Розрахункові задачи на розчинність речовини.

 Тема:                                    Розчинність речовин. Розрахункові задачі з

                                                          використанням понять: насичений, ненасичений розчин.

     Хід заняття

 Розчинність – це властивість одних речовин взаємодіяти з іншими і рівномірно розподілятися в них під дією теплового руху частинок та дифузії. Розчинність визначається концентрацією насиченого розчину.

 Для визначення розчинності твердих тіл беруть 100г розчинника і розчиняють речовину при даній температурі та інтенсивному розмішуванні до насичення. Межа розчинності фіксується наявністю стабільної твердої фази.

 Розчин, що перебуває в рівновазі з розчиненою речовиною, називають насиченим. У насиченому розчині речовина більше розчинятися не може. Розчин, в якому можна розчинити додаткову кількість речовини, називають ненасиченим. Існують також пересичені розчини, які є дуже нестійкими системами, здатними самочинно перетворюватись у насичений розчин.   

Якісно про розчинність деяких солей, кислот і основ у воді можна судити з даних таблиці розчинності, де літерою " р " позначені добре розчинні ( більше 1г в 100г води ), " м " – малорозчинні ( від 0,001г до 1г в 100г води ), " н " – умовно нерозчинні ( менше 0,001г в 100г води ) речовини. Абсолютно нерозчинних речовин не існує.

Задача №1. За 20⁰С в 2кг води максимально можна розчинити 1,51кг хлориду кальцію. Визначити розчинність солі.

                Розв'язання

100г води    –   х г солі

2000г води  –  1510г солі        х = 75,5г солі

Відповідь: 75,5г / 100г Н₂О

 Задача №2. Випарюванням насиченого при 10⁰С водного розчину натрій хлориду масою 200г одержали 53г солі. Визначте розчинність солі при даній температурі.

                                                 Розв'язання

1) m ( води ) = m_{розчину} – m_солі = 200г – 53г = 147г

2)         100г води   –   х г солі

147г води   –  53г солі        х = 36,05г солі

Відповідь: 36,05г / 100г Н₂О

 Задача №3. Розчинність натрій нітрату при 10⁰С дорівнює 80,5г на 100г води. Визначте масу солі, яку можна розчинити у 250г води при даній температурі.

                                                Розв'язання

1)         100г води   –  80,5г солі

250г води   –  х г солі        х = 201,25г солі

Відповідь: 201,25г солі

 Задача №4. Визначте масу магній сульфату, яку можна добути при випаровуванні 170г насиченого при 85⁰С розчину. Розчинність солі при даній температурі становить 65г на 100г води.

                                               Розв'язання

1) m_{насич.розчину} ( за розчинністю ) = 65г + 100г = 165г

2)         165г розчину   –  65г солі

 170г розчину   –  х г солі        х = 67г солі

Відповідь: 67г

 Задача №5. До 600г насиченого при температурі 30⁰С розчину натрій нітрату долили 200 мл води. Яка масова частка солі ( % ) в одержаному розчині? Розчинність солі при даній температурі 96,1г на 100г води.

                                              Розв'язання

1) m_{насич.розчину} ( за розчинністю ) = 96,1г + 100г = 196,1г

2)          196,1г розчину   –  96,1г солі

  600г розчину   –  х г солі        х = 294г солі

3) m_{нового розчину} = 600г + 200г = 800г

4) W(Х) = m(Х) / m( розчину )

    W( солі ) = 294 : 800 · 100% = 36,75%

Відповідь: 36,75%

 Задача №6. Визначте масу натрій сульфату, що викристалізується при охолодженні до 30⁰С насиченого при 70⁰С розчину солі масою 800г. Розчинність натрій сульфату при 30⁰С становить 30,4г на 100г води, а при 70⁰С – 44,1г на 100г води.

                                               Розв'язання  

1) 70⁰С     44,1г на 100г Н₂О     144,1г розчину

    30⁰С     30,4г на 100г Н₂О     130,4г розчину

2) Викристалізується при охолодженні за розчинністю

    144,1г – 130,4г = 13,7г

3) Викристалізується за умовою

    144,1г розчину  -  13,7г солі

     800г розчину    -   х г солі               х = 76г

Відповідь: 76г

 Задача №7. Розчинність калій броміду при 20⁰С та 80⁰С становить відповідно 65г та 95г на 100г води. Визначте масу розчину, насиченого при 80⁰С, з якого при охолодженні викристалізується 300г калій броміду. Знайдіть масу солі та об'єм води, які потрібні для приготування такого розчину.

                                               Розв'язання   

1) 80⁰С     95г на 100г Н₂О     195г розчину

    20⁰С     65г на 100г Н₂О     165г розчину

2) Викристалізується при охолодженні за розчинністю

    195г – 165г = 30г

3) 195г розчину  -  30г солі

     х г розчину    -  300г солі               х = 1950г

4) 1950г розчину   –  у г солі

     195г розчину   –  95г солі        х = 950г солі

5) m ( Н₂О ) = 1950г – 950г = 1000г

Відповідь: 1950г; 950г; 1000г

 Самостійна робота

 Середній рівень

Задача №1. Після випаровування всієї води з 291г насиченого при 60⁰С розчину калій хлориду одержали 91г твердого залишку. Визначте розчинність солі при даній температурі у грамах на 100г води. Відповідь: 45,5г

Задача №2. У 25г насиченого при 40⁰ С розчину міститься 3,2г калій сульфату. Визначте масову частку ( % ) солі в розчині та її розчинність при даній температурі у грамах на 100г води. Відповідь: 12,8% ; 14,7г

Задача №3. До 300г насиченого при 15⁰С водного розчину барій хлориду добавили 120мл води. Розчинність солі при 15⁰С становить 37,3г на 100г води. Визначте масову частку (%) солі в одержаному розчині. Відповідь: 19,4%  

Достатній рівень

Задача №1. Розчинність калій броміду за 293 К складає 66г/100г води, а за 353 К – 95г/100г води. Визначте, скільки солі випаде в осад  з 500г розчину, насиченого за 353 К, під час охолодження його до 293 К ? Відповідь: 74,36г 

Задача №2.  З насиченого за 333 К розчину KNO₃ ( розчинність солі за даних умов 110г/100г води ) в процесі охолодження до 283 К ( розчинність 20г/100г води ) викристалізувалось 3кг солі. Визначте масу солі і води у вихідному розчині.Відповідь: 3,67кг солі; 3,33кг води 

Задача №3. Розчинність натрій хлориду при 80⁰С становить 38г на 100г води, а при 0⁰С – 35,8г на 100г води. Яка маса солі викристалізується, якщо з 150г насиченого при 80⁰С розчину натрій хлориду випарувати 15г води і розчин охолодити до 0⁰С ? Відповідь: 7,8г  

Високий рівень ( завдання випереджаючого характеру )  

Задача №1. Визначте розчинність безводного магній хлориду у грамах на 100г води при 20⁰С, якщо в 4020г насиченого при цій температурі розчину міститься 1417г безводної солі. Розрахуйте масу кристалогідрату магній хлорид гексагідрату та об'єм води, які потрібно використати для приготування 2л насиченого при 20⁰С розчину ( ρ=1,31 г/см³). Відповідь: 54,4г; 1974г, 646,5мл

Задача №2. Яка маса гексагідрату магній хлориду випаде із 300г насиченого за 80⁰С розчину, якщо його охолодити до 20⁰С? Розчинність безводної солі за цих температур дорівнює 65,8 і 54,8г відповідно. Відповідь: 114,2г 

Задача №3. У 100г води розчинили 60г моногідрату сульфату магнію за 80⁰С. Яка маса гептагідрату сульфату магнію виділиться у процесі охолодження даного розчину до 20⁰С, якщо розчинність безводної солі за цієї температури дорівнює 35,1г? Відповідь: 46,6г