Кристалогідрати

Гідрати – дуже нестійкі сполуки, вони існують лише у розчині. Якщо з розчину випарити воду, то гідрати легко руйнуються. Проте є такі гідрати, що можуть утримувати воду навіть у твердому стані. Вони називаються кристалогідратами, а вода, що утримується в кристалах – кристалізаційною. Приклади найбільш відомих кристалогідратів:

CuSO₄ · 5 H₂O - мідний купорос

FeSO₄ · 7 H₂O - залізний купорос

Na₂SO₄ · 10 H₂O - глауберова сіль

Na₂CO₃ · 10 H₂O - каустична сода

CaSO₄ · 2 H₂O - гіпс.

Кристалізаційну воду можна видалити з таких сполук лише тривалим прожарюванням за високих температур.

Кількісний склад розчину. Масова частка розчиненої речовини.

Від кількості розчиненої речовини залежать властивості розчину. Тому завжди важливо знати кількісний склад розчину. Кількісною характеристикою розчину є ьасова частка розчиненої речовини.

Масова частка розчиненої речовини – це фізична величина, що дорівнює відношенню маси розчиненої речовини до маси розчину.

m речовини m речовини

W = ^{____________________,} або W % = ^{_________________} · 100%

m розчину m розчину

W – масова частка розчиненої речовини;

m речовини – масса розчиненої речовини у розчині;

m розчину - маса розчину.

Звідси можна вивести формули для обчислення різних складових розчину:

m речовини = m розчину · W; m розчину = m речовини / W.

Також використовуємо формули:

m розчину = m речовини + m розчинника

Звідси:

m речовини = m розчину ― m розчинника

m розчинника = m розчину – m речовини

Вправа. Розв´язати задачі, заповнити таблицю, знайшовши відповідні величини.

№ завдання m речовини, г m води, г m розчину, г w

1 17 183??

2 14 36??

3 25? 200?

4 50? 150?

5 8?? 0,2

6 12?? 0,06

7? 225 250?

8? 189 200?

9? 400? 0,2

10? 190? 0,05

11?? 300 0,1

12?? 600 0,15

Вправа. До розчину, що має масу 250 грамів та містить 10% кухонної солі додали:

а) 35 грамів кухонної солі; б) 50 грамів води.

Визначте масову частку кухонної солі в утвореному розчині.

Вправа. До розчину, що має масу 300 грамів та містить 8% питної соди додали:

а) 100 грамів води; б) 5 грамів питної соди.

Визначте масову частку кухонної солі в утвореному розчині.

Вправа. До 150 грамів 3%-ного розчину оцтової кислоти додали 50 грамів 30%-ного розчину оцтової кислоти. Обчислити масову частку оцтової кислоти в утвореному після змішування розчині.

Вправа. До 200 грамів 10%-ного розчину цукру додали 300 грамів 20%-ного розчину цукру. Обчислити масову частку цукру в утвореному після змішування розчині.

Обчислення за рівняннями реакцій у розчинах.

Завдання № 1

Обчисліть об’єм газу, що утворюється від взаємодії розчину калій карбонату масою 276 г з масовою часткою 20% з надлишком сульфатної кислоти.

Дано: mр-ну= 276 г w = 20% V(CO2)-?

Розв’язання 45,2 г х л K2CO3 + H2SO4 → K2SO4 + CO2 + H2O 1моль 1моль 1∙138 (г) 1 ∙ 22,4 (л) М(K 2CO3 ) = 138 г/моль mр-ни = 276 ∙ 0,2 = 45,2 г ;

Відповідь: V (CO₂) ≈ 7,34 л

Завдання №2

Обчислити масу 20% розчину барій хлориду, який необхідно додати до 80 г 15 %-ного розчину сульфатної кислоти до повного випадання осаду.

Дано: mр-ну(H2SO4) = 80 г w(H2SO4) =15% + BaCl2 w(BaCl2) = 20% m(BaCl2 ) -?

Розв’язання 12г H2SO4 + BaCl2 → BaSO4↓ + 2HCl 1моль 1 ∙98 (г) 1∙ 208 (г) М(H2SO4) = 98 г/моль М(BaCl2) = 208 г/моль mр-ни(H2SO4) = mр-ну ∙ w mр-ни(H2SO4) = 80 ∙ 0,15 = 12 г; ; моль Згідно рівняння реакції υ (H2SO4) = υ (BaCl2) = 0,122 моль m = υ ∙ М; m (BaCl2 ) = 0,122 ∙ 208 = 25,38 г mр-ну (BaCl2) = (25,38: 20) ∙ 100 = 126,88 г

Відповідь: m_р-ну (BaCl₂) = 126,88г

Вправа. Обчислити об´єм водню (н.у.), що виділиться під час взаємодії цинку з розчином, що має масу 146 грамів та містить 10% хлоридної кислоти.

Вправа. Обчислити об´єм водню, що виділиться під час взаємодії алюмінію з розчином, що має масу 245 грамів та містить 5% сульфатної кислоти.

Вправа. До розчину, що має масу 333 грами та містить 15% кальцій хлориду, додали достатню кількість розчину натрій карбонату. Обчислити масу утвореного внаслідок реакції осаду.

Вправа. До розчину, що має масу 376 грамів та містить 10% купрум (ІІ) нітрату, додали достатню кількість розчину натрій ортофосфату. Обчислити масу утвореного внаслідок реакції осаду.

Вправа. До розчину, що має масу 224 грами та містить 5% калій гідроксиду, додали достатню кількість ферум (ІІ) хлориду. Обчислити масу утвореного внаслідок реакції осаду.