Определение массы раствора по плотности и объему. Масса раствора через объем и плотность


Химик.ПРО - Нахождение объема раствора серной кислоты через молярную концентрацию

Какой объем 96-процентного раствора серной кислоты (h3SO4) плотностью 1,84 г/мл потребуется для приготовления 3 литров раствора с концентрацией 2 моль/л?

Решение задачи

Найдем сколько серной кислоты (h3SO4) (в г) потребуется для приготовления 3 л раствора с молярной концентрацией 2 моль/л. Для расчета будем использовать формулу нахождения молярной концентрации раствора:

где:

CM – молярная концентрация раствора;

n – химическое количество растворенного вещества;

M – молярная масса растворенного вещества;

m – масса растворенного вещества;

V – объем раствора.

Напомню, что под молярной концентрацией понимают количество (число моль) данного вещества, содержащегося в единице объема раствора. Молярную концентрацию выражают в моль/л или используют сокращение «M».

Из вышеуказанной формулы выразим и рассчитаем массу растворенного вещества:

Учитывая, что молярная масса серной кислоты (h3SO4) равна 98 г/моль, получаем:

m (h3SO4) = 2 моль/л ∙ 98 г/моль ∙ 3 л = 588 (г).

Используя формулу нахождения массовой доли растворенного вещества:

выразим массу раствора серной кислоты (h3SO4):

Получаем:

m (раствора h3SO4) = 588 г/ 0,96 = 612,5 (г).

Если раствор 96-процентный, то массовая доля  серной кислоты (h3SO4) в нем 0,96.

Вычислим объем раствора серной кислоты (h3SO4), который потребуется для приготовления 3 л раствора с молярной концентрацией 2 моль/л. Будем использовать формулу, устанавливающую связь между объемом и массой раствора:

Получаем:

V (раствора h3SO4) = 612,5 г /1,84 г/мл = 332,88 (мл).

Ответ: объем раствора серной кислоты равен 332,88 мл.

Похожие задачи по химии

himik.pro

Использование и применение формул массы через плотность и объём

Физика — наука невероятно увлекательная, если разобраться, что там к чему. А формулы в ней отражают реальные физические процессы, только в цифрах. И если вы будете понимать, почему формула именно такова, то учиться будет много легче. Но все сразу рассказать невозможно, и сегодня мы разберемся, как произвести нахождение массы через плотность и объём.

Прежде, чем приступить к изучению формул массы, плотности и объёма, следует уточнить некоторые детали:

  • Во-первых, объём вещества зависит от температуры. При нагревании твёрдое вещество расширяется, при низкой температуре уменьшается. Есть также особые моменты, как в случае с жидким водородом. Он не может существовать при высокой температуре, потому что превратится в газ.
  • Во-вторых, разные организации и страны имеют свои стандарты условий, при которых проводятся измерения. Иными словами, числовой показатель плотности одного и того же вещества в разных странах будет отличаться. Поэтому, прежде чем утверждать, что показатели неверные или правильные, следует уточнить условия, при которых эти показатели были получены.
  • В-третьих, помимо температуры, на фактор объёма могут влиять и такие показатели, как атмосферное давление. Оно особо важно при измерении плотности газов, так как на твёрдые вещества это практически не влияет.

Формула и удивительная история её возникновения

Самая обычная формула для большинства случаев имеет вид: m = pV , где m – масса тела, p и V – плотность вещества и его объём, занимаемый в пространстве соответственно. Можно, конечно, не заморачиваться и посчитать всё на онлайн-ресурсах, но знать формулу всё же полезно. Соответственно V = m / p , p = m / V .

Самое интересное – это то, что формулу нашёл мужик, который бегал голышом по улице и был при этом другом царя. Интересно? Тогда следующие три абзаца для вас.

Был в Древней Греции такой царь-тиран, как Гиерон II. Он начал подозревать, что его корону сделали не из чистого золота и ювелиры его облапошили. Но Гиерон не знал, как можно это доказать. Тогда он обратился к умнейшему человеку того времени – Архимеду. Получив приказ разобраться с делами государственной важности, Архимед день за днём стал искать решение вопроса.

Ох, и нелёгкая же задачка выпала учёному. Ведь на то время не было ни нужных формул, ни современных девайсов, ни гугла, чтобы быстренько найти решение. И вот однажды, придя в баню и погрузившись в неё, Архимед заметил, что выливающаяся вода равна по объёму тому, что погружено в воду.

Эврика! – Прокричал Архимед и нагишом поспешил в свою лабораторию проводить опыты. Учёный сложил все данные в своей голове и позже проделал следующий опыт: он взял корону и опустил её в воду. Затем он взял кусок золота такого же веса и опустил его также в воду. Объём вытесненной воды получился разным. Если бы корона была сделана из чистого золота, то её объём и слитка совпали. Это доказывало то, что ювелиры обманули царя. Кто бы мог подумать, что одно из величайших открытий появилось благодаря обманщикам, тирану и учёному.

Обозначения и термины

Далее будет приведён список понятий и их определение в условиях понятий об измерениях плотности:

  • Масса – плотность тела, помноженная на его объём, занимаемый в пространстве. Это также величина, определяющая силу воздействия гравитационного поля на объект.
  • Объём – физическая величина, характеризующая количество пространства, занимаемое объектом.
  • Плотность определяет то, какое количество вещества умещается в объёме при определённом весе в стандартных условиях.
  • Нормальные/стандартные условия в разных организациях имеют свои значения. К таким условиям относятся температура окружающей среды, атмосферное давление и в отдельных случаях прочие параметры.
  • Атмосферное давление – понятие, применяемое больше для газов, так как на их объём имеет большое влияние, нежели на твёрдые вещества. Атмосферное давление можно определить как силу, с которой воздействует воздух на Землю под действием гравитационного поля.
  • Температура – физический показатель степени нагрева вещества. Чем больше температура, тем больше объём тела.

Примеры решения задач

Прежде чем приступить к примерам, следует понимать, что если данные даны в килограммах и кубических сантиметрах, то нужно либо сантиметры перевести в метры, либо килограммы перевести в граммы. По такому же принципу надо переводить и остальные данные – миллиметры, тонны и так далее.

Задача 1. Найти массу тела, состоящего из вещества, плотность которого равна 2350 кг/м³ и имеет объём 20 м³. Применяем стандартную формулу и с лёгкостью находим значение. m = p*V= 2 350 * 20 = 47 000 кг.

Задача 2. Уже известно, что плотность чистого золота без примесей равна 19,32 г/см³. Найти массу драгоценной цепочки из золота, если объём составляет 3,7 см³. Воспользуемся формулой и подставим значения. p = m / V = 19,32/3,7 = 5,22162162 гр.

Задача 3. На склад поставили металл с плотностью 9250 кг/м³. Масса составляет 1,420 тонн. Нужно найти занимаемый металлом объём. Тут нужно сначала перевести либо тонны в килограммы, либо метры в километры. Проще будет воспользоваться первым методом. V = m / p = 1420/9250 = 0.153513514 м³.

Зачем и кому нужно знать эти формулы

В любой стране есть стандарты, по которым производится продукция. Неважно, какая это отрасль – пищевая, химическая или другая. Стандарты также могут быть мировыми. Так вот для того чтобы выпускаемая на заводах продукция соответствовала этим стандартам и нужны знания о плотности, массе и объёме.

Но зачем кому-то придерживаться чьих-то правил? Для начала, эти правила взяты не с потолка. К этому пришли разные бизнесмены со всего мира и нашли оптимальное решение, удовлетворяющее как производителей, так и конечных пользователей продукта. Если бы все выпускали продукцию как им вздумается, то людям было бы очень тяжело выбрать производителя. Ведь даже сейчас, со всеми стандартами и ГОСТами выбор просто огромный.

Кроме того, игнорируя физику и математику, можно выработать продукцию себе же в убыток или сделать продукцию, которая не оправдает ожиданий и будет выглядеть не так, как задумывал производитель. Есть и другие ситуации, где необходимы знания подобного рода – при подсчёте планируемого объёма, который займёт продукция на складе; вес продукции, которую нужно будет перевести и т.д.

Эти знания могут потребоваться инженерам, технологам, конструкторам и прочим профессиям, чья деятельность связана с физическими материалами. Конечно, для простого обывателя эти знания могут и не пригодиться. Однако, стоит вспомнить про случай с Архимедом и тогда вы поймёте, что знания – защита от обмана и настоящая сила!

Видео

В видео очень подробно объясняется, как рассчитать массу и объем тела по его плотности.

liveposts.ru

Определение массы раствора по плотности и объему

Химия 8 класс. (53)

Тема : Определение массы раствора по плотности и объему.

Знать : виды выражения концентрации растворов.

Уметь : определять процентную концентрацию раствора, массу раствора по плотности и объему, решать задачи.

План :

  1. Оргмомент.

  2. Повторение пройденного материала :

1) способы выражения концентрации растворов;

1) %-ная концентрация растворов.

  1. Определение массы раствора по плотности и объему (решение задач).

  2. Выставление оценок.

  3. Д/з : конспект.

Задача 1.

К 120г раствора с массовой долей соли 28% прибавили 240мл воды. Рассчитайте массовую долю соли в полученном растворе. Плотность воды принять за 1г/мл.

Дано :

m(р-ра) = 120г

ω1 = 28%

V(воды) = 240мл

р(воды) = 1г/мл

Найти :

ω2 - ?

Решение :

ω = m(р-го в-ва) : m(р-ра) ‧ 100%

V = m : p

  1. определяем массу 240мл воды :

m = V ‧ р

m = 240мл ‧ 1г/мл = 240г

  1. Определяем массу растворенного вещества в первом растворе :

m(р-го в-ва) = ω ‧ m(р-ра) : 100%

m(р-го в-ва) = 28% * 120г : 100% = 33,6г

  1. Определяем массу второго раствора :

120 + 240 = 360г

  1. Определяем массовую долю растворенного вещества в новом растворе :

ω2 = 33,6 : 360 * 100% = 9,3%

Ответ : ω2 = 9,3%

Задача 2.

Какой объем воды (в мл) нужно выпарить из 500г 5% раствора хлорида натрия для получения 20% раствора?

Дано :

m1 (р-ра) = 500г

ω1 = 5%

ω2 = 20%

р(воды) = 1г/мл

Найти :

V выпаренной воды

Решение :

  1. Определяем массы воды и соли в первом растворе :

m(р-го в-ва) = ω ‧ m(р-ра) : 100%

m(р-го в-ва) = 5% * 500г : 100% = 25 (г) масса соли

500г — 25г = 475 (г) масса воды

  1. Определяем массу второго раствора :

m(р-ра) = m(р-го в-ва) : ω2 * 100%

m(р-ра) = 25г : 20% * 100% - 125 (г)

  1. Определяем массу воды во втором растворе :

125 — 25 = 100 (г)

  1. Определяем массу выпаренной воды :

500 — 100 = 400 (г)

  1. Определяем объем выпаренной воды :

V = m : p

V = 400г * 1г/мл = 400 (мл)

Ответ : V выпаренной воды = 400мл.

Задача 3.

Хватит ли 57,85мл 22% раствора серной кислоты (р = 1,155г/мл) для полного растворения 11,05г цинка? Какой объем водорода выделится при этой реакции?

Дано :

V(h3SO4) = 57,85мл

ω = 22%

р = 1,155г/мл

m(Zn) = 11,05г

Найти :

V(Н2) = ?

Решение :

  1. Определяем массу раствора серной кислоты :

m = V ‧ р

m(h3SO4) = 57,85мл * 1,155г/мл = 66,81 (г)

  1. Определяем массу серной кислоты в растворе :

m(р-го в-ва) = ω ‧ m(р-ра) : 100%

m(h3SO4) = 22% * 66,81г : 100% = 14,69 (г)

  1. По уравнению реакции определяем достаточно ли массы кислоты для полного растворения цинка :

14,69 11,05

h3SO4 + Zn = ZnSO4 + h3

98 65

14,7 – х

98 — 65 х = 14,7 * 65 : 98 = 9,75 (г) масса цинка, которая полностью прореагирует с 14,7г кислоты, значит, цинк дается в избытке и объем водорода мы будем рассчитывать по кислоте :

14,7г хл

h3SO4 + Zn = ZnSO4 + h3

98 22,4л

х = 14,7г * 22,4л : 98г = 3,36 (л)

Ответ : кислоты не хватит, V(Н2) = 3,36л.

Просмотр содержимого документа «Определение массы раствора по плотности и объему»

Химия 8 класс. (53)

Тема : Определение массы раствора по плотности и объему.

Знать : виды выражения концентрации растворов.

Уметь : определять процентную концентрацию раствора, массу раствора по плотности и объему, решать задачи.

План :

  1. Оргмомент.

  2. Повторение пройденного материала :

1) способы выражения концентрации растворов;

1) %-ная концентрация растворов.

  1. Определение массы раствора по плотности и объему (решение задач).

  2. Выставление оценок.

  3. Д/з : конспект.

Задача 1.

К 120г раствора с массовой долей соли 28% прибавили 240мл воды. Рассчитайте массовую долю соли в полученном растворе. Плотность воды принять за 1г/мл.

Дано :

m(р-ра) = 120г

ω1 = 28%

V(воды) = 240мл

р(воды) = 1г/мл

Найти :

ω2 - ?

Решение :

ω = m(р-го в-ва) : m(р-ра) ‧ 100%

V = m : p

  1. определяем массу 240мл воды :

m = V ‧ р

m = 240мл ‧ 1г/мл = 240г

  1. Определяем массу растворенного вещества в первом растворе :

m(р-го в-ва) = ω ‧ m(р-ра) : 100%

m(р-го в-ва) = 28% * 120г : 100% = 33,6г

  1. Определяем массу второго раствора :

120 + 240 = 360г

  1. Определяем массовую долю растворенного вещества в новом растворе :

ω2 = 33,6 : 360 * 100% = 9,3%

Ответ : ω2 = 9,3%

Задача 2.

Какой объем воды (в мл) нужно выпарить из 500г 5% раствора хлорида натрия для получения 20% раствора?

Дано :

m1 (р-ра) = 500г

ω1 = 5%

ω2 = 20%

р(воды) = 1г/мл

Найти :

V выпаренной воды

Решение :

  1. Определяем массы воды и соли в первом растворе :

m(р-го в-ва) = ω ‧ m(р-ра) : 100%

m(р-го в-ва) = 5% * 500г : 100% = 25 (г) масса соли

500г — 25г = 475 (г) масса воды

  1. Определяем массу второго раствора :

m(р-ра) = m(р-го в-ва) : ω2 * 100%

m(р-ра) = 25г : 20% * 100% - 125 (г)

  1. Определяем массу воды во втором растворе :

125 — 25 = 100 (г)

  1. Определяем массу выпаренной воды :

500 — 100 = 400 (г)

  1. Определяем объем выпаренной воды :

V = m : p

V = 400г * 1г/мл = 400 (мл)

Ответ : V выпаренной воды = 400мл.

Задача 3.

Хватит ли 57,85мл 22% раствора серной кислоты (р = 1,155г/мл) для полного растворения 11,05г цинка? Какой объем водорода выделится при этой реакции?

Дано :

V(h3SO4) = 57,85мл

ω = 22%

р = 1,155г/мл

m(Zn) = 11,05г

Найти :

V(Н2) = ?

Решение :

  1. Определяем массу раствора серной кислоты :

m = V ‧ р

m(h3SO4) = 57,85мл * 1,155г/мл = 66,81 (г)

  1. Определяем массу серной кислоты в растворе :

m(р-го в-ва) = ω ‧ m(р-ра) : 100%

m(h3SO4) = 22% * 66,81г : 100% = 14,69 (г)

  1. По уравнению реакции определяем достаточно ли массы кислоты для полного растворения цинка :

14,69 11,05

h3SO4 + Zn = ZnSO4 + h3

98 65

14,7 – х

98 — 65 х = 14,7 * 65 : 98 = 9,75 (г) масса цинка, которая полностью прореагирует с 14,7г кислоты, значит , цинк дается в избытке и объем водорода мы будем рассчитывать по кислоте :

14,7г хл

h3SO4 + Zn = ZnSO4 + h3

98 22,4л

х = 14,7г * 22,4л : 98г = 3,36 (л)

Ответ : кислоты не хватит, V(Н2) = 3,36л.

kopilkaurokov.ru

Определение массы и плотности жидкостей

Определение массы жидкостей, кроме непосредственного взвешивании. - с известной погрешностью можно производить объемным методом — с помощью пипеток, бюреток, мерных цилиндров, колб, мензурок и т. п. по формуле:

m = Vp

где m — масса жидкости, г; V — ее объем, см3; р—плотность жидкости, г/см3.

Плотность жидкостей и растворов находят по справочным таблицам или определяют самостоятельно. В лабораторной практике наибольшее распространение получили два метода определения плотности: 1) определение степени погружения денсиметра з жидкость; 2) взвешивание жидкости в сосуде известного объема.

При определении плотности с помощью денсиметр а последний погружают в цилиндр с жидкостью, термостатированной при определенной температуре, обычно при 20 или 15 °С. (рис. 25).

Для измерения температуры жидкости используют термометр с ценой деления не менее 0,5°С: неточность в измерении температуры в 1°С дает ошибку в значении плотности до 0,1%. Шкала денсиметров проградупрозана непосредственно в единицах плотности. Значение плотности жидкости считывают по делению шкалы, находящемуся на одном уровне с мениском жидкости.

Рис. 21. Определение плотности жидкости с помощью денсиметра.

Цена деления таких денсиметров 0,001 г/см3, а весь набор охватывает интервал плотностей от 0,700 до 1,840 г/см3. Иногда удобнее пользоваться приборами, шкала которых проградуирована в единицах концентрации для растворов определенных веществ. Такие приборы принято называть ареометрами.

В тех случаях, когда количество жидкости, находящейся в распоряжении экспериментатора, слишком мало, ее плотность определяют посредством пикнометров— небольших (от 1 до 100 мл) мерных колб.

На каждый находящийся в работе пикнометр должен быть нанесен номер титановым карандашом и заведена индивидуальная карточка, в которую закосят его точную массу (взвешивают чистый сухой пикнометр вместе с пробкой на аналитических весах) и значение «водной константы». Водная константа — эта масса воды в объеме пикнометра, приведенная к массе воды при 4 °С (температура, при которой плотность воды равна 1 г/см3).

С целью определения водной константы нового пикнометра его тщательно моют и заполняют предварительно прокипяченной (для удаления растворенного воздуха) дистиллированной водой немного выше метки.

Наполненный пикнометр выдерживают в течение 20 мин в водяном термостате при 20°С, после чего с помощью капилляра или тонких полосок фильтровальной бумаги отбирают лишнюю воду, доводя ее уровень в шейке пикнометра до метки по нижнему краю мениска. Верхнюю часть шейки пикнометра и шлиф протирают досуха кусочком фильтровальной бумаги, закрывают пикнометр пробкой, тщательно вытирают его снаружи, обсушивают 20—25 мин, после чего взвешивают на аналитических весах. Вычитая из массы пикнометра с водой массу сухого пикнометра получают массу воды в объеме пикнометра при 20 °С. Частное от деления полученного значения на 0,99823 г (масса 1 мл воды при 20 °С) и есть водная константа пикнометра.

При определении плотности какой-либо жидкости проделывают тс же операции, что и при определении водной константы. Для вычисления относительной плотности вещества d массу жидкости в объеме данного пикнометра делят на величину его водной константы

К оглавлению

 

 

см. также

 

 

www.himikatus.ru



О сайте

Онлайн-журнал "Автобайки" - первое на постсоветском пространстве издание, призванное осветить проблемы радовых автолюбителей с привлечение экспертов в области автомобилестроения, автоюристов, автомехаников. Вопросы и пожелания о работе сайта принимаются по адресу: Онлайн-журнал "Автобайки"