Рішення задач на розчини є важливим розділом курсу хімії в сучасній школі. У багатьох людей виникають певні труднощі при проведенні обчислень, пов'язані з відсутністю уявлень про послідовність виконання завдання. Проаналізуємо деякі терміни, які включають в себе задачі на розчини з хімії, і наведемо приклади готових рішень.

Процентна концентрація

Завдання передбачають складання і рішення пропорції. Враховуючи, що виражається цей вид концентрації в масових частках, можна визначити вміст речовини в розчині. Згадана величина є кількісною характеристикою розчину, запропонованого в завданні. Залежно від типу завдання, необхідно визначати нову відсоткову концентрацію, розраховувати масу речовини, обчислювати об'єм розчину.

Молярна концентрація

Деякі задачі на концентрацію розчинів пов'язані з визначенням кількості речовини в об'ємі розчинника. Одиницями вимірювання такої величини є моль/л. У шкільній програмі завдання такого виду зустрічаються тільки на старшому ступені навчання.

Особливості задач на розчини

Наведемо деякі задачі на розчини з хімії з рішенням, щоб показати послідовність дій при їх розв'язуванні. Для початку зауважимо, що можна робити малюнки, щоб зрозуміти суть процесів, описуваних у запропонованому завданні. При бажанні можна оформляти завдання і у вигляді таблиці, в якій будуть поставлені вихідні і шукані величини.

Завдання 1

У ємність, що містить 5 літрів 15%-розчину солі, влили сім літрів води. Визначте процентну концентрацію речовини в новому розчині. Для того щоб визначити шукану величину, що позначимо її через Х. Через пропорцію обчислимо кількісний вміст речовини в першому розчині: якщо 5 помножити на 015 отримуємо 075 грама. Далі обчислюємо масу нового розчину, враховуючи, що влили 7 літрів води, і отримуємо 12 грамів. Знаходимо вміст у відсотках кухонної солі в отриманому розчині виходячи з визначення даної величини, отримуємо: (075 : 12) х 100% = 625% Наведемо ще один приклад завдання, пов'язаного з використанням при розрахунках математичної пропорції.

Задача 2

Скільки по масі міді необхідно додати до шматка бронзи, має масу 8 кілограмів, містить 13 відсотків чистого металу, щоб збільшити процентний вміст міді до 25 %. Такі задачі на розчини спочатку вимагають визначити масу чистої міді у вихідному сплаві. Для цього можна скористатися математичною пропорцією. У результаті виходить, що маса становить: 8 х 013 = 104 кг


Шукану величину візьмемо за х (грамів), тоді в новому сплаві отримаємо її значення (104 + х) кілограмів. Виразимо масу отримуваного сплаву, отримуємо: (8 + х) кілограмів. У задачі вміст металу у відсотках в новому сплаві становить 25 відсотків, можна скласти математичне рівняння. Різноманітні задачі на розчини містять тестові завдання для перевірки рівня предметних знань випускників одинадцатих класів. Наведемо деякі умови і вирішення завдань такого типу.

Завдання 3

Визначте обсяг (при нормальних умовах) газу, який був зібраний після введення 03 моль чистого алюмінію в 160 мілілітрах теплого 20% розчину їдкого калію (119 г/мл). Послідовність проведення розрахунків в даній задачі:

Спочатку необхідно визначити масу розчину.

Далі обчислюється кількість лугу.

Отримані параметри порівнюються між собою, визначається недостача. Подальші обчислення проводять по речовині, взятому в недостатній кількості.

Пишемо рівняння реакції, що відбувається між вихідними речовинами, розставляємо стереохімічні коефіцієнти. Проводимо обчислення за рівнянням.

Маса розчину лугу, використовуваної в задачі, становить 160 х 119 = 1904 р.
Маса речовини складе 3808 грама. Кількість взятої лугу - 068 моль. В умові сказано, що кількість алюмінію 03 моль, отже, нестачі присутній саме цей метал. Подальші обчислення здійснюємо саме за нього. Виходить, що обсяг газу складе 03 х 672/2 = 1008 л. Задачі на розчини такого типу у випускників викликають максимальні труднощі. Причина в неотработанности послідовності дій, а також у відсутності сформованих уявлень про основні математичних обчисленнях.

Завдання 4

Завдання з теми «Розчини» можуть включати і визначення чистої речовини при заданому процентному вмісті домішок. Наведемо приклад такого завдання, щоб у дітей не виникало складнощів з його виконанням. Обчисліть об'єм газу, отриманого при дії концентрованої сірчаної кислоти на 2925 г солі з 20% домішок. Послідовність дій:

Враховуючи, що в умові задачі говориться про наявність 20 відсотків домішок, необхідно визначити зміст речовини по масі (80 %).

Прописуємо рівняння хімічної реакції, розставляємо стереохімічні коефіцієнти. Проводимо обчислення обсягу газу, що виділяється, використовуючи молярний об'єм.

Маса речовини, виходячи з того, що є домішки, виходить 234 грама. А при проведення обчислень з даного рівняння, отримаємо, що обсяг буде дорівнює 896 літрів.

Завдання 5

Які ще пропонуються в шкільній програмі з хімії задачі на розчини? Наведемо приклад завдання, пов'язаного з необхідністю обчислення маси продукту. Сульфід свинцю (II), що має масу 956 р, взаємодіє з 300 мл 30% розчину перекису водню (щільність 11222 г/мл). Продукт реакції становить (в грамах) Порядок рішення задачі:

Розчини речовин переводимо через пропорції в масу.

Далі визначаємо кількість кожного вихідного компонента.

Після порівняння отриманих результатів, вибираємо те речовина, яке взято в недостатній кількості.

Обчислення проводимо саме по речовині, взятому в недоліку.

Складаємо рівняння хімічної взаємодії і обчислюємо масу невідомого речовини.

Обчислимо розчин перекису, він становить 33666 грама. Маса речовини буде відповідати 10099 грама. Обчислимо кількість моль, воно складе 297. Сульфіду свинцю буде 956 /239 =04 моль, (він міститься в нестачі). Складаємо рівняння хімічної взаємодії. Визначаємо за схемою шукану величину і отримуємо 1212 грамів.

Завдання 6

Знайти кількість газу (моль), яке можна отримати при термічному випалюванні 561 кг сульфіду заліза (II), що має ступінь чистоти 80%. Порядок дій:

Обчислюємо масу чистого FeS.

Записуємо рівняння хімічної взаємодії його з киснем повітря. Проводимо обчислення реакції.

По масі чиста речовина складе 4488 р. Кількість визначуваного компонента 51 літр.

Завдання 7

З 1344 літрів (при нормальних умовах) оксиду сірки (4) приготували розчин. До нього прилили 15 літра 25% розчину їдкого натру (128 г/мл). Визначте масу отриманої солі. Алгоритм обчислень:

Розраховуємо масу розчину лугу за формулою.

Знаходимо масу і кількість моль їдкого натру.

Вираховуємо цю ж величину для оксиду сірки (4).

За співвідношенням отриманих показників визначаємо склад утвореної солі, визначаємо недолік. Розрахунки проводимо за нестачі.

Записуємо хімічну реакцію з коефіцієнтами, обчислюємо масу нової солі за нестачі.

В результаті у нас виходить:

розчин лугу складе 1171875 грама;

по масі гідроксиду натрію складе 29297 грама;

в молях цієї речовини міститься 732 моль;

анологично обчислюємо для оксиду сірки (4), отримуємо 6 моль;

в результаті взаємодії буде утворюватися середня сіль;

отримуємо 756 грамів.

Завдання 8

До 100 грамам 10% розчину хлориду амонію прилили 100 г 10%-розчину нітрату срібла. Визначте масу (у грамах) осаду. Алгоритм обчислень:

Обчислюємо масу і кількість речовини хлориду амонію.

Розраховуємо масу і кількість речовини, солі - нітрату срібла.

Визначаємо, яка з вихідних речовин було взято в недостатній кількості, проводимо по ньому розрахунки.

Записуємо рівняння реакції відбувається, проводимо по ній розрахунки маси осаду.

Холрида амонію за масою 10 г, за кількістю - 019 моль. Нітрату срібла взято 10 грамів, що складає 0059 моль. При обчисленнях за недосттаку, отримаємо масу солі 846 грама. Для того щоб впоратися зі складними завданнями, які пропонуються на випускних іспитах у дев'ятому та одинадцятому класі (за курсом неогранической хімії), необхідно володіти алгоритмами і мати певні обчислювальні навички. Крім того, важливо володіти технологією складання хімічних рівнянь, вміти розставляти коефіцієнти в процесі. Без таких елементарних умінь і навичок навіть найпростіша задача на визначення процентної концентрації речовини в розчині або суміші, здасться випускнику важким і серйозним випробуванням.