol-eq/l sau g-eq/l (adică echivalenți molar). Abrevierile „n” sau „N” sunt folosite pentru a înregistra concentrația unor astfel de soluții. De exemplu, o soluție care conține 0,1 mol-eq/l se numește decinormal și se scrie ca 0,1 n.

unde: n este cantitatea de solut, mol; V - volumul total al soluției, l; z este numărul de echivalență.

Concentrația normală poate diferi în funcție de reacția în care este implicată substanța. De exemplu, o soluție de un molar de H2S04 va fi una normală dacă se intenționează să reacționeze cu un alcali pentru a forma hidrosulfat de KHS04 și două normale dacă va reacționa pentru a forma K2SO4.

Fracția volumică a gazelor din amestec

1. Familiarizați-vă, scrieți definiția și formula pentru găsirea fracției de volum a gazului:

Compoziția aerului include mai multe gaze diferite: oxigen, azot, dioxid de carbon, gaze nobile, vapori de apă și alte substanțe. Conținutul fiecăruia dintre aceste gaze în aer curat este strict definit.

Pentru a exprima compoziția unui amestec de gaze în cifre, adică cantitativ, se folosește o valoare specială, care se numește fracția volumică a gazelor din amestec.

Fracția de volum a gazului din amestec este desemnată cu litera greacă - „phi”.

Fracția volumică a unui gaz dintr-un amestec este raportul dintre volumul unui gaz dat și volumul total al amestecului:

Ce arată fracția de volum a gazului din amestec sau, după cum se spune, care este semnificația fizică a acestei cantități? Fracția de volum a unui gaz arată ce parte din volumul total al amestecului este ocupată de un anumit gaz.

Dacă am putea separa 100 de litri de aer în componente gazoase separate, am obține aproximativ 78 de litri de azot, 21 de litri de oxigen, 30 ml de dioxid de carbon, volumul rămas ar conține așa-numitele gaze nobile (în principal argon) iar unele altele (Fig. 62).

Orez. 62. Compoziția aerului atmosferic

Să calculăm fracțiile de volum ale acestor gaze în aer:

Este ușor de observat că suma fracțiilor de volum ale tuturor gazelor din amestec este întotdeauna egală cu 1 sau 100%:

(azot) + (acid) + (gaz de carbon) + (alte gaze) = 78% + 21% + 0,03% + 0,97% = 100%.

Aerul pe care expirăm este mult mai sărac în oxigen (fracția lui de volum scade la 16%), dar conținutul de dioxid de carbon crește la 4%. Acest aer nu mai este potrivit pentru respirație. De aceea, o încăpere în care sunt multe persoane trebuie ventilată în mod regulat.

În chimia în producție, de multe ori trebuie să se confrunte cu problema inversă: să se determine volumul de gaz dintr-un amestec dintr-o fracție de volum cunoscută.

2. Examinați exemple de sarcini

Exemplu. Calculați volumul de oxigen conținut în 500 de litri de aer.

Din definiția fracției de volum a gazului din amestec, exprimăm volumul de oxigen:

V(acru) = V(aer) (acid).

Înlocuiți numerele din ecuație și calculați volumul de oxigen:

V(acid) \u003d 500 (l) 0,21 \u003d 105 l.

Apropo, pentru calcule aproximative, fracția de volum a oxigenului din aer poate fi luată egală cu 0,2 sau 20%.

Când calculați fracția de volum a gazelor dintr-un amestec, puteți folosi un mic truc. Știind că suma fracțiilor de volum este de 100%, pentru „ultimul” gaz din amestec, această valoare poate fi calculată diferit.

Sarcină. O analiză a atmosferei lui Venus a arătat că 50 ml de „aer” venusian conțin 48,5 ml dioxid de carbon și 1,5 ml azot. Calculați fracțiile de volum ale gazelor din atmosfera planetei.

Dat:

V(amestec) = 50 ml,

V(gaz de carbon) = ​​48,5 ml,

V(azot) = 1,5 ml.

A găsi:

(gaz de cărbune),

Decizie

Calculați fracția volumică de dioxid de carbon din amestec. Prioritate A:

Să calculăm fracția volumică de azot din amestec, știind că suma fracțiilor volumice ale gazelor din amestec este 100%:

(gaz de carbon) + (azot) = 100%,

(azot) = 100% - (gaz de carbon) = ​​100% - 97% = 3%.

Răspuns.(gaz de carbon) = ​​97%, (azot) = 3%.

Ce cantitate se folosește pentru măsurarea conținutului de componente în amestecuri de alt tip, de exemplu, în soluții? Este clar că în acest caz este incomod să folosiți fracția de volum. O nouă valoare vine în ajutor, despre care veți afla în lecția următoare.

3. Fă-ți temele:

1. Care este fracția de volum a unui component dintr-un amestec de gaze?

2. Fracția de volum a argonului în aer este de 0,9%. Ce volum de aer este necesar pentru a produce 5 litri de argon?

3. Când aerul a fost separat, s-au obținut 224 litri de azot. Ce volume de oxigen și dioxid de carbon au fost obținute în acest caz?

4. Fracția de volum a metanului din gazul natural este de 92%. Ce volum din acest amestec de gaze va conține 4,6 ml de metan?

5. Se amestecă 6 litri de oxigen și 2 litri de dioxid de carbon. Aflați fracția de volum a fiecărui gaz din amestecul rezultat.

Obiectivele lecției:

• Să studieze conceptul de fracție de masă și volum a componentelor unui amestec și să învețe cum să le calculeze.

Obiectivele lecției:

Educativ: pentru a-și face o idee despre fracția de masă și volum a componentelor amestecului, pentru a învăța cum să se calculeze aceste fracții;

Dezvoltarea: dezvoltarea capacității elevilor de a analiza, rezolva probleme, generaliza, compara și trage concluzii;

Educațional: extinderea orizontului.

Termeni de bază:

Fractiune in masa este raportul dintre masa substanței dizolvate și masa totală a soluției.

este raportul dintre volumul unei substanțe date și volumul total al amestecului.

În timpul orelor:

1. Dintre obiectele date, alegeți cel mai mic ca dimensiune:

b) o moleculă;

c) mac;

d) un grăunte de nisip.

2. În ce serie toate substanțele enumerate aparțin celor simple?

a) cretă, carbon, ozon;

b) diamant, oxigen, granit;

c) sulf, fosfor, ozon;

3. O caracteristică foarte importantă a proprietăților fizice ale apei pentru fauna sălbatică este aceea că:

a) punctul de fierbere al apei este de 100°C;

b) densitatea apei lichide este mai mare decât densitatea gheții;

c) punctul de îngheț al apei este 0º C;

d) apa are o conductivitate electrică foarte scăzută.

4. Compuși care conțin numai atomi de hidrogen și oxigen:

a) nu sunt cunoscute

b) numai unul este cunoscut;

c) se cunosc mai multe;

d) se cunoaște o cantitate uriașă.

5. Când oxigenul interacționează cu metalele:

a) se formează săruri;

b) se eliberează ozon;

c) compușii rezultați sunt întotdeauna oxizi;

d) compușii rezultați nu sunt întotdeauna oxizi.

soluții în natură.

Cele mai simple soluții constau din două componente. Unul dintre componentele soluției este un solvent. Suntem mai familiarizați cu soluțiile lichide, ceea ce înseamnă că solventul din ele este o substanță lichidă. Cel mai adesea este apă.

Știți deja că apa naturală nu este niciodată complet pură. Deci, există apă care conține o cantitate semnificativă de săruri de calciu și magneziu și se numește tare (mai există și apă moale, precum apa de ploaie). Apa dură dă puțină spumă cu săpunul, iar pe pereții cazanelor și a ibricurilor se formează depuneri atunci când este fiert. În figura 1 puteți vedea cât de dură crește apa. Duritatea apei depinde de cantitatea de săruri dizolvate în ea. Conținutul unei substanțe dizolvate într-o soluție este exprimat folosind fracția sa de masă.

Să vedem un videoclip despre duritatea apei:

Cealaltă componentă a soluției este soluția. Poate fi un gaz, un lichid sau un solid.

În bijuterii și produse tehnice, nu se folosește aurul pur, ci aliajele sale, cel mai adesea cu cupru și argint. Aur pur - metalul este prea moale, unghia lasă o urmă pe el. rezistența sa la uzură este scăzută. Testul, bazat pe produse din aur fabricate în țara noastră, înseamnă fracția de masă a aurului din aliaj, mai exact, conținutul acestuia la o mie de părți de masă ale aliajului. O probă de 583°, de exemplu, înseamnă că fracția de masă a aurului din aliaj este de 0,583 sau 58,3%.

Cotă în masă.

Una dintre cele mai comune moduri de a exprima concentrația unei soluții este în termeni de fracțiune de masă a solutului.

Raportul dintre masa substanței dizolvate și masa totală a soluției se numește fracția de masă a substanței dizolvate.

Fracția de masă este desemnată cu litera greacă „omega” și este exprimată în fracții de unitate sau procent (Figura 2).

Fig.2. Fracția de masă a componentelor amestecului.

După vizionarea videoclipului

vei înțelege conceptul de fracție de masă și vei învăța cum să o calculezi.

Dacă 100 g de soluție conțin 30 g de clorură de sodiu, aceasta înseamnă că ω(NaCl) = 0,3 sau ω(NaCl) = 30%. De asemenea, puteți spune: „Există o soluție de treizeci la sută de clorură de sodiu”.

Fracția de masă - cea mai comună concentrație în viața de zi cu zi și în majoritatea industriilor. Fracția de masă a grăsimii, de exemplu, este indicată pe pungile de lapte (uitați-vă la Figura 3).

Fig.3. Fracția de masă de grăsime din lapte.

Masa soluției este suma masei solventului și masei substanței dizolvate, adică:

m(soluție) = m(solvent) + m(solut).

Să presupunem că fracția de masă a solutului este de 0,1 sau 10%. Prin urmare, restul de 0,9, sau 90%, este fracția de masă a solventului.

Fracția de masă a unei substanțe dizolvate este utilizată pe scară largă nu numai în chimie, ci și în medicină, biologie, fizică și în viața de zi cu zi. Luați în considerare soluția unor probleme prezentate în figurile 4 și 5.

Fig.4. Sarcina de a găsi fracția de masă.

Fig.5. Sarcina de a găsi fracția de masă (în procente).

Compoziția aerului include mai multe gaze diferite: oxigen, azot, dioxid de carbon, gaze nobile, vapori de apă și alte substanțe. Conținutul fiecăruia dintre aceste gaze în aer curat este strict definit.

Pentru a exprima compozitia unui amestec de gaze in cifre, i.e. cantitativ, se folosește o valoare specială, care se numește fracția volumică a gazelor din amestec.

În mod similar, fracția de masă este determinată de fracția de volum a unei substanțe gazoase dintr-un amestec de gaze, notat cu litera greacă phi (Figura 6):

Orez. 6. Fracție de volum.

Fracția de volum a unui gaz arată ce parte din volumul total al amestecului este ocupată de un anumit gaz.

Dacă am putea separa 100 de litri de aer în componente gazoase separate, am obține aproximativ 78 de litri de azot, 21 de litri de oxigen, 30 ml de dioxid de carbon, volumul rămas ar conține așa-numitele gaze nobile (în principal argon) și alții (Figura 7).

Fig.7. Fracția de volum a gazelor nobile din aer.

Aerul pe care expirăm este mult mai sărac în oxigen (fracția lui de volum scade la 16%), dar conținutul de dioxid de carbon crește la 4%. Acest aer nu mai este potrivit pentru respirație. De aceea, o încăpere în care sunt multe persoane trebuie ventilată în mod regulat.

În chimia în producție, de multe ori trebuie să se confrunte cu problema inversă: să se determine volumul de gaz dintr-un amestec dintr-o fracție de volum cunoscută.

Să vedem cum să rezolvăm problemele pentru găsirea fracției de volum (Figura 8).

Fig.8. Problema găsirii fracției de volum.

Constatări.

1. Cele mai simple soluții constau din două componente. Unul dintre componentele soluției este un solvent. Suntem mai familiarizați cu soluțiile lichide, ceea ce înseamnă că solventul din ele este o substanță lichidă. Cealaltă componentă a soluției este soluția. Poate fi un gaz, un lichid sau un solid.

2. Una dintre cele mai comune moduri de a exprima concentrația unei soluții este prin fracția de masă a unei soluții. Raportul dintre masa substanței dizolvate și masa totală a soluției se numește fracția de masă a substanței dizolvate. Fracția de masă este desemnată cu litera greacă „omega” și este exprimată în fracții de unitate sau procent.

3. Fracția volumică a gazului arată ce parte din volumul total al amestecului este ocupată de acest gaz. Fracția de volum a unei substanțe gazoase într-un amestec de gaze este notă cu litera greacă phi.

bloc de control.

1. Care este fracția de masă a unei substanțe dizolvate?

2. Care este fracția de volum a unui component dintr-un amestec de gaze?

3. Comparați conceptele de „fracție de volum” și „fracție de masă” ale componentelor amestecului.

4. Fracția de masă a iodului din tinctura de iod farmaceutic este de 5%. Ce masă de iod și alcool trebuie luată pentru a prepara 200 g de tinctură?

5. Fracția de volum a argonului în aer este de 0,9%. Ce volum de aer este necesar pentru a produce 5 litri de argon?

6. 25 g sare de masă au fost dizolvate în 150 g apă. Determinați fracția de masă de sare din soluția rezultată.

7. Când aerul a fost separat, s-au obținut 224 litri de azot. Ce volume de oxigen și dioxid de carbon au fost obținute în acest caz?

8. Am amestecat două soluții de acid sulfuric: 80 g de 40% și 160 g de 10%. Aflați fracția de masă a acidului din soluția rezultată.

Teme pentru acasă.

1. Realizați un raport despre materia pură și soluțiile din natură.

2. Dați cât mai multe exemple posibil de indicare a fracțiunii de volum sau de masă a unei substanțe într-o soluție.

3. Vino cu câte o problemă pentru a găsi fracția de masă și volum a unei substanțe.

După cum știți, unul dintre cele mai sărate corpuri de apă din lume este Marea Moartă. În ea, fracția de masă a sării de masă NaCl poate ajunge la 10%, în timp ce în Marea Neagră - nu mai mult de 1,8%. Concentrațiile molare ale acestei săruri sunt de 3,3 mol/l, respectiv 0,5 mol/l. Astfel, fracțiile de masă diferă de aproximativ 5,5 ori, iar molaritatea de 6,6 ori. Acest lucru se explică prin faptul că apele celor două mări au densități diferite: la Marea Moartă este atât de mare încât este aproape imposibil să te îneci în ea; densitatea corpului uman este mai mică decât densitatea unei astfel de soluții saline (Figura 9).

Fig.9. Marea Moartă și înot în ea.

Datorită conținutului său ridicat de sare, Marea Moartă este considerată curativă, așa cum se arată în acest videoclip:

Bibliografie:

1. Lecție pe tema „Fracțiuni de masă și volum” Panina S.G., profesor de chimie, școala gimnazială nr. 27, Arhangelsk.

2. Lecție pe tema „Soluție” Denisov A.N., profesor de chimie, gimnaziul nr. 3, Moscova.

3. Gabrielyan O.S. Chimie. Nota a 8-a: lucru de control și verificare pentru manual de O.S. Gabrielyan „Chimie. 8" / O.S. Gabrielyan, P.N. Berezkin, A.A. Ushakova și alții - M .: Buttard, 2006.

4. Gabrielyan O.S. Chimie. Clasa a VIII-a: manual pentru instituții de învățământ - M .: Gutarda, 2008.

Editat și trimis de Borisenko I.N.

S-a lucrat la lecție:

Panina S.G.

Denisov A.N.

Borisenko I.N.

Puteți ridica o întrebare despre educația modernă, puteți exprima o idee sau rezolva o problemă urgentă la Forumul Educației unde se întrunește la nivel internațional un consiliu educațional de gândire și acțiune proaspătă. După ce a creat blog, Nu numai că îți vei îmbunătăți statutul de profesor competent, dar vei aduce și o contribuție semnificativă la dezvoltarea școlii viitorului. Breasla Liderilor Educației deschide ușa specialiștilor de top și vă invită să cooperați în direcția creării celor mai bune școli din lume.

Subiecte > Chimie > Chimie Clasa 8

Concentraţie- valoare care caracterizează compoziţia cantitativă a soluţiei.

Concentrația unei substanțe dizolvate (nu a unei soluții) este raportul dintre cantitatea de substanță dizolvată sau masa acestuia și volumul unei soluții (mol / l, g / l), adică acesta este raportul cantităților eterogene.

Acele mărimi care reprezintă raportul dintre același tip de mărimi (raportul dintre masa unei substanțe dizolvate și masa unei soluții, raportul dintre volumul unei substanțe dizolvate și volumul unei soluții) se numesc corect acțiuni. in orice caz pe practică pentru ambele tipuri de expresie a compoziției se folosește termenul concentraţieși vorbiți despre concentrația soluțiilor.

Există multe moduri de a exprima concentrația soluțiilor.

Fracție de masă (numită și concentrație procentuală)

Fracție de masă - raportul dintre masa substanței dizolvate și masa soluției. Fracția de masă se măsoară în fracții de unitate.

m 1 - masa substanței dizolvate, g (kg);

m este masa totală a soluției, g (kg).

Fracția de masă a substanței dizolvate w (B) este de obicei exprimat ca o fracțiune de unitate sau ca procent. De exemplu, fracția de masă a substanței dizolvate - CaCl 2 în apă este de 0,06 sau 6%. Aceasta înseamnă că o soluție de clorură de calciu cu o greutate de 100 g conține clorură de calciu cu o greutate de 6 g și apă cu o greutate de 94 g.

Exemplu: Câte grame de sulfat de sodiu și apă sunt necesare pentru a prepara 300 g de soluție 5%?

Soluție: m (Na 2 SO 4) \u003d w (Na 2 SO 4) / 100 \u003d (5 300) / 100 \u003d 15 (g)

unde w (Na 2 SO 4)) este fracția de masă în%, m este masa soluției în g m (H 2 O) \u003d 300 g - 15 g \u003d 285 g.

Astfel, pentru a prepara 300 g de soluție de sulfat de sodiu 5%, trebuie să luați 15 g de Na2SO4) și 285 g de apă.

Procentul de masă al componentei, ω%

ω % =(m i /Σm i)*100

Fracție de volum

Fracție de volum - raportul dintre volumul unei substanțe dizolvate și volumul unei soluții. Fracția de volum se măsoară în fracții de unitate sau ca procent.

V 1 - volumul substanței dizolvate, l;

V este volumul total al soluției, l.

Sunt hidrometre concepute pentru a determina concentrația soluțiilor anumitor substanțe. Astfel de hidrometre sunt gradate nu în valori de densitate, dar direct în valorile concentrației soluției. Pentru soluții comune Alcool etilic, a cărei concentrație este de obicei exprimată ca procent în volum, astfel de hidrometre se numesc alcoolmetre.

Molaritate (concentrație în volum molar)

Concentrația molară - cantitatea de solut (număr de moli) pe unitatea de volum a soluției. Concentrația molară în este măsurată în mol/l (M) sau mmol/l (mM). Expresia în „molaritate” este de asemenea comună. Deci, o soluție cu o concentrație de 0,5 mol / l se numește 0,5 molar.

ν - cantitatea de substanță dizolvată, mol;

V este volumul total al soluției, l.

Concentrația molară se măsoară în mol/l și se notează cu „M”. De exemplu, 2 M NaOH este o soluție de 2 molari de hidroxid de sodiu. Un litru dintr-o astfel de soluție conține 2 moli de substanță sau 80 g.

Exemplu: Ce masă de cromat de potasiu K 2 CrO 4 trebuie să luați pentru a prepara 1,2 litri de soluție 0,1 M?

Rezolvare: M (K 2 CrO 4) \u003d C (K 2 CrO 4) V M (K 2 CrO 4) \u003d 0,1 mol / l 1,2 l 194 g / mol "23,3 g.

Astfel, pentru a prepara 1,2 litri dintr-o soluție 0,1 M, trebuie să luați 23,3 g de K 2 CrO 4 și să dizolvați în apă și să aduceți volumul la 1,2 litri.