Массовая доля вещества в растворе. Материал для самоподготовки учащихся.
план-конспект занятия по химии (8 класс) на тему

Массовая доля вещества в растворе

Умение приготовить раствор вещества с заданной концентрацией может пригодиться не только в химической лаборатории. В быту приходиться готовить различные маринады, сиропы. В саду – растворы для обработки растений от вредителей и подкормки. Автомобилисты любители могут готовить раствор для аккумулятора автомобиля. Иногда самостоятельно приходится готовить растворы для дезинфекции помещений. Нужно уметь разбавлять уже имеющиеся растворы до заданной концентрации, например приготовить из уксусной эссенции столовый уксус. И каждый раз необходимо знать точное содержание вещества, так как превышение концентрации или наоборот недостаточная дозировка, может привести к порче продукта, поломке автомобиля, отравлению или другим неприятным последствиям.   Как определить содержание вещества в растворе мы познакомимся на примере водных растворов и понятия «Массовая доля». Водный раствор можно условно разделить на растворитель – воду и растворенное вещество.

Массовая доля растворенного вещества определяется как  отношение массы растворенного вещества к общей массе раствора:

m (вещества)

W (вещества) = ——————

m (раствора)

Это величина безразмерная.  Ее принято  записывать в виде десятичной дроби.

И помните:  

Значение массовой доли в этом случае  не превышает единицы!

Массовую долю можно выражать и в процентах, тогда речь пойдет о процентной концентрации раствора:

m (вещества)

W (вещества) = —————— · 100%.

m (раствора)

Раствор состоит из растворенного вещества и растворителя, поэтому массу раствора определяют по формуле:

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

Самое главное в задачах подобного типа правильно определять, что известно и что надо найти. Если доля дана в процентах, для упрощения расчетов, рекомендую сразу данную величину  разделить на 100.

Разберем примеры:

Задача 1. Определите массу уксусной кислоты, которая содержится в 80 граммах столового уксуса с концентрацией кислоты в нем  9%.

 Дано:

m (уксуса) = 80 г

W (уксусной кислоты) = 9% или 0,09

Найти:

m (кислоты) - ?

Решение:

1. Подставим известные величины в формулу для нахождения массовой доли:

              m (вещества)

W (вещества) = —————— · 100%.

       m (раствора)

m (уксуса) – это масса раствора,

получаем  выражение                   m (кислоты)г

0,09 = —————— 

80г

Преобразуем формулу и найдем неизвестное:

m (кислоты) = 0,09*80г = 7,2 г

Ответ: масса уксусной кислоты7,2 г .

Задача: сахарный песок  массой 5 г растворили в 45 г воды. Определите процентную концентрацию  сахара  в растворе.

Дано:

m (сахара) = 5 г

m (H2O) = 45 г

Найти:

W (сахара) - ?

Решение:

Чтобы ответить на вопрос, необходимо найти массовую долю сахара,  выразив ее в процентах.

1.Определим общую массу полученного вещества:

m (раствора) = m (сахара) + m (H2O) = 5 г + 45 г = 50 г.

2.Вычислим массовую долю сахара в растворе:

               m (вещества)

W (вещества) = —————— · 100%.

       m (раствора)

                                 5г

W (вещества) =     ———  · 100%.

                 50г

Ответ: W (сахара) = 10%.

Задачи для самостоятельного решения.

1. В качестве лекарственного препарата обеззараживающего действия используют 2%-ный раствор нитрата серебра. Какая масса нитрата серебра содержится в аптечном пузырьке, вмещающем 50 граммов этого раствора?
2. Для прикорма грудного ребенка готовят 5%-ную манную кашу. Сколько граммов каши можно приготовить из 20 граммов манной крупы?
3. Для приготовления сладкого маринада  повар взял 1 стакан сахарного песка (160 г), 2 столовые ложки соли (1 ложка -20 г), 100 г уксуса и 0,7 литра (700г) воды. Определите  процентную концентрацию каждого компонента в маринаде.
4. Для защиты  плодовых деревьев от цветоеда используют 3%-ный раствор медного купороса. Какую массу медного купороса и воды нужно взять для приготовления  300 граммов  этого раствора?

Формулой для нахождения массовой доли удобно пользоваться для понимания процессов, происходящих при разбавлении раствора водой или, наоборот, выпаривании раствора,  прибавлении к нему новой порции растворенного вещества.

При решении подобных задач необходимо каждый раз внимательно смотреть – что меняется? Если добавляется вещество – изменяется и масса растворенного вещества,  и масса раствора на одну и ту же величину. Если раствор разбавляют водой или выпаривают,  то изменяется только масса раствора, а масса вещества остается прежней.

В разборе происходящих процессов удобно пользоваться графической схемой, которая наглядно иллюстрирует изменение массовой доли при действии с раствором.

Примеры задач:

1. Утром пятиклассник Вовочка готовит себе чай и кладет в чашку (200 г чая) 3 чайные ложки сахара (1 ложка сахара  – 8 г). Какая  концентрация  сахара в чае у Вовочки?

2. Однажды Вовочка приготовил чай, а потом пошел умываться. В это время на кухню вошла мама, подумала, что Вовочка не подсластил чай, и положила туда еще 3 ложки сахара. Как изменилась концентрация сахара в чае?

3. Вовочка вернулся на кухню и, попробовав чай, догадался, что произошло. Он знал, что очень сладкий чай  пить вредно, и поэтому решил его разбавить. Он перелил половину чая в другую чашку, а  к оставшемуся чаю прибавил 100 г воды. Удалось ли Вовочке привести чай к первоначальной концентрации сахара?

 Выполните упражнения  на тренажере