Ćwiczenia nr 2: Stężenia

wersja z 5 listopada 2007

1. Ile gramów fosforanu(V) sodu należy zużyć w celu otrzymania 2,6kg 6,5% roztworu tego związku?

2. Ile należy odważyć KOH i ile zużyć wody do sporządzenia 2,1hl roztworu o stężeniu 16%. Gęstość

roztworu wynosi (ρ =1,1475g/cm

3

)?

3. Zalewa do kiszenia ogórków składa się między innymi z solanki (wodny roztwór NaCl). Ile soli

kuchennej (o czystości 97%) należy wziąść do sporządzenia 2·10

7

µl solanki o stężeniu 5%?

4. Rozpuszczalność chromianu(VI) amonu w 293K wynosi 28,1g. Obliczyć stężenie procentowe nasy-

conego roztworu tego związku w danej temperaturze.

5. Do 15ml 40% roztworu KOH dodano wiaderko wody (5l). Obliczyć stężenie roztworu po rozcień-

czeniu. Gęstość 40% roztworu KOH wynosi ρ =1,3959g/cm

3

.

6. Ile glukozy należy odważyć aby otrzymać wannę (100l) roztworu o stężeniu 2mol/l?

7. Tzw. lodowaty kwas octowy (100%) jest często używanym rozpuszczalnikiem organicznym. Jakie

jest jego stężenie molowe (Gęstość CH

3

COOH ρ = 1, 0498g/cm

3

)?

8. 200mg stopu zawierającego 40% miedzi oraz cynk roztworzono w wodzie królewskiej a następnie

otrzymany roztwór rozcieńczono wodą do objętości 350ml. Obliczyć stężenie molowe jonowe katio-
nów Cu

2+

i Zn

2+

.

9. Obliczyć gęstość 25% wodnego roztworu kwasu azotowego(V) jeśli wiadomo, że roztwór ten ma

stężenie 4,57mol/l?

10. Roztwór glukozy o masie 250g posiada stężenie procentowe C

p

=25%. Jaka jest zawartość glukozy

w tym roztworze wyrażona ułamkiem masowym i procentową zawartością składnika?

11. Ile gramów kwasu siarkowego(VI) znajduje się w 549g roztworu tego kwasu o zawartości procentowej

%(m/m) = 12,6%? Jak zmienią się wartości C

p

oraz ułamek masowy tego kwasu jeśli doda się do

niego 50g czystego H

2

SO

4

?

12. W układzie czteroskładnikowym CO

2

-N

2

-H

2

-CO, w warunkach normalnych ułamki molowe wynoszą

x

CO

2

=0,256; x

N

2

=0,125; x

H

2

=0,4. Jaka jest liczność poszczególnych składników tej mieszaniny

zawartej w objętości 1m

3

?

13. Ułamek molowy benzenu w toluenie wynosi 0,012. Ile procent benzenu %(m/m) zawiera ta miesza-

nina?

14. Zmieszano 500g 96%(m/m) etanolu z 1000g wody. Jaki będzie ułamek molowy etanolu w roztworze?

15. Roztwór składa się z aniliny (5%(m/m)), chloroformu (30%(m/m)) i wody. Wyrazić skład tego

roztworu w ułamkach molowych i %(mol/mol).

16. Obliczyć objętościową zawartość etanolu w roztworze wodnym sporządzonym z 80g bezwodnego

etanolu, który dopełniono wodą do 320ml objętości całkowitej. Gęstość etanolu ρ = 0, 79g/cm

3

.

17. Jedno z dostępnych na rynku piw jasnych zawiera 6,5%(v/v) alkoholu. Jakie jest stężenie procentowe

i molowe alkoholu etylowego w tym piwie (gęstość tego piwa ρ = 0, 985g/cm

3

a gęstość etanolu

ρ = 0, 79g/cm

3

)?

18. W 500g roztworu znajduje się 0,025mmol kwasu siarkowodorowego. Jakie jest stężenie tego kwasu

w ppm(m/m)?

19. Zawartość benzenu w technicznym etanolu wynosi 2ppm(m/m). Zakładając absurdalną potrzebę

odzyskiwania tego benzenu obliczyć z jakiej ilości roztworu można uzyskać 1kg benzenu.

20. Mając do dyspozycji kwas solny o stężeniu 1,5mol/l, oraz roztwór amoniaku o stężeniu 3mol/l

należy przygotować 600ml roztworu chlorku amonu o stężeniu 0,5mol/l. Obliczyć objętość kwasu i
roztworu amoniaku niezbędne do tego celu.

21. Jakie jest stężenie jonów N H

+

4

w roztworze otrzymanym w wyniku zmieszania 10ml 20% roztworu

HCl z 10ml 20% roztworu amoniaku (ρ

r−uHCl

= 1, 098g/cm

3

, ρ

r−uN H

3

aq.

= 0, 9229g/cm

3

).

22. Ze 180ml roztworu zawierającego 5mmol siarczanu (VI) żelaza(III) strącono osad F e(OH)

3

poprzez

dodanie 20ml roztworu NaOH o stężeniu 2,5ml. Przyjmując, że osad wodorotlenku żelaza(III) jest
praktycznie nierozpuszczalny, obliczyć stężenia molowe pozostałych w roztworze jonów.

23. Na zmiareczkowanie 274,2mg węglanu sodu zużyto 40,5ml kwasu solnego. Obliczyć stężenie molowe

kwasu.

24. Podczas nastawiania roztworu NaOH na kwas solny, na zmiareczkowanie próbki roztworu wodo-

rotlenku o objętości 20ml zużyto 30ml HCl, którego 45ml zużywa się na zmiareczkowanie wobec
oranżu metylowego odważki węglanu sodu o masie 459,6mg. Obliczyć stężenie molowe roztworu
NaOH.

25. Miareczkowano roztwór wodorotlenku, którym mógł byc wodorotlenek sodu lub litu. Jaki to był

wodorotlenek jeśli na zmiareczkowanie odważki o masie 500mg zużyto 40,32ml kwasu solnego o
stężeniu 0,31mol/l?

26. Próbkę technicznego boraksu o masie 200mg rozpuszczono w wodzie i rozcieńczono do 25ml. Pipetą

pobrano 5,02ml tego roztworu i miareczkowano go kwasem solnym o stężeniu 0,0512mol/l zużywając
go 4,04ml. Obliczyć ułamek masowy N a

2

B

4

O

7

· 10H

2

O w próbce i wyrazić go %(m/m).

27. Do roztworu zawierającego 1,75g technicznego siarczanu amonu dodano nadmiar wodorotlenku sodu

a wydzielony amoniak pochłonięto w 50ml roztworu HCl o stężeniu 0,4858mol/l. Niezobojętniony
kwas solny zmiareczkowano, zużywając 12,3ml roztworu NaOH o stężeniu 0,1015mol/l. Obliczyć
ułamek masowy (N H

4

)

2

SO

4

w technicznym siarczanie amonu i wyrazić go w %(m/m).

28. Do roztworu zawierającego 165mg technicznego azotanu amonu dodano nadmiar stężonego wodoro-

tlenku potasu. Wydzielony amoniak pochłonięto w 50ml roztworu HCl o stężeniu 0,2mol/l. Niezo-
bojętniony kwas solny zmiareczkowano, zużywając 38,95ml roztworu NaOH o stężeniu 0,205mol/l.
Obliczyć ułamek masowy zanieczyszczeń w technicznym azotanie amonu i wyrazić go w %(m/m).

29. 25ml roztworu NaOH, zawierającego 0,08g NaOH w jednym mililitrze, rozcieńczono do 250ml. Ile

ml tego roztworu należy pobrać do nastawienia kwasu solnego o stężeniu około 0,1mol/l przy użyciu
biurety o pojemności 50ml?

30. Ile mg minerału zawierającego 46% NaCl i 35% KCl należy odważyć, aby po rozpuszczeniu i dodaniu

50ml roztworu AgN O

3

o stężeniu 0,112mol/l, nadmiar jonów Ag

+

zmiareczkować dodając 7ml

roztworu KSCN, zawierającego 0,8208g tej soli w 100ml roztworu?

31. Do próbki wilgotnego KCl o masie 0,5g dodano 50ml roztworu AgN O

3

o stężeniu 0,14mol/l. Osad

odsączono i nadmiar jonów Ag

+

zmiareczkowano używając 6,28ml roztworu KSCN o stężeniu

0,1mol/l. Obliczyć procentową zawartość KCl w wilgotnej próbce.

32. Należy sporządzić 500 g roztworu tiosiarczanu sodu, w którym stężenie molowe jonów Na

+

wynosi

0,398 mol/dm

3

. Oblicz: (a) masę uwodnionego tiosiarczanu sodu, Na

2

S

2

O

3

·5H

2

O, oraz wody, które

należy dodać do 300 ml roztworu tiosiarczanu sodu o stężeniu 0,129 mol/kg i gęstości 1,020 g/cm

3

,

aby otrzymać taki roztwór; (b )stężenie molowe tego roztworu i jego stężenie w procentach wagowych
oraz ułamek molowy wody, przyjmując gęstość roztworu równą 1,031 g/cm

3

.

33. Ile gramów wody zawiera roztwór otrzymany po rozpuszczeniu 25 g MnSO

4

·7H

2

O w 500 cm

3

wody?

34. Przygotowano 200 g roztworu czteroboranu sodowego przez rozpuszczenie 28,6 g tej soli w wodzie.

Jakie jest stężenie procentowe Na

2

B

4

O

7

, jeżeli do przygotowania roztworu użyto a) soli dziesięcio-

wodnej b) soli bezwodnej.

35. Po ochłodzeniu 200 g 56 % oleum (oleum to roztwór SO

3

w bezwodnym H

2

SO

4

) wykrystalizowało

52 g kwasu dwusiarkowego(VI) (pirosiarkowego) H

2

S

2

O

7

. Obliczyć ułamek molowy SO

3

w H

2

SO

4

w: 1) wyjściowym oleum 2) w roztworze po odsączeniu kwasu dwusiarkowego.

36. Do 40 g stałego NaOH dodano tyle wody, że ułamek molowy otrzymanego roztworu wynosił 0,20.

Ile gramów wody dodano i jakie było stężenie molowe i procentowe otrzymanego roztworu? (Wska-
zówka: przy obliczeniach należy skorzystać z tablic gęstości roztworów NaOH)

37. Pewien roztwór zawiera 2 części wagowe wody, 2 części alkoholu etylowego oraz 1 część alkoholu

metylowego. Podać skład roztworu w ułamkach molowych.

38. Łączna zawartość chloru i bromu w mieszaninie NaCl i KBr wynosi 64,5% wagowych. Obliczyć

ułamek molowy NaCl w mieszaninie.

39. 500 dm

3

amoniaku (warunki normalne) rozpuszczono w 1 dm

3

wody destylowanej. Oblicz stężenie

% amoniaku w tak otrzymanym roztworze.

40. Atmosfera Ziemi ma masę około 5,2·10

18

kg. W ciągu roku na świecie spala się około 5·10

9

t węgla.

Zakładając średnią zawartość siarki w węglu 2,7% wagowych oblicz stężenie SO

2

w atmosferze w

ppm.

41. W 30 g wody rozpuszczono 6 g mieszaniny, zawierającej 40% NaBr i 60% KBr. Oblicz stężenia %

obu soli w tak otrzymanym roztworze.

42. Przygotowano mieszaninę KOH i NaOH w stosunku molowym: nKOH : nNaOH = 1 : 3. 2 g tej

mieszaniny dodano do 250 g wody. Oblicz stężenia % oby składników tak otrzymanego roztworu.

43. Mieszaninę 159,8 g tlenku miedziowego i 231,74 g tlenku srebrowego zredukowano do metali. Obli-

czyć skład procentowy otrzymanego stopu.

44. Gęstość roztworu kwasu azotowego (V) w którym znajduje się 0,11 ułamka molowego tego kwasu

wynosi 1,18g/cm

3

. Obliczyć objętość, do jakiej należy rozcieńczyć 10cm

3

tego roztworu, aby otrzy-

mać ściśle 2-molowy roztwór.

45. W kolbie miarowej o pojemności 200cm

3

znajduje się 0,5-molowy roztwór wodorotlenku sodu. Z

kolby pobrano 20cm

3

roztworu, a na jego miejsce wprowadzono 1,6g stałego NaOH i dopełniono

roztwór w kolbie wodą do kreski. Obliczyć stężenie otrzymanego w ten sposób roztworu.

46. Ile cm

3

0,5-molowego roztworu kwasu solnego potrzeba do rozpuszczenia 1 grama węglanu wapnia?

47. Do 100g roztworu węglanu amonu zawierającego 0,1 ułamka molowego tej soli wprowadzono nad-

miar kwasu octowego. Ile dm

3

dwutlenku węgla wydzieli się w trakcie tej reakcji w warunkach

normalnych?

48. Do 400g 20% roztworu chlorku sodu wprowadzono 6,72cm

3

gazowego chlorowodoru odmierzonego

w warunkach normalnych. Obliczyć zawartość jonów chlorkowych w otrzymanym roztworze.

49. Jaką objętość w warunkach normalnych zajmie chlorowodór wydzielony z 400cm

3

26,2% roztworu

kwasu solnego, którego gęstość wynosi 1,13g/cm

3

?

50. 28,78dm

3

amoniaku rozpuszcza się w 50g metanolu w warunkach normalnych. Obliczyć procentową

zawartość amoniaku oraz jego ułamek molowy w otrzymanym roztworze.

51. Ile gramów 10% kwasu siarkowego potrzeba do rozpuszczenia 5,3052g stopu magnezu z cynkiem, w

którym ułamek molowy magnezu wynosi 0,3?

52. Jaką objętość 18,7% roztworu wodorotlenku sodowego o gęstości 1,2g/cm

3

należy zużyć do całko-

witego wytrącenia żelaza zawartego w 300cm

3

2,5-molowego roztworu chlorku żelaza (III)?

53. Jaką objętość 6,74% roztworu KOH o gęstości 1,06g/cm

3

można zastąpić 250g 1,47-molowego roz-

tworu NaOH, którego gęstość wynosi 1,06g/cm

3

?

54. Jaką objętość 23,29% roztworu HCl można zobojętnić 5dm

3

11,14% roztworu węglanu sodowego?

Gęstości obu roztworów są jednakowe i wynoszą 1,115g/cm

3

.

ODPOWIEDZI DO ZADAŃ

1. 169g.

2. 38,5kg KOH, 202,4l wody.

3. 1,031kg.

4. C

p

=21,93%.

5. C

p

=0,167%.

6. 36kg.

7. C

m

=17,49mol/l.

8. C

m

Cu

=3,6·10

−3

mol/l; C

m

Zn

=5,29·10

−3

mol/l.

9. ρ = 1, 15164g/cm

3

.

10. x

m

=0,25; %(m/m)=25%.

11. m=69,17g; C

p1

=12,6%, C

p2

=19,8; x

m1

=0,126, x

m2

=0,198.

12. n

CO

2

=11,43mol; n

N

2

=5,58mol; n

H

2

=17,86mol; n

CO

=9,78mol.

13. %(m/m)=1,02%.

14. x

n

=0,158.

15. anilina: x

n

=0,014, %(mol/mol)=1,4%; chloroform x

n

=0,064 %(mol/mol)=6,4%; woda x

n

=0,922,

%(mol/mol)=92,2%.

16. %(v/v)=31,6%.

17. C

p

=5,21%; C

m

=1,11mol/l.

18. ppm(m/m)=1,7ppm.

19. 500ton.

20. V

HCl

=0,2l; V

N H

3

=0,1l.

21. C

m

=3mol/l.

22. C

m

SO

2−
4

=0,075mol/l; C

m

OH−

=0,1mol/l; C

m

N a+

=0,25mol/l.

23. C

m

=0,128mol/l.

24. C

m

=0,288mol/l.

25. NaOH.

26. 98%(m/m).

27. x

wag

=0,869; %(m/m)=86,89%.

28. x

wag

=0,021; %(m/m)=2,1%.

29. V

max

N aOH

=25ml.

30. m=331mg.

31. %(m/m) = 94,9%.

32. m

tiosiarczanu

=14,22g; Cm = 0,2mol/l; %(m/m)=3,06%; X

mol

= 0,99

33. m = 511,4g.

34. Cp

soliuwodnionej

=7,56%; Cp

solibezwodnej

=14,3%

35. X

molwyjsc.oleum

=0,44; X

molpostraceniukw.pirosiarkowego

=0,64

36. m=72,73g; Cp=35,48%; Cm=11,92mol/l

37. X

molM eOH

=0,233; X

molEtOH

=0,170; X

molwody

= 0,597

38. X

mol

=0,59.

39. Cp = 27,5%

40. ppm=0,026

41. %NaBr = 6,67, %KBr = 10,00.

42. CpKOH = 0,54%, CpNaOH = 0,25%..

43. %Cu=37,2; %Ag=62,8.

44. V

r−u

=18,25cm

3

45. C

m

=0,65mol/l

46. V

r−u

=37,74cm

3

47. V

CO

2

=8,678dm

3

48. C

p

=20,00%

49. V

HCl

=72,67dm

3

50. %(m/m)=30,4%, x

mol

=0,45

51. m

H

2

SO

4

=98,08g

52. V

N aOH

=399cm

3

53. V

KOH

=272cm

3

54. V

HCl

=1648,9cm

3