Растворы концентрация растворов конспект

Обновлено: 03.07.2024

Цель урока: Сформировать умение выражать состав раствора через массовую долю растворенного вещества и определять состав раствора по массовой доле растворенного вещества. Научить применять полученные знания на практике, отработать навыки химического эксперимента.

Тип урока: комбинированный

Планируемые результаты:

Личностные воспитание чувства само- и взаимоуважения; развитие сотрудничества при работе в парах; воспитание интереса к химии как науки

Метапредметные развитие речи; формирование умений сравнивать, наблюдать, делать выводы, формирование навыков химического эксперимента при строгом соблюдении правил техники безопасности; развитие у учащихся самостоятельности; внимательности.

Методы обучения: объяснительно-иллюстративный, проблемный, системно-деятельстный, лабораторно-практический.

Формы организации познавательной деятельности обучающихся: коллективная, индивидуальная, работа в парах.

Средства обучения: презентация, учебник, химическая посуда, весы, реактивы (вода, медный купорос, 9% раствор уксусной кислоты, 80% уксусная кислота) .

Основные понятия изучаемые на уроке: концентрированный и разбавленный растворы, массовая доля растворенного вещества.

Ключевые слова: растворы, растворенное вещество, растворитель, растворимость, насыщенные и ненасыщенные растворы, массовая доля растворенного вещества, молярность, нормальность, моляльность, мольная доля, титр, осмотическое давление, понижение давления пара над раствором, эбулиоскопическая постоянная, криоскопическая постоянная.

Раствор - это твердая, жидкая или газообразная гомогенная система, состоящая из двух или более компонентов (составных частей), относительные количества которых могут изменяться в широких пределах. Всякий раствор состоит из растворенных веществ и растворителя, т. е. среды, в которой эти вещества равномерно распределены в виде молекул или ионов.

Раствор, в котором данное вещество при данной температуре больше не растворяется, т.е. раствор, находящийся в равновесии с растворяемым веществом, называют насыщенным, а раствор, в котором еще можно растворить дополнительное количество данного вещества, ненасыщенным.

Концентрацию растворов можно выражать следующими способами:

1. Процентная концентрация по массе (ω, %) - число единиц массы (например, число граммов) растворенного вещества (m_р.в.), содержащихся в 100 единицах массы (например, в 100 граммах) раствора (m_р-ра):

ω= (m_р.в.·100%)/m_р-ра.Например, 15% раствор хлорида натрия – это такой раствор, в 100 г которого содержится 15 г NaCl и 85 г воды.

2. Молярность(С_м) - числомоль (n) растворенного вещества, содержащихся в 1 л раствора: С_м = n/V. Так, 2МH₂SO₄ обозначает раствор серной кислоты, в каждом литре которого содержится два моля H₂SO₄, 196 г.

3. Молярная концентрация эквивалента (нормальность)(С_Н):- число моль эквивалентов (n_экв) растворенного вещества, содержащихся в одном литре раствора: Так, 2н. H₂SO₄ означает раствор серной кислоты, в каждом литре которого содержится два эквивалента, т. е. 98 г H₂SO₄.

4. Моляльность(С_m) - число молей растворенного вещества, приходящихся на 1000 г растворителя. Так, 2m H₂SO₄ означает раствор серной кислоты, в котором на 1000 г воды приходится два моля H₂SO₄. Мольно-массовая концентрация раствора – моляльность, в отличие от его молярности, не изменяется при изменении температуры.

5. Мольная доля(N_i) - отношение числа молей данного вещества (n₁) к общему числу молей всех веществ (n₁, n₂), имеющихся в растворе: N₁=n₁/(n₁+n₂).

Пользуясь растворами, концентрация которых выражена нормальностью, легко заранее рассчитать, в каких объемных отношениях они должны быть смешаны, чтобы растворенные вещества прореагировали без остатка:

С_Н₁V₁= С_Н2V₂, где С_Н1, С_Н2 – молярные концентрации эквивалента (моль) растворенного вещества 1 и 2 соответственно; V₁, V₂ – объемы растворов (л) 1 и 2 соответственно. Таким образом, объемы растворов реагирующих веществ обратно пропорциональны их нормальностям.

Свойства растворов. Относительное понижение давления насыщенного пара растворителя над раствором равно мольной доле растворённого вещества (закон Рауля, 1887 г.): N₂ = [(P_о - P) / P_о], где N₂ - мольная доля растворённого вещества; P₀ - давление насыщенного пара растворителя над чистым растворителем (кПа), P - давление насыщенного пара растворителя над раствором (кПа).

Односторонняя диффузия растворителя в раствор через полупроницаемую перегородку называется осмосом.Объём раствора в результате осмоса увеличивается, при этом возникает давление на стенки сосуда, в котором находится раствор. Это давление называется осмотическим(P_осм,, кПа): P_осм = i·С_м·R·T, где С_м – молярная концентрация, R – универсальная газовая постоянная, T – температура, К

Изотонический коэффициент i (коэффициент Вант-Гоффа) -поправочный коэффициент, отражающий увеличение числа частиц в растворах электролитов по сравнению с растворами неэлектролитов той же концентрации.

Криоскопия- физико-химический метод исследования жидких растворов нелетучих веществ, основанный на измерении понижения температуры замерзания раствора по сравнению с температурой замерзания чистого растворителя.Понижение температуры (Δt_зам) замерзания раствора:

Δt_зам = i·K·C_m, где К - криоскопическая постоянная растворителя -величина понижения температуры замерзания раствора, в котором содержится 1 моль растворенного вещества в 1 кг растворителя, C_m - моляльная концентрация раствора.

Эбуллиоскопия- метод изучения жидких растворов нелетучих веществ, основанный на измерении повышения температуры кипения раствора по сравнению с температурой кипения чистого растворителя. Повышение температуры кипения (Δt_кип) раствора:Δt_кип = i·E·C_m, где Е - эбуллиоскопическая постоянная (константа) растворителя—величина повышения температуры кипения раствора, в котором содержится 1 моль растворенного вещества в 1 кг растворителя. Изотонический коэффициент (i) связан со степенью диссоциации (α) электролита соотношением α =[(i - 1) / (k - 1)], где k — число ионов, на которые распадается при диссоциации молекула электролита (для KCl k=2, для ВаС1₂ и Na₂SO₄ k = 3 и т. д.).

Контрольные вопросы:

1. Из каких компонентов состоит раствор?

2. Какие растворы называются насыщенными?

3. Перечислите основные способы выражения концентрации растворов.

4. Что означают записи: 2,5 М NaOH, 0,1 н H₂SO₄?

Список рекомендуемой литературы:

1. Глинка Н.Л. Общая химия: учеб. пособие для вузов / Н.Л. Глинка. - М.: КНОРУС, 2009. - С. 217 - 236.

2. Коровин Н.В. Общая химия: учебник для технических направл. и спец. вузов - 7-е изд., испр. - М.: Высшая школа, 2006. - С. 204.

Е.А. Буйлова, Д.Р. Галиева

Концентрацию растворов можно выражать следующими способами:

Контрольные вопросы:

1. Из каких компонентов состоит раствор?

2. Какие растворы называются насыщенными?

3. Перечислите основные способы выражения концентрации растворов.

4. Что означают записи: 2,5 М NaOH, 0,1 н H₂SO₄?

Список рекомендуемой литературы:

1. Глинка Н.Л. Общая химия: учеб. пособие для вузов / Н.Л. Глинка. - М.: КНОРУС, 2009. - С. 217 - 236.

Для учеников 1-11 классов и дошкольников
Бесплатные сертификаты учителям и участникам

Химия Дата:04.12.2018г. Урок №19 Класс:11

Тема: Способы выражения концентрации растворов: массовая доля растворенного вещества, молярная концентрация.

1. Закрепить знания о, массовой доли растворенного вещества в растворе.

2. Закрепить знания и умения, учащихся при решении задач на проценты, совершенствовать навыки решения текстовых задач с помощью химических формул.

3. Сформировать навыки решения расчетных задач с применением молярной концентрации.

4. Воспитание мотивации к учению.

5. Развитие познавательного интереса к урокам химии.

Тип урока: комбинированный урок.

Оборудование: презентация, периодическая система Д.И.Менделеева, карточки с заданиями для учащихся.

Лабораторное оборудование и вещества: На столах учащихся: мерный цилиндр, лабораторные весы с разновесами, стеклянная палочка, химический стакан, колба с водой,

пробирка с солью (по вариантам).

I .Организация класса к учебной работе.

2. Организационный момент.

3. Создание комфортной доброжелательной обстановки в классе.

II . Актуализация и фиксирование индивидуальных затруднений в пробном действии

Организует повторение материала, изученного на предыдущем уроке и основных терминов, и понятий, необходимых для освоения нового материала.

Проверяется наличие у учеников выполненных письменных работ. Обсуждаются задания, которые вызвали затруднения

Фронтальная беседа с классом:

что такое дисперсные системы?

какими бывают дисперсные системы?

какими свойствами обладают дисперсные системы?

значение дисперсных систем.

1.Работа у доски.

Решение задачи на массовую долю растворенного вещества в растворе

Вычислите массу воды, которую нужно добавить к 50 г 20 %-ного раствора соляной кислоты, чтобы уменьшить её концентрацию до 10 %. Ответ укажите в граммах с точностью до целых.

Найдем массу кислоты:

пусть — масса воды, которую нужно добавить, тогда:

2. Работа с классом.

Учитель раздаёт на каждую парту лист с химическим диктантом /приложение 1/ и даёт такие комментарии:

– Ребята, я предлагаю вам выполнить это задание для того, чтобы вы вспомнили ключевые понятия прошлого урока. Многие характеристики кислорода помогут нам более детально разобраться в теме сегодняшнего урока.(приложение 1)

– Я прошу вас продемонстрировать результат выполненной работы; поднимите руку те дети, кто получил положительную оценку. (Если в классе окажутся дети с неудовлетворительной оценкой, учитель предложит им выполнить это задание ещё раз на следующем уроке).

III .Мотивация

На практике часто приходится иметь дело с растворами, имеющими строго заданное содержание в них растворенного вещества.

Во-первых, это приготовление различных лекарственных растворов. Если в аптеке случайно произойдет ошибка с количеством лекарства в его растворе, то последствия могут быть самыми плачевными.

Во-вторых, многие химические реакции проводят в растворах. И здесь ошибки могут приводить к печальным результатам. Например, если фотограф ошибется при растворении проявителя, то фотографии либо не проявятся, либо будут испорчены.

Другой пример: если залить в аккумулятор раствор, в котором содержание серной кислоты будет меньше или больше требуемого, то аккумулятор либо не будет работать, либо выйдет из строя

IV . Объяснение нового материала.

И сегодня вы должны

• расширить и систематизировать представления о способах выражения

• изучить новые способы выражения концентраций растворов;

• учиться применять полученные теоретические знания при решении задач;

• развивать интеллектуальные умения и навыки.

- Концентрация — величина, характеризующая количественный состав раствора.

Согласно правилам ИЮПАК, концентрацией растворённого вещества (не раствора) называют отношение количества растворённого вещества или его массы к объёму раствора (моль/л, г/л), то есть это соотношение неоднородных величин. Те величины, которые являются отношением однотипных величин (отношение массы растворённого

вещества к массе раствора, отношение объёма растворённого вещества к объёму раствора) правильно называть долями.

Однако на практике для обоих видов выражения состава применяют термин концентрация и говорят о концентрации растворов.

- Существуют несколько способов выражения концентраций растворов:

1 Массовая доля (весовые проценты, процентная концентрация)

2 Объёмная доля

3 Молярность (молярная концентрация)

5 Моляльность (моляльная концентрация)

6 Титр раствора

7 Нормальность (молярная концентрация эквивалента)

8 Растворимость вещества

- Мы с вами рассмотрим массовую долю растворенного вещества в растворе и молярную концентрацию.

Понятие массовой доли растворенного вещества в растворе вы изучали в курсе химии 8 класса и решали задачи. Вспомните определение массовой доли и формулу ее расчета.

Учащиеся: - Массовая доля растворённого вещества - это отношение массы растворённого вещества к массе раствора.

(слайд №5)

Решим задачу: Смешали 80 г раствора с массовой долей нитрата натрия 25 % и 20 г раствора этой же соли с массовой долей 40 %. Вычислите массовую долю соли в полученном растворе. Ответ дайте в процентах с точностью до целых.

Массовая доля вещества в растворе вычисляется по формуле:

Найдем массу вещества:

Найдем массу раствора:

Учитель: - В бинарных растворах часто существует однозначная зависимость между плотностью раствора и его концентрацией (при данной температуре). Это даёт возможность определять на практике концентрации важных растворов с помощью денсиметра (спиртометра, сахариметра, лактометра). Некоторые ареометры проградуированы не в значениях плотности, а непосредственно концентрации раствора (спирта, жира в молоке, сахара). Часто для выражения концентрации (например, серной кислоты в аккумуляторах) пользуются просто их плотностью. Распространены ареометры предназначенные для определения концентрации растворов веществ.

- Решим задачу: задача №1 стр. стр.81 учебника Г.Е.Рудзитиса, Ф.Г.Фельдмана «Химия.11 класс. (Задачу у доски решает ученик)

- Следующий вид выражения концентрации раствора – это молярность или молярная концентрация.

Молярная концентрация C(B) показывает, сколько моль растворённого вещества содержится в 1 литре раствора.

C(B) = n(B) / V = m(B) / (M(B) · V),

где М(B) - молярная масса растворенного вещества г/моль.

Молярная концентрация измеряется в моль/л и обозначается "M". Например, 2 M NaOH - двухмолярный раствор гидроксида натрия. Один литр такого раствора содержит 2 моль вещества или 80 г (M(NaOH) = 40 г/моль).

Молярность чаще выражают в моль/л или ммоль/л. Возможны следующие обозначения молярной концентрации - С, См, М.

Так, раствор с концентрацией 1,0 моль/л называют одномолярным, можно записать – 1М,

0,1 моль/л – децимолярным – 0,1М, 0,01 моль/л – сантимолярным – 0,01М (слайд №7)

- Решим задачу: задача № 4 стр.2 учебника.

Раствор объемом 500 мл содержит NaOH массой 5 г. Определить молярную концентрацию этого раствора.

V(р-ра)=500мл, или 0,5 л

1. Вычислим число моль в 5 г NaOH :

ⱱ(NaOH)=m(NaOH)/M(NaOH); ⱱ =5г/40г/моль=0,125 моль

2. Определим молярную концентрацию раствора:

Ответ:C=0,25моль/л

Вычислить массу хлорида натрия NaCl, содержащегося в растворе объемом 200 мл, если его молярная концентрация 2 моль/л.

V(р-ра)=200мл, или 0,2 л

1. Вычислим число моль m(NaCl ), которое содержится в растворе объёмом 0,2л:

C= ⱱ (NaCl)/V(р-ра); ⱱ(NaCl)=С·V(р-ра);

2. Вычислим массу NaCl:

m(NaCl)=M(NaCl) * ⱱ(NaCl); M(NaCl)=58,5г/моль

m(NaCl)=58,5г/моль·0,4 моль=23,4г NaCl

Повторение правил техники безопасности

Для этого решите задачу по вариантам. Задания даны на карточках-инструктажах

Затем приготовьте раствор заданной концентрацией взвесив рассчитанную массу на весах и отмерьте нужный объем воды мерным цилиндром.

Вспомним правила работы с лабораторными весами и правила измерения объёма жидкости с помощью измерительного цилиндра.

Составьте отчет о работе в произвольной форме.

После выполнения работы сдайте тетради на проверку, уберите свое рабочее место и запишите домашнее задание

Подведение итогов урока. Выставление оценок
Рефлексия -Что мы узнали сегодня нового? – Что мы научились выполнять? – Какие были затруднения? – Что показалось самым интересным? – Что удивило вас?
– Спасибо за сотрудничество!

IV . Домашнее задание: Домашнее задание:

§17 №3,4 стр.81, ответить на тестовые задания стр.81

Рефлексия ФИО ученика_______________________________________

-Что мы узнали сегодня нового? ___________________________________

– Что мы научились выполнять?___________________________________

– Какие были затруднения?______________________________________

– Что показалось самым интересным? _____________________________

Дисперсные системы. Растворы. Процессы происходящие в растворах.

А1.Чистое (индивидуальное) вещество, в отличие от смеси, - это:

1)чугун; 2) пищевая сода; 3) воздух; 4) нефть.

А2. Дисперсная система, в которой в газовой дисперсионной среде распределены частицы жидкости, - это:

1)аэрозоль; 2)пена; 3) эмульсия; 4)золь.

А3. Суспензия – это дисперсная система, в которой:

газообразные частицы распределены в жидкости;

газообразные частицы распределены в газе;

частицы жидкости распределены в жидкой, не растворяющей ее среде;

твердые частицы распределены в жидкости.

А4.Истинным раствором является:

речной ил; 2) кровь; 3)соляная кислота; 4) молоко.

А5.Оцените справедливость утверждений.

А. С повышением температуры растворимость всех веществ увеличивается.

Б. Коагуляция коллоидного раствора происходит при добавлении электролита

1) верно только А. 2) верно только Б.

3) верны оба утверждения; 4) оба утверждения неверны.

Дисперсные системы. Растворы. Процессы происходящие в растворах.

А1.Чистое (индивидуальное) вещество, в отличие от смеси, - это:

1)известковая вода; 2) нержавеющая сталь; 3)царская водка; 4)медный купорос.

А2. Дисперсная система, в которой в жидкой дисперсионной среде распределены частицы жидкости, - это:

1)гель; 2) эмульсия; 3) аэрозоль; 4)суспензия.

А3. Аэрозоль – это дисперсная система, в которой:

1) твердые частицы распределены в жидкой дисперсионной среде;

2) газообразные частицы распределены в газе;

3) твердые и жидкие частицы распределены в газовой среде;

4) частицы жидкости распределены в жидкой, не растворяющей ее среде.

А4.Истинным раствором является:

кисель; 2)раствор сульфата меди ( II ); 3)известковое молоко; 4) молоко.

А5.Оцените справедливость утверждений.

А. С повышением давления растворимость газов увеличивается.

Б. В отличие от истинных растворов коллоидные растворы рассеивают проходящий через них свет

Концентрация раствора может выражаться как в безразмерных единицах (долях, процентах), так и в размерных величинах (массовых долях, молярности, титрах, мольных долях).

Концентрация – это количественный состав растворенного вещества (в конкретных единицах) в единице объема или массы. Обозначили растворенное вещество - Х, а растворитель - S. Чаще всего использую понятие молярности (молярная концентрация) и мольной доли.

Способы выражения концентрации растворов.

1. Массовая доля (или процентная концентрация вещества) – это отношение массы растворенного вещества m к общей массе раствора. Для бинарного раствора, состоящего из растворённого вещества и растворителя:

ω – массовая доля растворенного вещества;

m_в-ва – масса растворённого вещества;

Массовую долю выражают в долях от единицы или в процентах.

2. Молярная концентрация или молярность – это количество молей растворённого вещества в одном литре раствора V:

C – молярная концентрация растворённого вещества, моль/л (возможно также обозначение М, например, 0,2 М HCl);

n – количество растворенного вещества, моль;

V – объём раствора, л.

Раствор называют молярным или одномолярным, если в 1 литре раствора растворено 1 моль вещества, децимолярным – растворено 0,1 моля вещества, сантимолярным – растворено 0,01 моля вещества, миллимолярным – растворено 0,001 моля вещества.

3. Моляльная концентрация (моляльность) раствора С(x) показывает количество молей n растворенного вещества в 1 кг растворителя m:

С (x) – моляльность, моль/кг;

n – количество растворенного вещества, моль;

4. Титр – содержание вещества в граммах в 1 мл раствора:

T – титр растворённого вещества, г/мл;

m_в-ва – масса растворенного вещества, г;

5. Мольная доля растворённого вещества – безразмерная величина, равная отношению количества растворенного вещества n к общему количеству веществ в растворе:

N – мольная доля растворённого вещества;

n – количество растворённого вещества, моль;

n_р-ля – количество вещества растворителя, моль.

Сумма мольных долей должна равняться 1:

Иногда при решении задач необходимо переходить от одних единиц выражения к другим:

ω(X) - массовая доля растворенного вещества, в %;

М(Х) – молярная масса растворенного вещества;

ρ= m/(1000V) – плотность раствора. 6. Нормальная концентрация растворов (нормальность или молярная концентрация эквивалента) – число грамм-эквивалентов данного вещества в одном литре раствора.

Грамм-эквивалент вещества – количество граммов вещества, численно равное его эквиваленту.

Эквивалент – это условная единица, равноценная одному иону водорода в кислотоно-основных реакциях или одному электрону в окислительно – восстановительных реакциях.

Для записи концентрации таких растворов используют сокращения н или N. Например, раствор, содержащий 0,1 моль-экв/л, называют децинормальным и записывают как 0,1 н.

С_Н – нормальная концентрация, моль-экв/л;

z – число эквивалентности;

Растворимость вещества S - максимальная масса вещества, которая может раствориться в 100 г растворителя:

Коэффициент растворимости – отношение массы вещества, образующего насыщенный раствор при конкретной температуре, к массе растворителя:

Читайте также: