Чем молярная концентрация отличается от массовой доли?

Опорная карта

Схема модели

Работа только с бумагой, калькулятором и данными. Не нагревайте, не пробуйте и не нюхайте образцы, не смешивайте бытовую химию и не проводите электрические опыты. Прозрачность и обычная фильтрация не доказывают, что вода пригодна для питья.

Ситуация и вопрос

Две порции содержат одинаковую массу соли, но имеют разные объёмы готового раствора. Одинакова ли их концентрация? Из уроков 41–49 известно, как переводить массу в моли. Теперь добавим объём, обязательно называя, какого объекта он касается.

Новые слова без пропусков

Молярная концентрация c — количество растворённого вещества, делённое на объём раствора: c=n/V. Здесь используем моль/л; 1000 мл=1 л. Символ M в некоторых источниках означает единицу молярности, но в нашем курсе M обозначает молярную массу в г/моль. Поэтому пишем c и моль/л явно.

Предскажите

Предскажите: 0,10 моль вещества в 0,50 л раствора более или менее концентрированны, чем те же 0,10 моль в 1,00 л? Можно ли заменить объём раствора объёмом воды, если объёмное изменение при смешивании неизвестно?

Исследуйте или разберите данные

Используйте учебные M(NaCl)=58,5 г/моль и массу чистой соли 5,85 г. Даны два конечных объёма растворов: 500 мл и 1000 мл. Заполните таблицу m → n → V в литрах → c. Не добавляйте к конечному объёму объём самого вещества.

Разобранный пример

n=5,85/58,5=0,100 моль. Для 0,500 л c=0,100/0,500=0,200 моль/л; для 1,000 л c=0,100 моль/л. Проверка размерности: (г)/(г/моль)=моль; затем моль/л. Удвояется объём при том же количестве — концентрация уменьшается вдвое.

Где легко ошибиться

Ошибка: делить 0,100 на 500 и подписывать ответ моль/л: 500 здесь миллилитры. Другая ошибка — отождествить концентрацию NaCl и суммарную концентрацию всех ионов. В модели полного разделения ионов их число отдельно учитывается по формуле; c вещества задаёт состав раствора.

Перенос в новый случай

Новый случай: 2,925 г NaCl содержатся в 250 мл готового раствора. Найдите n и c. Затем для другого раствора c=0,30 моль/л и V=0,20 л определите n и массу NaCl. Это только расчёты, без приготовления растворов.

Ответ и проверка памяти

Проверка: n=0,0500 моль и c=0,200 моль/л; во втором случае n=0,060 моль, масса 3,51 г по заданной молярной массе. Без объёма раствора или подходящей плотности массовая доля сама по себе не определяет c. Восстановите путь и поясните каждую единицу.

Задание

0,040 mol в 200 мл готового раствора: c? Достаточно ли вместо этого знать только массу воды?

Ответы

Когда вернуться

Закройте страницу и через 10 минут воспроизведите карту, определите термины своими словами и решите новый случай. Через сутки и через неделю повторите без подсказки. Если ошибка осталась, вернитесь к разобранному примеру и запишите, какой шаг был пропущен.

Источники и границы

• OpenStax: molarity and dilution

Как найти массы компонентов по заданной доле?

Что сохраняется при разбавлении раствора?