Раствор для штукатурки: пропорции, правила замешивания

28.12.2022

Строительство любого здания и сооружения не обходится без черновой отделки стен. Залогом качественного выполнения этого этапа работ и долговечности результата отделочных работ в целом является правильно замешанный раствор для штукатурки стен. Он служит основой для чистовой отделки.

Если выравнивающий материал начнет трескаться, осыпаться или вздуваться, внешнее покрытие придется снимать и переделывать всё заново. Чтобы этого не произошло, цементно-песчаный раствор должен быть приготовлен из качественного сырья в нужных пропорциях. Они, в свою очередь, зависят от разных факторов, в том числе предназначения смеси, условий нанесения, выбора цемента и других.

Состав и особенности раствора

В состав штукатурного раствора входит три основных компонента: цемент – вяжущее вещество, песок – наполнитель и вода – растворитель. Чтобы добиться нужных характеристик и необходимой консистенции смеси, необходимо учесть особенности её приготовления.

Главное внимание надо обратить на следующие факторы:

1. Марка цемента и расшифровка к ней. Раствор для стен готовят на основе цемента М300 – М600. Для разных видов работ и определенных условий используется различные марки. Так, для выравнивания стен в сухом помещении подойдет М300, а с повышенной влажностью – М600.
2. В качестве основного наполнителя применяется песок. Для штукатурки подойдет и речной, и карьерный. Главное требование – максимальная чистота и минимальное количество глинистых примесей. Для укладки чернового слоя штукатурки рекомендуют песок крупной фракции – 2-4 мм. Среднефракционный с диаметром от 0,5 до 2 мм лучше подходит для финишного выравнивания. Предпочтительно купить очищенный и просеянный наполнитель, но в любом случае перед внесением его надо просеять.
3. Воду надо использовать чистую, без добавок и посторонних примесей, масел, химических и органических веществ, желательно не водопроводную.
4. Предназначение раствора.
   По своим характеристикам он делится на три вида:
   • Простой – для оштукатуривания стен, где не требуется высокого качества отделки, например, в чулане подсобке и т. п.
   • Улучшенный – в жилом, офисном, производственном помещении.
   • Высококачественный – материал для финишных отделочных работ, например, под покраску. Используется для покрытия стен в жилых домах, гостиницах, музеях, кафе, торговых центрах и т.д.

Нередко для выполнения определенных работ требуется штукатурный раствор с улучшенными техническими и эксплуатационными характеристиками: быстрое затвердевание, повышенная подвижность, влаго- и морозостойкость, устойчивость к грибку и плесени и другое. В таких случаях в смесь вводятся дополнительные ингредиенты:

• Алебастр (строительный гипс) – сокращает время застывания. Используют для выравнивания откосов, монтажа электропроводки, устранения дефектов поверхностей.
• Гипс – алебастр мелкой фракции, высыхание смеси не такое быстрое, поэтому раствор более пластичный. Подходит для отделки углов, потолков и труднодоступных мест.
• Известь в виде известкового молочка или теста. Придает материалу прочность, паропроницаемость, устойчивость к бактериям (плесени), влагостойкость и другие положительные качества. Препятствует растрескиванию. Хорошо подходит для выравнивания фасадов и внутренних поверхностей во влажном помещении.
• Клей ПВА – 5% от общего объема смеси. Повышает прочность, снижает растрескиваемость, улучшает адгезию.
• Жидкое мыло – добавление трех процентов от общей массы повышает пластичность.

Пропорции для цементно-песчаной штукатурки

Классическое, усредненное соотношение вяжущего и наполнителя цементно-песчаного раствора – 1:3-1:4. То есть на одно ведро цемента – 3-4 ведра песка. При этом марка полученного раствора зависит от этой характеристики цемента. Чем выше она у вяжущего компонента, тем, соответственно будет выше у готового продукта.

В зависимости от того, какие свойства должны быть у раствора и где он будет применяться, пропорции изменяются.

Универсальный состав для большинства работ без повышенных требований и особых условий применения смешивают, как правило, в соотношении 1:5. Воду добавляют постепенно для достижения нужной консистенции.

Жирный раствор для покрытия стен грунтом. Этот второй слой после набрызга (подготовки поверхности к нанесению смеси) приготавливают в пропорции 1:3.

Для третьего, накрывочного слоя отделки стен компоненты берут в соотношении 1:1. Смешанные цемент и песок разводят до густоты сметаны. Этот раствор наносят поверх грунта.

Приступая к приготовлению материала, надо знать, какая марка раствора Вам потребуется, от этого будет зависеть рецептура. По данному критерию можно использовать следующую таблицу:

Марка цемента	Марка раствора (пропорции цемент: песок)
	М100	М75	М50
М600	1:4,5	1:6	–
М500	1:4	1:5	–
М400	1:3	1:4	1:6
М300	1:2,5	1:3	1:4,5
М200	–	1:2,5	1:3,5

 

Растворы марок, применяющихся для наиболее распространенных в индивидуальном строительстве видов работ:

• М10 – М50 – для оштукатуривания поверхностей;
• М50 – М200 – для укладки;
• М 150 и М200 – для устройства фундамента и стяжки.

Дополнительные компоненты для штукатурки

Для улучшения качества и придания раствору дополнительных свойств смеси в него в процессе приготовления вносят специальные модифицирующие добавки, которые можно купить в магазине.

1. Пластификаторы. Повышают подвижность материала, Не дают влаге впитываться в поверхность и испаряться, увеличивают объем смеси и не позволяют ей расслаиваться.
2. Замедлители затвердения. Необходимость в них возникает, когда надо продлить срок жидкого состояния смеси, например, если в него надо добавить гипс. В магазинах продаются также ускорители схватывания.
3. Противоморозные добавки замедляют замерзание жидкости. Это надо для того, чтобы вода в растворе не замерзла прежде, чем он наберет необходимую прочность приобретёт другие требуемые характеристики.
4. Армирующие присадки – это вещества и материалы, повышающие прочность цемента. С этой целью используются химические соединения или фибра – отходы металлургического, стекольного, целлюлозного производства, например, металлическая стружка. В растворе для штукатурки они выполняют функцию арматуры, смешиваясь с частицами компонентов и повышая прочностные характеристики.

В качестве присадок используют также некоторые стройматериалы, улучшающие поверхностные характеристики и внешний вид стен, придающие итоговому продукту специфические свойства:

• Кварцевый песок крупной фракции придает влагонепроницаемость, стойкость к воздействию кислот и щелочей, пропускает воздух.
• Мелкофракционный барит добавляют в тяжелый раствор для защиты стен рентгенкабинетов от радиации.
• Крошка из вспененного полистирола используется для создания теплоизоляционного слоя.
• Мраморная крошка повышает прочность, обеспечивает влагостойкость, устойчивость к перепадам температур и атмосферным явлениям. Придает эстетичный внешний вид, поэтому такой раствор нередко применяется для облицовочных работ, в том числе фасадных.
• Измельченная слюда защищает здание от воздействия солнечных лучей.
• Акрил, эпоксидная и полиуретановая смолы используется для повышения гидроизоляционных качеств.
• Жидкое стекло, каменная мука, кварцит. Предохраняют от агрессивного воздействия кислоты, что необходимо при отделке стен в лабораториях, цехах химической промышленности и т.д.

Технология приготовления раствора

Замесить раствор для штукатурки своими руками несложно. При этом следует строго соблюдать правило: готовую смесь надо использовать в течение часа, поэтому приготавливать надо именно то количество, которое может быть израсходовано в течение этого времени.

Приготовление раствора для штукатурки ведется в следующем порядке:

• Засыпать в емкость цемент и песок в нужной пропорции, тщательно перемешать компоненты мастерком, лопатой.
• Залить воду, замесить раствор. Для этого удобно воспользоваться строительным миксером, дрелью или шуруповёртом с насадкой. Работать надо на средней или малой скорости.
• При желании внести добавки.
• Проверить консистенцию на готовность. Она должна быть однородной, густоты сметаны. Проведите по поверхности мастерком, если остается борозда, материал готов к работе.

Есть и другой способ приготовления:

• залить воду в ёмкость;
• внести половину песка;
• засыпать весь цемент;
• размешать смесь;
• высыпать оставшийся наполнитель, ещё раз перемешать;
• проверить консистенцию, при необходимости добавить воды.

Готовая цементная смесь не должна ни налипать, ни стекать с мастерка, а свободно удерживаться на нем. Недопустимы прослойки жидкости.

Правила нанесения цементно-песчаной штукатурки

Основные правила проведения штукатурных работ предусматривают несколько этапов нанесения раствора.

1. Первый, очень ответственный этап – подготовка поверхности. Прежде всего с помощью лески, натянутой по диагоналям плоскости, определяется слой нанесения. Если он больше 2 см, смесь надо наносить за несколько подходов, если меньше – достаточно одного. Далее производится очистка от старых обоев, штукатурки и других ненадежных фрагментов. При наличии старого слоя краски, который трудно удалить, на нем надо сделать насечки шпателем для надежной сцепки раствора и стен. Нанесение покрытия большой толщины, до 5 см, требует армирования металлической сеткой. Для защиты от влажности и бактерий и надежной адгезии проводится грунтование. Если дефекты поверхности видны невооруженным глазом, перед нанесением состава надо установить маяки.
2. Следующий этап – обрызг (наброска). Густую смесь набирают на инструмент и набрасывают на поверхность. На маяки ставят правило и выравнивают покрытие снизу вверх. Оставляют для просушки на 2 часа. На бетонные и кирпичные стены кладут слой около 5 см, на деревянные – 8-9 см.
3. Грунт. Материал наносят широким шпателем с некоторым усилием. С помощью правила проверяют выравнивание плоскости. Устраняют дефекты: впадины заполняют раствором, бугорки удаляют смоченной в воде тёркой. Раствор должен сохнуть минимум 3 часа.
4. Накрывка. Раствор консистенции сметаны накладывают шпателем или небольшими порциями поливают на стены сверху вниз. Полностью выравнивают правилом. Через 8 часов немного увлажняют и зачищают.

При проведении отделочных работ для достижения лучшего результата надо соблюдать ряд правил:

• для тонкого слоя штукатурки нужен жидкий состав, для более толстого – густой;
• если на поверхности, предназначенной для оштукатуривания, есть трещины и шероховатости, её рекомендуется периодически обрызгивать водой из пульверизатора;
• участки, прилегающие к полу и потолку, обрабатывают последним;
• при выравнивании оштукатуренной зоны правило прикладывают острой частью к граням направляющих;
• выравнивание стен начинают с пола, постепенно двигаясь вверх, инструмент при этом надо двигать зигзагообразно;
• собранный при выравнивании состав сразу накладывают на верхние участки, чтобы он не успевал высохнуть;
• образующиеся в ходе отделочных работ пузыри и пустоты необходимо ликвидировать сразу, не дожидаясь высыхания;
• весь процесс выравнивания не должен продолжаться более 12 часов;
• если надо нанести несколько слоев, то следующий накладывается после высыхания предыдущего;
• оконные и дверные проемы штукатурят вровень с ними либо внахлест.

В компании «Правильный бетон» можно купить готовый цементный раствор, изготовленный на собственном производстве в соответствии с требованиями ГОСТ. Качество проверяется в заводской сертифицированной лаборатории. Предлагаем выгодные цены и доставку точно в срок, при необходимости – дополнительные услуги.

Какой раствор нужен для кладки кирпича

Среди строителей самым используемым и востребованным инструментом остается кирпич, он может придать стенам стойкость и долгий срок эксплуатации. Чтобы стены служили долго, необходимо правильно заложить кирпич, а для этого нужен хороший раствор. О них и пойдет речь в этой статье.

Приготовление

Перед началом готовки растворов следует проверить и сделать некоторые приготовления:

• Приготовить заранее чистый, просеянный песок, тогда будет достаточная вязкость с вяжущим компонентом и застывший раствор будет иметь достаточную прочность;
• Эластичность также достигается благодаря правильным пропорциям между цементом и дополнительными составляющими. Кроме этого, стоит запомнить одно правило – подвижность будет настолько большей, насколько цемент в смеси будет превышать другие вещества;
• Вместо песка можно брать глину или различные смеси. Такие растворы будут очень пластичными. Для использования такого раствора лучше хорошо знать способ их приготовления (особенно с глиной), использовать их можно не во всех ситуациях. Например, если необходимы полосные кирпичи, сочетать их с таким раствором нельзя, поскольку, кирпичи будут впитывать в себя весь раствор до того, как он успеет засохнуть.

Известковые смеси

Для некоторых ситуаций требуется смеси с высокой пластичностью, чем цемент не всегда может похвастаться. С такой задачей справится состав сделанный из извести и песка. Необходимо смешать эти два элемента в воде до состояния густой консистенции. Далее снова все перемешать пока смесь снова не станет однородной без комков.

Теплые растворы для керамоблока

Керамоблок имеет прекрасные показатели изоляции и теплосохранения, благодаря этому он пользуется большой популярностью среди строителей. Также, он довольно экономный, один такой блок может заменить до 16 кирпичей, а во время кладки расход раствора намного меньший. Но, для правильной закладки такого материала необходимы специальные смеси. Готовая стена будет однородной благодаря особенностям керамики, а с подходящим раствором, ничем не уступит кирпичной.

Цементные растворы

Такие растворы делаются из песка и цемента и заливаются водой. Соотношение компонентов может быть разным, напрямую зависит от цемента – его типа и качества. Смесь смешивается и постепенно заполняется водой. Эту массу необходимо размешивать пока не будет получены густая однородная масса. Хоть это проверенный и надежный вариант, он не всегда является подходящим, для некоторых конструкций нужны подвижные смеси, каким цементный раствор не является.

Порядок приготовления смеси:

1. Известь очищается через сито, заливается водой и мешается до густого состояния;
2. Песок и цемент высыпать в емкость, залить водой. Если добавить известь или другие материалы, получаемый раствор будет иметь большую пластичность. Использовать такую смесь можно с любым кирпичом.

Цементно-известковый раствор

Сочетание извести и цемента придают раствору большую прочность и долгий срок эксплуатации. Они хорошо контактируют и сцепляются с кирпичом всех типов. Поэтому такие смеси используют не только для сооружения стен, но и для штукатурки. Для замешивания такого раствора вода не нужна, вместо нее используется известковое молоко, оно обеспечивает большую тягучесть и сцепление с поверхностями.

Цементно-глиняный раствор

Раствор сделанный с использованием глины, имеет меньшую прочность, по сравнению с обычным цементным, но обеспечивает большую термоустойчивость. Используют такие растворы, в основном, для отделки кирпичных сооружений и штукатурки. Качество такой кладки зависит от чистоты глины, поэтому перед готовкой самого раствора, лучше лишний раз просеять глину для удаления лишних частиц.

Простой раствор

Самый простейший раствор делается из вязкого вещества и песка. В качестве вязки можно использовать цемент или известь, иногда используют и глину, но такой материал применяется только в особых случаях специалистами. Примерные пропорции приготовления: одна часть цемента против трех частей песка. Результат перемешивается и добавляется вода. Мешать необходимо до тез пор, пока не получится нужная консистенция и плотность материала.

Сложный раствор

Более сложные замесы из себя представляют вяжущие материалы с несколькими другими компонентами. Примерами таких растворов есть цементно-известные и цементно-глиняные растворы. Благодаря таким сочетаниям, раствор получается достаточно крепким и подвижным, но в то же время и надежным.

Если нужна максимальная пластичность, то добавляется глина, тогда состав будет легко накладываться и не расплываться. Различные пластификаторы полезны при кладке стен и фасадов, они довольно экономна и при налаживании. Пластификаторы хорошо ложатся на предыдущий ряд. Многие строители рекомендуют использовать различные смеси с неоднородным составом, чтобы добиться лучшей пластичности и прочности материалов.

Подвижности смесей

Эта характеристика очень важная для любой смеси, независимо от цели ее использования. Подвижность будет напрямую зависеть от качества материалов. Определить показатель текучести можно с помощью небольшого конуса на 30 градусов, высотой около 15-20 см. погрузить его в готовый раствор и вымерять на сколько он в него погрузился, от результата будет зависеть хороша ли смесь по подвижности.
Если используются пустотелые кирпичи, то для них вполне подойдет подвижность до 10 см. Для полнотелого необходимо немного больше – 10-14 см. Также, стоит напомнить, что подвижность необходимо увеличивать на 10-15 см. при высоких температурах, это необходимо для того чтобы, раствор не терял своих качеств.

Заключение

Если планируете ремонт, то стоит подобрать подходящий раствор для крепления кирпичей. Выбирать стоит учитывать качество используемых материалов, в каких климатических условиях будет проходить строительство, какое сооружение планируется построить. Если знать особенности возможных растворов, то подобрать подходящий не займет много времени.

Глава 12.1: Подготовка растворов — Химия LibreTexts

1. Последнее обновление

2. Сохранить как PDF

Идентификатор страницы

19928

Цель обучения

• Количественно описать концентрации растворов.

В разделе 9.3 мы описали различные способы характеристики концентрации раствора, молярности (M), моляльности (m), концентрации в процентах и ​​мольной доли (X). Количество растворенного вещества, растворенного в определенном количестве растворителя или раствора. раствора описывает количество растворенного вещества, которое содержится в определенном количестве растворителя или раствора. Знание концентрации растворенных веществ важно для контроля стехиометрии реагентов для реакций, протекающих в растворе. В этом разделе описывается, как можно приготовить растворы из маточного раствора известной концентрации 9.0024

Приготовление растворов

Для приготовления раствора, содержащего указанную концентрацию вещества, необходимо растворить желаемое количество молей растворенного вещества в достаточном количестве растворителя, чтобы получить желаемый конечный объем раствора.

\( Молярность раствора = dfrac{моли\: of\: раствор {Объем раствора} \tag{12.1.1}\)

На рис. 12.1.1 показана эта процедура для раствора дигидрата хлорида кобальта(II) в этаноле. Обратите внимание, что объем растворитель не указан. Поскольку растворенное вещество занимает место в растворе, объем необходимого растворителя почти всегда на меньше, чем на желаемый объем раствора. Например, если желаемый объем равен 1,00 л, было бы неправильно добавлять 1,00 л воды к 342 г сахарозы, поскольку в результате получится более 1,00 л раствора. Как показано на рис. 12.1.2, для некоторых веществ этот эффект может быть значительным, особенно для концентрированных растворов.

Рисунок 12.1.1 Приготовление раствора известной концентрации с использованием твердого растворенного вещества Cr ₂ O ₇ в воде

Растворенное вещество занимает место в растворе, поэтому для приготовления 250 мл раствора требуется менее 250 мл воды.

Пример 12.1.1

Раствор на рис. 12.1.1 содержит 10,0 г дигидрата хлорида кобальта(II), CoCl ₂ ·2H ₂ O в этаноле, достаточном для получения ровно 500 мл раствора. Какова молярная концентрация CoCl ₂ ·2H ₂ O?

Дано: масса растворенного вещества и объем раствора

Запрошено: концентрация (M)

Стратегия:

Чтобы найти количество молей CoCl ₂ ·2H ₂ O, разделите массу соединения на его молярную массу. Рассчитайте молярность раствора, разделив количество молей растворенного вещества на объем раствора в литрах.

Решение:

Молярная масса CoCl ₂ ·2H ₂ O составляет 165,87 г/моль. Следовательно,

\( моль\: CoCl_2 \cdot 2H_2O = \left( \dfrac{10,0 \: \cancel{g}} {165,87\: \cancel{g} /mol} \right) = 0,0603\: моль \)

Объем раствора в литрах равен

900 23 \( объем = 500\: \cancel{мл} \left( \dfrac{1\: L} {1000\: \cancel{мл}} \right) = 0 .500\: L \)

Молярность – это количество молей растворенного вещества на литр раствора, поэтому молярность раствора равна

\( молярность = \dfrac{0,0603\: моль} {0,500\: L} = 0,121\: M = CoCl_2 \cdot H_2O \)

Упражнение

Раствор, показанный на рис. 12.1.2, содержит 90,0 г (NH ₄ ) ₂ Cr ₂ O ₇ в достаточном количестве воды, чтобы получить конечный объем ровно 250 мл. Какова молярная концентрация дихромата аммония?

Ответ: (NH ₄ ) ₂ Cr ₂ O ₇ = 1,43 М

Для приготовления определенного объема раствора, содержащего определенную концентрацию растворенного вещества, нам сначала нужно рассчитать количество молей растворенного вещества в желаемом объеме раствора, используя соотношение, показанное в уравнении 12. 1.1. Затем мы переводим количество молей растворенного вещества в соответствующую массу необходимого растворенного вещества. Эта процедура проиллюстрирована в примере 12.1.2.

Пример 12.1.2

Так называемый раствор D5W, используемый для внутривенного замещения биологических жидкостей, содержит 0,310 М глюкозы. (D5W представляет собой примерно 5% раствор декстрозы [медицинское название глюкозы] в воде.) Рассчитайте массу глюкозы, необходимую для приготовления пакета D5W объемом 500 мл. Глюкоза имеет молярную массу 180,16 г/моль.

Дано: молярность, объем и молярная масса растворенного вещества

Запрошено: масса растворенного вещества

Стратегия:

A Рассчитайте количество молей глюкозы, содержащихся в заданном объеме раствора, умножив объем раствора на его молярность.

B Получите необходимую массу глюкозы, умножив количество молей соединения на его молярную массу.

Решение:

A Сначала нужно вычислить количество молей глюкозы, содержащихся в 500 мл 0,310 М раствора:

\( V_L M_{моль/л} = моль \)

\( 500\: \cancel{мл} \left( \dfrac{1\: \cancel{L}} {1000\: \cancel{мл}} \right) \left( \dfrac{0,310\: моль\: глюкоза} {1\: \cancel{L}} \right) = 0,155\: моль\: глюкоза \)

90 023 B Затем преобразуем количество молей глюкозы в требуемую массу глюкозы:

\( масса \: of \: глюкоза = 0,155 \: \cancel{моль\: глюкоза} \left( \dfrac{180,16 \: г\: глюкоза} {1\: \cancel{моль\: глюкоза}} \right) = 27,9 \: г \: глюкоза \)

Упражнение

Другим раствором, обычно используемым для внутривенных инъекций, является физиологический раствор, 0,16 М раствор хлорида натрия в воде. Рассчитайте массу хлорида натрия, необходимую для приготовления 250 мл физиологического раствора.

Ответ: 2,3 г NaCl

Раствор нужной концентрации можно также приготовить, разбавив небольшой объем более концентрированного раствора дополнительным растворителем. Исходный раствор представляет собой коммерчески приготовленный раствор известной концентрации и часто используется для этой цели. Разбавление маточного раствора предпочтительнее, потому что альтернативный метод взвешивания крошечных количеств растворенного вещества трудно выполнить с высокой степенью точности. Разбавление также используется для приготовления растворов из веществ, которые продаются в виде концентрированных водных растворов, таких как сильные кислоты.

Процедура приготовления раствора известной концентрации из маточного раствора показана на рис. 12.1.3. Это требует расчета количества молей растворенного вещества, желаемого в конечном объеме более разбавленного раствора, а затем расчета объема исходного раствора, содержащего это количество растворенного вещества. Помните, что разбавление заданного количества исходного раствора растворителем , а не изменяет число молей присутствующего растворенного вещества. Таким образом, соотношение между объемом и концентрацией исходного раствора и объемом и концентрацией желаемого разбавленного раствора равно 9. 0024

\((V_s)(M_s) = моли\: of\: растворенное вещество = (V_d)(M_d)\tag{12.1.2}\)

, где индексы s и d указывают на исходный и разбавленный растворы соответственно. Пример 5 демонстрирует расчеты, связанные с разбавлением концентрированного маточного раствора. Рис. 12.1.3 Приготовление раствора известной концентрации путем разбавления маточного раствора0053 s ) измеряется в маточном растворе известной концентрации. (b) Измеренный объем маточного раствора переносят во вторую мерную колбу. (c) Измеренный объем во второй колбе затем разбавляется растворителем до объемной отметки [( V _S ) (M _S ) = ( V _D ) (M _D )].

Пример 12.1.3

Какой объем исходного раствора глюкозы 3,00 М необходим для приготовления 2500 мл раствора D5W в примере 4?

Дано: объем и молярность разбавленного раствора

Запрошено: объем основного раствора

Стратегия:

A Рассчитайте количество молей глюкозы, содержащихся в указанном объеме разбавленного раствора, путем умножения объема раствора на его молярность.

B Чтобы определить необходимый объем исходного раствора, разделите число молей глюкозы на молярность исходного раствора.

Раствор:

A Раствор D5W в примере 4 представлял собой 0,310 М глюкозу. Начнем с использования уравнения 12.1.2 для расчета количества молей глюкозы, содержащихся в 2500 мл раствора: : глюкоза} {1\: \cancel{L}} \right) = 0,775\: моль\: глюкоза \)

B Теперь мы должны определить объем 3,00 М исходного раствора, который содержит это количество глюкозы:

\( объем\: исходного\: раствора = 0,775\: \отменить{моль\:глюкозы} \left( \dfrac{1\: л} {3,00\: \отменить{моль\:глюкозы}} \right) = 0,258\: л\: или\: 258\: мл \)

При определении объема маточного раствора, было необходимо, мы должны были разделить желаемое количество молей глюкозы на концентрацию маточного раствора, чтобы получить соответствующие единицы. Кроме того, количество молей растворенного вещества в 258 мл исходного раствора такое же, как количество молей в 2500 мл более разбавленного раствора; изменилось только количество растворителя . Полученный нами ответ имеет смысл: разбавление исходного раствора примерно в десять раз увеличивает его объем примерно в 10 раз (258 мл → 2500 мл). Следовательно, концентрация растворенного вещества должна уменьшиться примерно в 10 раз, как это и происходит (3,00 М → 0,310 М).

Мы также могли бы решить эту задачу за один шаг, решив уравнение 12.1.2 для V _s и подставив соответствующие значения: \: L)(0.310\: \cancel{M} )} {3.00\: \cancel{M}} = 0.258\: L \)

Как мы уже отмечали, часто существует более одного правильного способа решения проблемы.

Упражнение

Какой объем исходного раствора 5,0 М NaCl необходим для приготовления 500 мл физиологического раствора (0,16 М NaCl)?

Ответ: 16 мл

Концентрация ионов в растворе

В разделе 9.3 мы рассчитали, что раствор, содержащий 90,00 г дихромата аммония в конечном объеме 250 мл, имеет концентрацию 1,43 М. Рассмотрим более подробно, что именно это означает. Дихромат аммония представляет собой ионное соединение, содержащее два NH 9{2-} (aq)\tag{12.1.2} \)

Таким образом, 1 моль формульных единиц дихромата аммония растворяется в воде с образованием 1 моль Cr ₂ O ₇ ²⁻ анионов и 2 моль NH ₄ ⁺ катионов (см. рис. 12.1.4).

Рисунок 12.1.4 Растворение 1 моля ионного соединения В этом случае растворение 1 моля (NH ₄ ) ₂ Cr _{2 900 54 O 7 производит раствор, содержащий 1 моль Cr 2 O 7 ²⁻ ионов и 2 моль NH 4 ⁺ ионов. (Для ясности молекулы воды опущены в молекулярном представлении раствора.)}

Когда мы проводим химическую реакцию с использованием раствора соли, такой как дихромат аммония, нам необходимо знать концентрацию каждого иона, присутствующего в растворе. Если раствор содержит 1,43 М (NH ₄ ) ₂ Cr ₂ O ₇ , то концентрация Cr ₂ O ₇ ²⁻ также должно быть 1,43 М, поскольку на формульную единицу приходится один ион Cr ₂ O ₇ ²⁻ . Однако на формульную единицу приходится два иона NH ₄ ⁺ , поэтому концентрация ионов NH ₄ ⁺ составляет 2 × 1,43 M = 2,86 M. Поскольку каждая формульная единица (NH ₄ ) ₂ Cr ₂ O ₇ образует три иона при растворении в воде (2NH ₄ ⁺ + 1Cr ₂ O ₇ ²⁻ ), общая концентрация ионов в растворе составляет 3 × 1,43 М = 4,29 М.

Пример 12.1.4

9002 3 Каковы концентрации всех видов, полученных из растворенных веществ в этих водных растворах?

1. 0,21 М NaOH
2. 3,7 М (СН ₃ )СНОН
3. 0,032 М In(№ ₃ ) ₃

Дано: молярность

Запрошено: концентрации

Стратегия:

A Классифицируйте каждое соединение как сильный электролит или неэлектролит.

B Если соединение является неэлектролитом, его концентрация равна молярности раствора. Если соединение является сильным электролитом, определяют количество каждого иона, содержащегося в одной формульной единице. Найдите концентрацию каждого вида, умножив количество каждого иона на молярность раствора. 9- (водн.) \)

B Поскольку каждая формульная единица NaOH дает один ион Na ⁺ и один ион OH ^– , концентрация каждого иона такая же, как концентрация NaOH: [Na ⁺ ] = 0,21 М и [OH ^– ] = 0,21 М.

A Формула (CH ₃ ) ₂ CHOH представляет собой 2-пропанол (изопропиловый спирт) и содержит группу –OH, поэтому это спирт. Напомним из раздела 9.1, что спирты — это ковалентные соединения, которые растворяются в воде с образованием растворов нейтральных молекул. Таким образом, спирты являются неэлектролитами.

B Таким образом, единственным растворенным веществом в растворе является (CH ₃ ) ₂ молекулы CHOH, поэтому [(CH ₃ ) ₂ CHOH] = 3,7 M. – (водн.) \)

B Одна формульная единица In(NO ₃ ) ₃ дает один ион In ^{3 +} и три иона NO ₃ ⁻ , поэтому раствор 0,032 М In(NO ₃ ) ₃ содержит 0,032 М In ^{3 +} и 3 × 0,032 М = 0,096 М NO ₃ ^{– 902 99 — то есть [In 3 + ] = 0,032 M и [NO ₃ − ] = 0,096 M.}

Упражнение

Каковы концентрации всех видов, полученных из растворенных веществ в этих водных растворах?

1. 0,0012 М Ba(OH) ₂
2. 0,17 М Na ₂ SO ₄
3. 0,50 М (CH ₃ ) ₂ CO, широко известный как ацетон

Ответ:

1. [Ba ^{2 +} ] = 0,0012 М; [ОН ^– ] = 0,0024 М
2. [Na ⁺ ] = 0,34 М; [ТАК ₄ ²⁻ ] = 0,17 М
3. [(СН ₃ ) ₂ СО] = 0,50 М
Уравнение 12. 1.2: 5 Резюме

Концентрация вещества представляет собой количество растворенного вещества, присутствующего в данном количестве раствора. Концентрации обычно выражаются как молярность , количество молей растворенного вещества в 1 л раствора. Растворы известной концентрации можно приготовить либо путем растворения известной массы растворенного вещества в растворителе и разбавления до желаемого конечного объема, либо путем разбавления соответствующего объема более концентрированного раствора ( исходный раствор ) до желаемого конечного объема.

Key Takeaway

• Концентрации растворов обычно выражаются в молярности и могут быть приготовлены путем растворения известной массы растворенного вещества в растворителе или разбавления маточного раствора.

Концептуальные проблемы

1. Какое из изображений лучше всего соответствует 1 М водному раствору каждого соединения? Обоснуйте свои ответы.

   1. НХ ₃
   2. ВЧ
   3. СН ₃ СН ₂ СН ₂ ОН

   4. Нет ₂ SO ₄

2. Какое из представлений, показанных в задаче 1, лучше всего соответствует 1 М водному раствору каждого соединения? Обоснуйте свои ответы.

   1. CH ₃ CO ₂ H
   2. NaCl
   3. Нет ₂ С
   4. Нет ₃ Заказ на поставку ₄
   5. ацетальдегид

3. Ожидаете ли вы, что 1,0 М раствор CaCl ₂ будет лучшим проводником электричества, чем 1,0 М раствор NaCl? Почему или почему нет?

4. Альтернативным способом определения концентрации раствора является моляльность , сокращенно m . Моляльность определяется как количество молей растворенного вещества в 1 кг растворителя . Чем это отличается от молярности? Можно ли ожидать, что 1 М раствор сахарозы будет более или менее концентрированным, чем 1 м раствора сахарозы? Поясните свой ответ.

5. Каковы преимущества использования растворов для количественных расчетов?

Ответить

5. Если количество вещества, необходимое для реакции, слишком мало для точного взвешивания, использование раствора вещества, в котором растворенное вещество диспергировано в гораздо большей массе растворителя, позволяет химикам более точно измерить количество вещества.

Численные задачи

1. Рассчитайте количество граммов растворенного вещества в 1000 л каждого раствора.

   1. 0,2593 М NaBrO ₃
   2. 1,592 М КНО ₃
   3. 1,559 М уксусная кислота
   4. 0,943 М йодата калия

2. Рассчитайте количество граммов растворенного вещества в 1000 л каждого раствора.

   1. 0,1065 М BaI ₂
   2. 1,135 М Na ₂ SO ₄
   3. 1,428 М NH ₄ Br
   4. 0,889 М ацетат натрия

3. Если все растворы содержат одно и то же растворенное вещество, какой раствор содержит большую массу растворенного вещества?

   1. 1,40 л 0,334 М раствора или 1,10 л 0,420 М раствора
   2. 25,0 мл 0,134 М раствора или 10,0 мл 0,295 М раствора
   3. 250 мл 0,489 М раствора или 150 мл 0,769 М раствора

4. Заполните следующую таблицу для 500 мл раствора.

   Соединение	Масса (г)	Кроты	Концентрация (М)
   сульфат кальция	4,86 ​​
   уксусная кислота		3,62
   дигидрат йодистого водорода			1,273
   бромид бария	3,92
   глюкоза			0,983
   ацетат натрия		2,42

5. Какова концентрация каждого вида в следующих водных растворах?

   1. 0,489 моль NiSO ₄ в 600 мл раствора
   2. 1,045 моль бромида магния в 500 мл раствора
   3. 0,146 моль глюкозы в 800 мл раствора
   4. 0,479моль CeCl ₃ в 700 мл раствора

6. Какова концентрация каждого вида в следующих водных растворах?

   1. 0,324 моль K ₂ MoO ₄ в 250 мл раствора
   2. 0,528 моль формиата калия в 300 мл раствора
   3. 0,477 моль KClO ₃ в 900 мл раствора
   4. 0,378 моль йодида калия в 750 мл раствора

7. Какова молярная концентрация каждого раствора?

   1. 8,7 г бромида кальция в 250 мл раствора
   2. 9,8 г сульфата лития в 300 мл раствора
   3. 12,4 г сахарозы (C ₁₂ H ₂₂ O ₁₁ ) в 750 мл раствора
   4. 14,2 г гексагидрата нитрата железа (III) в 300 мл раствора

8. Какова молярная концентрация каждого раствора?

   1. 12,8 г гидросульфата натрия в 400 мл раствора
   2. 7,5 г гидрофосфата калия в 250 мл раствора
   3. 11,4 г хлорида бария в 350 мл раствора
   4. 4,3 г винной кислоты (C ₄ H ₆ O ₆ ) в 250 мл раствора

9. Укажите концентрацию каждого реагента в следующих уравнениях, предполагая, что 20,0 г каждого реагента и объем раствора 250 мл для каждого реагента.

   1. BaCl ₂ (водн.) + Na ₂ SO ₄ (водн.) →
   2. Ca(OH) ₂ (водн.) + H ₃ PO ₄ (водн.) →
   3. Al(NO ₃ ) ₃ (водн.) + H ₂ SO ₄ (водн.) →
   4. Pb(NO ₃ ) ₂ (водн.) + CuSO ₄ (водн.) →
   5. Al(CH ₃ CO ₂ ) ₃ (водн.) + NaOH (водн.) →

10. Для эксперимента потребовалось 200,0 мл 0,330 М раствора Na ₂ CrO ₄ . Для приготовления этого раствора использовали исходный раствор Na ₂ CrO ₄ , содержащий 20,0% растворенного вещества по массе с плотностью 1,19 г/см ³ . Опишите, как приготовить 200,0 мл 0,330 М раствора Na ₂ CrO ₄ , используя исходный раствор.

11. Гипохлорит кальция [Ca(OCl) ₂ ] является эффективным дезинфицирующим средством для одежды и постельных принадлежностей. Если раствор содержит Ca(OCl) ₂ концентрация 3,4 г на 100 мл раствора, какова молярность гипохлорита?

12. Фенол (C ₆ H ₅ OH) часто используется в качестве антисептика в ополаскивателях для рта и леденцах от горла. Если жидкость для полоскания рта имеет концентрацию фенола 1,5 г на 100 мл раствора, какова молярность фенола?

13. Если таблетка, содержащая 100 мг кофеина (C ₈ H ₁₀ N ₄ O ₂ ) растворяют в воде с получением 10,0 унций раствора, какова молярная концентрация кофеина в растворе?

14. На этикетках некоторых лекарств указаны инструкции по добавлению 10,0 мл стерильной воды, в которых указано, что каждый миллилитр полученного раствора будет содержать 0,500 г лекарства. Если больному назначена доза 900,0 мг, сколько миллилитров раствора следует ввести?

Ответы

11. 0,48 М ClO ⁻

13. 1,74 × 10 ⁻³ М кофеин

Авторы

• Анонимно

Изменено Джошуа Халперном, Скоттом Синексом и Скоттом Джонсоном

---

Глава 12. 1: Подготовка решений распространяется под лицензией CC BY-NC-SA 4.0 и была создана, изменена и/или курирована LibreTexts.

1. Наверх
• Была ли эта статья полезной?

1. Тип изделия

   Раздел или Страница

   Встроить Hypothes.is?

   да

   Лицензия

   CC BY-NC-SA

   Версия лицензии

   4,0

   Показать страницу TOC

   да на странице

   Этап

   Финал

2. Теги

   На этой странице нет тегов.

4.5: Концентрация растворов – Химия LibreTexts

1. Последнее обновление

2. Сохранить как PDF

4. Идентификатор страницы

   21718

Цели обучения

• Количественное описание концентрации растворов

Многие люди имеют качественное представление о том, что подразумевается под концентрацией . Любой, кто готовил растворимый кофе или лимонад, знает, что слишком много порошка дает сильно ароматизированный, высококонцентрированный напиток, тогда как слишком мало дает разбавленный раствор, который трудно отличить от воды. В химии концентрация раствора равна количеству растворенное вещество , которое содержится в определенном количестве растворителя или раствора. Знание концентрации растворенных веществ важно для контроля стехиометрии реагентов для растворных реакций. Химики используют множество различных методов для определения концентрации, некоторые из которых описаны в этом разделе.

Молярность

Наиболее распространенной единицей концентрации является молярность , которая также наиболее полезна для расчетов, связанных со стехиометрией реакций в растворе. Молярность (М) определяется как количество молей растворенного вещества, присутствующего ровно в 1 л раствора. Это эквивалентно количеству миллимолей растворенного вещества, присутствующего ровно в 1 мл раствора:

\[ молярность = \dfrac{моли\: из\: растворенного вещества}{литры\: из\: раствора} = \dfrac{ммоль\: из\: растворенного вещества} {миллилитры\: из\: раствора} \label{4.5.1} \]

Единицы молярности, следовательно, моли на литр раствора (моль/л), сокращенно \(M \). Водный раствор, который содержит 1 моль (342 г) сахарозы в количестве воды, достаточном для получения конечного объема 1,00 л, имеет концентрацию сахарозы 1,00 моль/л или 1,00 М. В химических обозначениях квадратные скобки вокруг названия или формулы растворенного вещества представляют молярную концентрацию растворенного вещества. Следовательно,

\[[\rm{сахароза}] = 1,00\: M \номер\]

читается как «концентрация сахарозы 1,00 молярная». Отношения между объемом, молярностью и молями могут быть выражены как

\[ V_L M_{моль/л} = \cancel{L} \left( \dfrac{mol}{\cancel{L}} \right) = моли \label{4.5.2} \]

или

\[ V_{мл} M_{ммоль/м L} = \cancel{мл} \left( \dfrac{ммоль} {\cancel{мл}} \right) = ммоль \label{4.5.3} \]

Рисунок \(\PageIndex{1}\) иллюстрирует использование уравнений \(\ref{4.5.2}\) и \(\ref{4.5.3}\).

Рисунок \(\PageIndex{1}\): Приготовление раствора известной концентрации с использованием твердого растворенного вещества

Пример \(\PageIndex{1}\): Расчет молей по концентрации NaOH

Рассчитайте число молей гидроксида натрия (NaOH) в 2,50 л 0,100 М NaOH.

Дано: идентичность растворенного вещества, объем и молярность раствора

Запрошено: количество растворенного вещества в молях

Стратегия:

Используйте либо уравнение \ref{4. 5.2}, либо уравнение \ref{ 4.5.3} в зависимости от единиц измерения, указанных в задаче.

Решение:

Поскольку нам дан объем раствора в литрах и задано количество молей вещества, уравнение \ref{4.5.2} более полезно: 00\: моль } {\cancel{L}} \right) = 0,250\: моль\: NaOH \)

Упражнение \(\PageIndex{1}\): Расчет молей по концентрации аланина

Рассчитайте количество миллимолей аланина, биологически важной молекулы, в 27,2 мл 1,53 М аланин.

Ответить

41,6 ммоль

Расчеты с учетом молярности (M): расчеты с учетом молярности (M), YouTube(opens in new window) [youtu.be]

Концентрации также часто указываются в пересчете на массу (m/m) или на основе массы на объем (m/v), особенно в клинических лабораториях и инженерных приложениях. Концентрация, выраженная в м/м, равна количеству граммов растворенного вещества на грамм раствора; концентрация на основе m/v представляет собой количество граммов растворенного вещества на миллилитр раствора. Каждое измерение можно выразить в процентах, умножив отношение на 100; результат сообщается как процент масс./масс. или процент масс./об. Концентрации очень разбавленных растворов часто выражаются в частей на миллион ( частей на миллион ), что составляет граммы растворенного вещества на 10 ⁶ г раствора, или частей на миллиард ( частей на миллиард ), что составляет граммы растворенного вещества на 10 ⁹ г раствора. решение. Для водных растворов при 20°C 1 ppm соответствует 1 мкг на миллилитр, а 1 ppb соответствует 1 нг на миллилитр. Эти концентрации и их единицы приведены в таблице \(\PageIndex{1}\).

Таблица \(\PageIndex{1}\): Общие единицы концентрации

Концентрация	Единицы
м/м	г растворенного вещества/г раствора
т/х	г растворенного вещества/мл раствора
частей на миллион	г растворенного вещества/10 6 г раствора
	мкг/мл
частей на миллиард	г растворенного вещества/10 9 г раствора
	нг/мл

Приготовление растворов

Для приготовления раствора, содержащего определенную концентрацию вещества, необходимо растворить желаемое количество молей растворенного вещества в достаточном количестве растворителя, чтобы получить желаемый конечный объем раствора. На рисунке \(\PageIndex{1}\) показана эта процедура для раствора дигидрата хлорида кобальта (II) в этаноле. Обратите внимание, что объем растворитель не указан. Поскольку растворенное вещество занимает место в растворе, объем необходимого растворителя почти всегда на меньше, чем на желаемый объем раствора. Например, если желаемый объем равен 1,00 л, было бы неправильно добавлять 1,00 л воды к 342 г сахарозы, поскольку в результате получится более 1,00 л раствора. Как показано на рисунке \(\PageIndex{2}\), для некоторых веществ этот эффект может быть значительным, особенно для концентрированных растворов.

Рисунок \(\PageIndex{2}\): Приготовление 250 мл раствора (NH ₄ ) ₂ Cr ₂ O ₇ в воде. Растворенное вещество занимает место в растворе, поэтому для приготовления 250 мл раствора требуется менее 250 мл воды. 45 мл воды остается в мерном цилиндре даже после добавления до метки мерной колбы.

Пример \(\PageIndex{2}\)

Раствор содержит 10,0 г дигидрата хлорида кобальта(II), CoCl ₂ •2H ₂ O, в этаноле, достаточном для получения ровно 500 мл раствора. Какова молярная концентрация \(\ce{CoCl2•2h3O}\)?

Дано: масса растворенного вещества и объем раствора

Запрошено: концентрация (M)

Стратегия:

Чтобы найти количество молей \(\ce{CoCl2•2h3O}\), разделите массу соединения по его молярной массе. Рассчитайте молярность раствора, разделив количество молей растворенного вещества на объем раствора в литрах.

Решение:

Молярная масса CoCl ₂ •2H ₂ O составляет 165,87 г/моль. Следовательно,

\[ моль\: CoCl_2 \cdot 2H_2O = \left( \dfrac{10,0 \: \cancel{g}} {165 .87\: \cancel{g} /mol} \right) = 0,0603\: моль \nonnumber \]

Объем раствора в литрах равен

900 23 \[ volume = 500\: \cancel{mL} \left( \dfrac{1\: L} {1000\: \cancel{mL}} \right) = 0 .500\: L \nonumber \]

Молярность – это количество молей растворенного вещества на литр раствора, поэтому молярность раствора равна

\[ molarity = \dfrac{0,0603\: моль} {0,500\: L} = 0,121\: M = CoCl_2 \cdot H_2O \nonumber \]

Упражнение \(\PageIndex{2}\)

Раствор, показанный на рисунке \(\PageIndex{2}\), содержит 90,0 г (NH ₄ ) ₂ Cr ₂ O _{7 900 54 в достаточном количестве воды, чтобы получить окончательный объем ровно 250 мл. Какова молярная концентрация дихромата аммония?}

Ответить

\[(NH_4)_2Cr_2O_7 = 1,43\: М \номер\]

Чтобы приготовить определенный объем раствора, содержащего указанную концентрацию растворенного вещества, сначала необходимо рассчитать количество молей растворенного вещества в желаемом объеме раствора, используя соотношение, показанное в уравнении \(\ref{4.5.2}\). Затем мы переводим количество молей растворенного вещества в соответствующую массу необходимого растворенного вещества. Эта процедура проиллюстрирована в примере \(\PageIndex{3}\).

Пример \(\PageIndex{3}\): Раствор D5W

Так называемый раствор D5W, используемый для внутривенного замещения биологических жидкостей, содержит 0,310 М глюкозы. (D5W представляет собой примерно 5% раствор декстрозы [медицинское название глюкозы] в воде.) Рассчитайте массу глюкозы, необходимую для приготовления пакета D5W объемом 500 мл. Глюкоза имеет молярную массу 180,16 г/моль.

Дано: молярность, объем и молярная масса растворенного вещества

Запрошено: масса растворенного вещества

Стратегия:

1. Рассчитайте количество молей глюкозы, содержащихся в указанном объеме раствора, умножив объем раствора на его молярность.
2. Получите необходимую массу глюкозы, умножив число молей соединения на его молярную массу.

Решение:

A Сначала нужно вычислить количество молей глюкозы, содержащихся в 500 мл 0,310 М раствора:

\( V_L M_{моль/л} = моль \)

\( 500\: \cancel{мл} \left( \dfrac{1\: \cancel{L}} {1000\: \cancel{мл}} \right) \left( \dfrac{0,310\: моль\: глюкоза} {1\: \cancel{L}} \right) = 0,155\: моль\: глюкоза \)

90 023 B Затем преобразуем количество молей глюкозы в требуемую массу глюкозы:

\( масса \: of \: глюкоза = 0,155 \: \cancel{моль\: глюкоза} \left( \dfrac{180,16 \: г\: глюкоза} {1\: \cancel{моль\: глюкоза}} \right) = 27,9 \: г \: глюкоза \)

Упражнение \(\PageIndex{3}\)

Другим раствором, обычно используемым для внутривенных инъекций, является физиологический раствор, 0,16 М раствор хлорида натрия в воде. Рассчитайте массу хлорида натрия, необходимую для приготовления 250 мл физиологического раствора.

Ответить

2,3 г NaCl

Раствор нужной концентрации также можно приготовить путем разбавления небольшого объема более концентрированного раствора дополнительным растворителем. Исходный раствор представляет собой коммерчески приготовленный раствор известной концентрации и часто используется для этой цели. Разбавление маточного раствора предпочтительнее, потому что альтернативный метод взвешивания крошечных количеств растворенного вещества трудно выполнить с высокой степенью точности. Разбавление также используется для приготовления растворов из веществ, которые продаются в виде концентрированных водных растворов, таких как сильные кислоты.

Процедура приготовления раствора известной концентрации из маточного раствора показана на рисунке \(\PageIndex{3}\). Это требует расчета количества молей растворенного вещества, желаемого в конечном объеме более разбавленного раствора, а затем расчета объема исходного раствора, содержащего это количество растворенного вещества. Помните, что разбавление заданного количества исходного раствора растворителем , а не изменяет число молей присутствующего растворенного вещества. Таким образом, соотношение между объемом и концентрацией исходного раствора и объемом и концентрацией желаемого разбавленного раствора равно 9.0024

\[(V_s)(M_s) = моли\: of\: растворенное вещество = (V_d)(M_d)\метка{4.5.4} \]

, где индексы s и d указывают на исходный и разбавленный растворы соответственно. Пример \(\PageIndex{4}\) демонстрирует расчеты, связанные с разбавлением концентрированного маточного раствора.

Рисунок \(\PageIndex{3}\): Приготовление раствора известной концентрации путем разбавления маточного раствора. (a) Объем ( V _s ), содержащий требуемые моли растворенного вещества (M _s ) измеряется в маточном растворе известной концентрации. (b) Измеренный объем маточного раствора переносят во вторую мерную колбу. (c) Измеренный объем во второй колбе затем разбавляется растворителем до объемной отметки [( V _S ) (M _S ) = ( V _D ) (M _D )].

Пример \(\PageIndex{4}\)

Какой объем исходного раствора глюкозы 3,00 М необходим для приготовления 2500 мл раствора D5W в примере \(\PageIndex{3}\)?

Дано: объем и молярность разбавленного раствора

Запрошено: объем исходного раствора

Стратегия:

1. Рассчитайте количество молей глюкозы, содержащихся в указанном объеме разбавленного раствора, путем умножения объем раствора по его молярности.
2. Чтобы определить необходимый объем исходного раствора, разделите число молей глюкозы на молярность исходного раствора.

Решение:

A Раствор D5W в примере 4.5.3 представлял собой 0,310 М глюкозу. Начнем с использования уравнения 4.5.4 для расчета количества молей глюкозы, содержащихся в 2500 мл раствора: глюкоза} {1\: \cancel{L}} \right) = 0,775\: моль\: глюкоза \nonnumber \]

B Теперь мы должны определить объем 3,00 М исходного раствора, который содержит это количество глюкозы:

\[ объем\: из\: сток\: раствор = 0,775\: \отменить{моль\: глюкоза} \left( \dfrac{1\: л} {3,00\: \отменить{моль\: глюкоза}} \right) = 0,258\: л\: или\: 258\: мл \номер\]

При определении объема необходимого исходного раствора, мы должны были разделить желаемое количество молей глюкозы на концентрацию исходного раствора, чтобы получить соответствующие единицы. Кроме того, количество молей растворенного вещества в 258 мл исходного раствора такое же, как количество молей в 2500 мл более разбавленного раствора; изменилось только количество растворителя . Полученный нами ответ имеет смысл: разбавление исходного раствора примерно в десять раз увеличивает его объем примерно в 10 раз (258 мл → 2500 мл). Следовательно, концентрация растворенного вещества должна уменьшиться примерно в 10 раз, как это и происходит (3,00 М → 0,310 М).

Мы также могли бы решить эту задачу за один шаг, решив уравнение 4.5.4 для V _s и подставив соответствующие значения:

: L)(0.310\: \cancel{M} )} {3.00\: \cancel{M}} = 0.258\: L \nonumber \]

Как мы уже отмечали, часто существует более одного правильного способа решения проблемы.

Упражнение \(\PageIndex{4}\)

Какой объем исходного раствора 5,0 М NaCl необходим для приготовления 500 мл физиологического раствора (0,16 М NaCl)?

Ответить

16 мл

Концентрация ионов в растворе

В примере \(\PageIndex{2}\) концентрация раствора, содержащего 90,00 г дихромата аммония в конечном объеме 250 мл, была рассчитана как 1,43 М. Рассмотрим подробнее, что это означает. Дихромат аммония представляет собой ионное соединение, содержащее два NH 9{2-} (водн.)\label{4.5.5} \]

Таким образом, 1 моль формульных единиц дихромата аммония растворяется в воде с образованием 1 моль Cr ₂ O ₇ ^{2 −} анионов и 2 моль катионов NH ₄ ⁺ (см. рисунок \(\PageIndex{4}\)).

Рисунок \(\PageIndex{4}\): Растворение 1 моль ионного соединения. В этом случае растворение 1 моля (NH ₄ ) ₂ Cr ₂ O ₇ дает раствор, содержащий 1 моль Cr ₂ O ₇ ^{2 −} ионов и 2 моль NH ₄ ⁺ ионов. (Молекулы воды опущены из молекулярного изображения раствора для ясности.) 1 моль дихромата аммония показан в мерной колбе объемом 1 л. Полученная мерная колба справа содержит 1 литр раствора после растворения в воде. Порошкообразная форма бихромата аммония также включена в схему.

При проведении химической реакции с использованием раствора соли, такой как дихромат аммония, важно знать концентрацию каждого иона, присутствующего в растворе. Если раствор содержит 1,43 М (NH ₄ ) ₂ Cr ₂ O ₇ , то концентрация Cr ₂ O ₇ ^{2 − 902 99 также должно быть 1,43 М, потому что на формульную единицу приходится один ион Cr ₂ O ₇ 2 − . Однако на формульную единицу приходится два иона NH ₄ + , поэтому концентрация ионов NH ₄ + составляет 2 × 1,43 M = 2,86 M. Поскольку каждая формульная единица (NH ₄ ) ₂ Cr ₂ O ₇ образует три иона при растворении в воде (2NH ₄ + + 1Cr ₂ O ₇ 90 298 2 −} ), общая концентрация ионов в растворе составляет 3 × 1,43 M = 4,29 M.

открывается в новом окне) [youtu.be]

Пример \(\PageIndex{5}\)

Каковы концентрации всех видов, полученных из растворенных веществ в этих водных растворах?

1. 0,21 М NaOH
2. 3,7 М (CH ₃ ) ₂ CHOH
3. 0,032 М In(№ ₃ ) ₃

Дано: молярность

Запрошено: концентрации

Стратегия:

A Классифицируйте каждое соединение как сильный электролит или неэлектролит.

B Если соединение является неэлектролитом, его концентрация равна молярности раствора. Если соединение является сильным электролитом, определяют количество каждого иона, содержащегося в одной формульной единице. Найдите концентрацию каждого вида, умножив количество каждого иона на молярность раствора. – (aq) \)

B Поскольку каждая формульная единица NaOH дает один ион Na ⁺ и один ион OH ^– , концентрация каждого иона такая же, как концентрация NaOH: [Na ⁺ ] = 0,21 М и [OH ^– ] = 0,21 М.

5. A Формула (CH ₃ ) ₂ CHOH представляет собой 2-пропанол (изопропиловый спирт) и содержит группу –OH, поэтому это спирт. Напомним из раздела 4.1, что спирты представляют собой ковалентные соединения, которые растворяются в воде с образованием растворов нейтральных молекул. Таким образом, спирты являются неэлектролитами. 9- (водн.) \)

   B Одна формульная единица In(NO ₃ ) ₃ дает один ион In ^{3 +} и три иона NO ₃ ⁻ , поэтому раствор 0,032 М In(NO ₃ ) ₃ содержит 0,032 М In ^{3 +} и 3 × 0,032 М = 0,096 М NO ₃ ^{– 902 99 — то есть [In 3 + ] = 0,032 M и [NO ₃ − ] = 0,096 M.}

Упражнение \(\PageIndex{5}\)

Каковы концентрации всех видов, полученных из растворенных веществ в этих водных растворах?

1. 0,0012 М Ba(OH) ₂
2. 0,17 М Na ₂ SO ₄
3. 0,50 М (CH ₃ ) ₂ CO, широко известный как ацетон

Резюме

Концентрации растворов обычно выражаются в молях и могут быть приготовлены путем растворения известной массы растворенного вещества в растворителе или разбавления маточного раствора.

• определение молярности: \[ молярность = \dfrac{моли\: из\: растворенного вещества}{литры\: из\: раствора} = \dfrac{ммоль\: из\: растворенного вещества} {миллилитры\: из\: раствора} \номер\]
• связь между объемом, молярностью и молями : \[ V_L M_{моль/л} = \cancel{L} \left( \dfrac{mol}{\cancel{L}} \right) = моли \nonumber \]
• связь между объемом и концентрацией основного и разбавленного растворов : \[(V_s)(M_s) = моли\: of\: растворенное вещество = (V_d)(M_d) \номер\]

Концентрация вещества представляет собой количество растворенного вещества, присутствующего в данном количестве раствора. Концентрации обычно выражают в виде молярности , определяемой как количество молей растворенного вещества в 1 л раствора. Растворы известной концентрации можно приготовить либо растворением известной массы растворенного вещества в растворителе и разбавлением до желаемого конечного объема, либо разбавлением соответствующего объема более концентрированного раствора (исходный раствор 9).0047 ) до желаемого конечного объема.

Авторы и авторство

---

4.5: Concentration of Solutions распространяется по лицензии CC BY-NC-SA 3.0, автором, ремиксом и/или куратором является LibreTexts.

1. Наверх

• Была ли эта статья полезной?

1. Тип изделия

   Раздел или Страница

   Лицензия

   CC BY-NC-SA

   Версия лицензии

   3,0

   Показать страницу TOC

   № на стр.