skanuj0052 (26)

4, Słeżenia rottworów

Rozwiązanie

W celii znalezienia ułamka molowego etanolu w końcowym roztworze (3) konieczne jest odrębne zbilansowanie ilości moli C2H3OH oraz HjO w roztworach przed i po zmieszaniu.

Roztwór 1:1 mol roztworu zawierający 0,0417 moli C2H5OH i 0,9583 moli HaO ma masę: 0,0417 mol • 46 g/mol + 0,9583 mol • 18 g/mol = 19,1676 g.

Zatem w 100 g tego roztworu znajduje się 100 • 0,0417/19,1676 = 0,2176 moli C2H5OH oraz 100 ■ 0,9583/19,1676 = 5,0000 moli H₂0.

Roztwór 2: 1 mol roztworu zawierąjący 0,3699 moli C2H5OH i 0,6301 moli HjO ma masę: 0,3699 mol • 46 g/mol + 0,6301 mol • 18 g/mol = 28,3572 g.

Zatem w 100 g tego roztworu znajduje się 100*0,3699/28,3572 = 1,3044 moli C2H5OH oraz 100*0,6301/28,3572 -2,2220 moli H₂0.

W roztworze 3 znąjduje się: n_CjHł0H■ (0,2176 + 1,3044) mol = 1,5220 mola C2H5OH oraz n_Hł0= 5,0000 + 2,2220 - 7,2220 mola H₂0.

*c₂h,oh -”*1,5220 ⁿ™oir-⁺ ^ H}(J®®P?203Ł7_ł2220.

\ Jak widać w przypadku mieszania roztworów o stężeniach molalnych hib wyrażonych w ułamkach molowych obliczenia są dosyć skomplikowane. "Wogółnynrpreypadktl najlepiej jest przeliczycie stężenia na stężenia*] wagowe (w sposób jodany w przykładach 15 i 16), a nastanie prowadzić obliczenia w oparciu o podany schemat dla roztworów o takich stężeniach.

-./ Gdy mieszane są. roztwory o stężeniach molowych, możliwe jest bezpośrednie zastosowanie tego schematu w celu dokonania szybkich przybliżonych obliczeń molowego stężenia otrzymanego roztworu.

Przykład 22    ⁴*:    ~

Zmieszano 100 cniylJftS molowegoHjSC^ o gęstości 1,83 g/cm³ i 200 cm³ 0,418 molowego H2SO1 o gęstości 1,025 g/cm³, otrzymując roztwór o gęstości 1,515 g/cm³. Jakie jest jego stężenie molowe? M_KjSO<=98 g/mol.

Rozwiązanie    •'ft®?''

C^«17,5iiK>!/dm³;V, = 100cm³; ^ = 1,83 g/cm³; C^-0,418 molW;

V₂ =* 200 cm³; dj -1,025 g/cm³; d* = 1,360 g/cm³; £*=*.    *1

Bil ans objętości roztworu: V| + V₂=V₂ ■ 100 cm³ + 200 cm³ - 300 cm³

m

Bilans ilości moll H*SÓ₄: V_rC,i/1000 + Yj-CWiOOO = (V_t + V₂) CW1000

*3

V,

c..+Vi

C_n* 100 -17,5 + 200-0,418

V, +Y*

100 4-200

= 6,112mol/dm³

Otrzymana wartość nieco odbiega od raeczywistcj, ponieważ objętość końcowa roztworu nie jest równa sumie objętości mieszanych roztworów. Nie obowiązuje tutąj prawo zachowania objętości, lecz prawo zachowania masy.

V,d,4-Vrdi-Vrdj,

stąd Vj - (V, di + V_rd₂)/d3 = (1001,83 + 2001,025) g/1,36 g/cm¹ - 285,3 cm³ V, - 285^ cm¹ # (V| + Vj) *300 on³

Poprawna wartość stężenia molowego może być obliczona z następującego.' bilansu: V,-C.,/1000 + V_rCWl000 - V, -CW1000

= 6,426 mola/dm¹

_

y, -^, 4-y^C^    100-17,5+ 200-0,418

^V*    2853

' Jeśli jednak gęstości mieszanych roztworów są zbliżone do siebie: d, « d₂ » dj, ^ prawo addytywności objętości (Vj - V| + Vj) jest dość dokładnie spełnione. Dla yroztworów rozcieńczonych (< 0,15 molowych) można przyjąć, że ich gęstość joat. ■' równa 1,00 g/cm³ i stosować z dużą dokładnością równanie bilansowe: yrC^ + YrC^-Cy. + YjK^

Podczas* przygotowywania roztworów dątymy do zwiększenia lub zmniejszenia stężenia dostępnego wcześniej roztworu.

Zwiększenie stężenia roztworu można osiągnąć:

-    dodając roztwór bardzięj stężony (przykład 19):

-    dodając czystą substancję:

-    odparowując rozpuszczalnik.

Przykład 23    ____

Ile należy dodać stałego NaOH do 200 g 12% roztworu wodorotlenku sodu, aby otrzymać roztwór 36%?

Rozwiązanie

d-100%; m,i-x; ©2=12%; nw2-200g; m_#J=(x+200)g; o*-36% m_ri*C| + mrt-cj»(m_ri +    03    100x *12-200- (x+ 200)36 -

•    x ■ 200-(36 -12)/(100 - 36) ■ 75 g

Należy dodać 75 g stałego NaOl£    _lugn