Zadania ze stężeń: rozwiązania krok po kroku

Ten dział nie wnosi nowej teorii, to po prostu poligon obliczeniowy ze stężeń. Otóż wszystko sprowadza się do dwóch mostków: gęstość zamienia objętość na masę, a masa molowa zamienia gramy na mole. Kiedy je ogarniesz, przeskakujesz między stężeniem procentowym a molowym w obie strony i rozwiązujesz nawet zadania z żrącymi miksami z laboratorium. Wzięliśmy cztery zadania z jasnym wynikiem, każde na filmie. Lecimy.

Zanim ruszysz, dwie rzeczy

Stężenie molowe to c = n/V (mole na dm3 całego roztworu), a stężenie procentowe to masa substancji przez masę całego roztworu razy 100%. Najczęstsza wpadka to mylenie masy substancji z masą roztworu i gubienie jednostek objętości (cm3 kontra dm3). Przy mieszaniu roztworów końcowa objętość to zwykle suma objętości, chyba że zadanie mówi inaczej.

Zadanie 1z procentów na molowe

150 g roztworu NaCl o stężeniu procentowym 20% rozcieńczono wodą do 700 ml. Oblicz stężenie molowe tak rozcieńczonego roztworu.

Rozwiązanie tłumaczę na filmie:

Pokaż rozwiązanie

Masa substancji: m(NaCl) = 150 · 0,2 = 30 g. Zamieniamy na mole (M = 58,5 g/mol):

n = 30/58,5 = 0,5128 mola

Objętość końcowa to 700 ml = 0,7 dm3, więc:

c = 0,5128/0,7 = 0,73 mol·dm−3
c = 0,73 mol·dm−3
Zadanie 2woda królewska

Woda królewska to mieszanina stężonego HCl i HNO3 w stosunku objętościowym 3:1. Oblicz stężenia molowe HCl i HNO3 w gotowej mieszaninie, jeśli użyto kwasu solnego o stężeniu 12 mol·dm−3 oraz kwasu azotowego o stężeniu 14,3 mol·dm−3.

Rozwiązanie tłumaczę na filmie:

Pokaż rozwiązanie

Przyjmijmy wygodne objętości zgodne ze stosunkiem 3:1, np. V(HCl) = 3 dm3 i V(HNO3) = 1 dm3, więc całość ma 4 dm3.

Liczby moli: n(HCl) = 3 · 12 = 36 mol, n(HNO3) = 1 · 14,3 = 14,3 mol. Teraz dzielimy przez całkowitą objętość:

c(HCl) = 36/4 = 9 mol·dm−3
c(HNO3) = 14,3/4 = 3,58 mol·dm−3
c(HCl) = 9 mol·dm−3, c(HNO3) ≈ 3,58 mol·dm−3
Zadanie 3woda utleniona, trzy pytania

Uczniowie zmieszali 7,3 g H2O2 ze 121 ml wody. Oblicz stężenie procentowe i molowe tak otrzymanego roztworu, a następnie podaj, ile wody trzeba dodać, aby uzyskać roztwór 4,50%. Przyjmij gęstość wody 1 g·cm−3 oraz gęstość H2O2 1,46 g·cm−3. M(H2O2) = 34 g/mol.

Rozwiązanie tłumaczę na filmie:

Pokaż rozwiązanie

Masa roztworu: 121 g wody + 7,3 g H2O2 = 128,3 g. Stężenie procentowe:

Cp = 7,3/128,3 · 100% ≈ 5,69% (w zaokrągleniu 5,7%)

Do stężenia molowego potrzebna objętość roztworu. Z gęstości: V(H2O2) = 7,3/1,46 = 5 cm3, więc cały roztwór to 121 + 5 = 126 cm3 = 0,126 dm3. Liczba moli: n = 7,3/34 = 0,215 mola.

c = 0,215/0,126 ≈ 1,70 mol·dm−3

Chcemy roztwór 4,50%, a mamy 5,69%, więc dolewamy wody. Masa substancji się nie zmienia, więc docelowa masa roztworu to 7,3/0,045 = 162,22 g. Dodać trzeba 162,22 − 128,3 = 33,92 g wody.

Cp ≈ 5,69%, c ≈ 1,70 mol·dm−3, dolać ≈ 33,92 cm3 wody
Zadanie 4detektyw: ustal wzór

Badaniom krioskopowym poddano pewien tlenek fosforu X rozpuszczony w benzenie. Roztwór z 0,185 g X w 10 g benzenu krzepnie o 0,43 °C niżej niż czysty benzen. Stała krioskopowa benzenu wynosi Et = 5,12 K·kg/mol. Ustal wzór sumaryczny tlenku X.

Rozwiązanie tłumaczę na filmie:

Pokaż rozwiązanie

Ze wzoru Et = ΔT/m wyliczamy stężenie molalne:

m = ΔT/Et = 0,43/5,12 = 0,084 mol/kg

Stężenie molalne to m = mX/(MX · mrozp), gdzie masę rozpuszczalnika bierzemy w kg (10 g = 0,01 kg). Przekształcamy na masę molową:

MX = mX/(mrozp · m) = 0,185/(0,01 · 0,084) ≈ 220 g/mol

Sprawdzamy: P4O6 ma masę 4·31 + 6·16 = 124 + 96 = 220 g/mol. Zgadza się.

MX ≈ 220 g/mol, wzór to P4O6 (tlenek fosforu(III))

Dwa mostki i cały dział otwarty

Gęstość zamienia objętość na masę, masa molowa na mole. Reszta to spokojne liczenie.

W kursie przerabiamy wszystkie typy zadań ze stężeń: procentowe, molowe, molalne, mieszaniny i rozcieńczenia. Dostajesz teorię po ludzku, filmy i zestaw zadań z pełnymi rozwiązaniami. Krok po kroku, aż po maturę.

To wycinek z lekcji z zadaniami ze stężeń. W kursie jest ich więcej: stężenie molalne, stała krioskopowa, mieszanie kilku roztworów naraz, kontrakcja objętości i pełen zestaw zadań maturalnych.

Chcesz ogarnąć chemię na spokojnie?

Rozkładam maturę z chemii na czynniki pierwsze, krok po kroku

Cała teoria i zadania wytłumaczone po ludzku, z filmami do wielu z nich, tak żeby chemia w końcu miała sens. Zobacz kurs maturalny, albo zacznij od darmowego kursu i sprawdź, jak tłumaczę, zanim cokolwiek wydasz.

Darmowy kurs dostajesz na swoje konto. Bez spamu.