Практическая работа № 2, страница 39 - гдз по химии 7 класс тетрадь для лабораторных и практических работ Габриелян, Аксенова

Приготовление раствора с заданной массовой долей растворённого вещества. Практические работы - страница 39.

Условие.

Практическая работа № 2. Приготовление раствора с заданной массовой долей растворённого вещества

Цель: приготовление растворов веществ с заданной их массовой долей, совершенствование умения работать с весами, мерной посудой, химическими веществами.

Оборудование и реактивы: штапель, весы с разновесами, мерный цилиндр, химический стакан, колба, стеклянная палочка, поваренная соль, сахар, лимонная кислота, нитрат натрия (натриевая селитра), вода.

Задание. Приготовить один из растворов веществ: поваренная соль, сахар, лимонная кислота, натриевая селитра — в соответствии с определённой массовой долей растворённого вещества в растворе по вариантам.

Вариант 1. 10%-ный раствор поваренной соли, если масса растворённого вещества 80 г.

Вариант 2. 5%-ный раствор сахара, если масса растворённого вещества 5 г.

Вариант 3. 2%-ный раствор питьевой соды, если масса растворённого вещества 7,5 г.

Вариант 4. 10%-ный раствор нитрата натрия (натриевой селитры), если масса растворённого вещества 15 г.

Инструкция

1. Проведите необходимый расчёт для приготовления раствора.

ПОДСКАЗКА Для этого вспомните формулу, по которой можно рассчитать массу растворённого вещества, и с её помощью найдите массу раствора. Рассчитайте массу воды как разность между массами раствора и растворённого вещества. Для того чтобы вычислить объём воды, нужно знать, что её плотность равна 1 г/мл.

2. Подготовьте весы к работе. Изучите правила работы с техническими весами.

ПОДСКАЗКА Необходимо добиться равновесия чашечек весов.

3. Проведите взвешивание вещества с помощью весов и разновесов.

ПОДСКАЗКА Вспомните, что на левую чашечку весов насыпают взвешиваемое вещество, а на правую помещают разновесы с помощью пинцета.

4. Отмерьте необходимый объём воды с помощью мерного цилиндра.

ПОДСКАЗКА Вначале нужно рассчитать цену деления, указанную на мерном цилиндре. От конечной цифры на шкале мерного цилиндра нужно вычесть предыдущую цифру и разделить на число делений между ними.

5. Приготовьте заданный раствор определённого вещества.

ПОДСКАЗКА Прилейте к взвешенному и помещённому в стакан веществу отмерённый объём воды. Перемешайте содержимое химического стакана стеклянной палочкой, добейтесь полного растворения вещества в воде.

6. Приготовленный раствор сдайте учителю.

7. Составьте отчёт о выполненной работе, описав порядок действий.

Дополнительное задание

Ответьте на вопросы.

1. Можно ли считать дождевую воду абсолютно чистой?

2. Какую роль играют сахар и соль при консервировании продуктов?

Решение.

Решение 2.

Вариант 1.

Дано:

Массовая доля поваренной соли, $\omega(\text{соли}) = 10\% = 0.1$

Масса раствора, $m(\text{раствора}) = 80 \text{ г}$

Плотность воды, $\rho(\text{воды}) = 1 \text{ г/мл}$

Найти:

Массу соли, $m(\text{соли}) - ?$

Массу воды, $m(\text{воды}) - ?$

Объем воды, $V(\text{воды}) - ?$

Решение:

1. Массовая доля растворенного вещества ($\omega$) вычисляется по формуле: $\omega = \frac{m(\text{вещества})}{m(\text{раствора})}$.

2. Из этой формулы найдем массу поваренной соли ($NaCl$), необходимую для приготовления раствора:

$m(\text{соли}) = m(\text{раствора}) \times \omega(\text{соли}) = 80 \text{ г} \times 0.1 = 8 \text{ г}$.

3. Масса раствора складывается из массы растворенного вещества и массы растворителя (воды): $m(\text{раствора}) = m(\text{соли}) + m(\text{воды})$.

4. Найдем массу воды:

$m(\text{воды}) = m(\text{раствора}) - m(\text{соли}) = 80 \text{ г} - 8 \text{ г} = 72 \text{ г}$.

5. Зная плотность воды ($\rho = 1 \text{ г/мл}$), найдем ее объем по формуле $V = m / \rho$:

$V(\text{воды}) = \frac{m(\text{воды})}{\rho(\text{воды})} = \frac{72 \text{ г}}{1 \text{ г/мл}} = 72 \text{ мл}$.

Ответ: для приготовления 80 г 10%-го раствора поваренной соли необходимо взять 8 г соли и 72 г (72 мл) воды.

Вариант 2.

Дано:

Массовая доля сахара, $\omega(\text{сахара}) = 5\% = 0.05$

Масса сахара, $m(\text{сахара}) = 5 \text{ г}$

Плотность воды, $\rho(\text{воды}) = 1 \text{ г/мл}$

Найти:

Массу воды, $m(\text{воды}) - ?$

Объем воды, $V(\text{воды}) - ?$

Решение:

1. Используя формулу массовой доли $\omega = \frac{m(\text{вещества})}{m(\text{раствора})}$, найдем общую массу раствора:

$m(\text{раствора}) = \frac{m(\text{сахара})}{\omega(\text{сахара})} = \frac{5 \text{ г}}{0.05} = 100 \text{ г}$.

2. Найдем массу воды, вычитая из массы раствора массу сахара:

$m(\text{воды}) = m(\text{раствора}) - m(\text{сахара}) = 100 \text{ г} - 5 \text{ г} = 95 \text{ г}$.

3. Вычислим необходимый объем воды:

$V(\text{воды}) = \frac{m(\text{воды})}{\rho(\text{воды})} = \frac{95 \text{ г}}{1 \text{ г/мл}} = 95 \text{ мл}$.

Ответ: для приготовления 5%-го раствора сахара из 5 г сахара необходимо взять 95 г (95 мл) воды.

Вариант 3.

Дано:

Массовая доля питьевой соды, $\omega(\text{соды}) = 2\% = 0.02$

Масса соды, $m(\text{соды}) = 7.5 \text{ г}$

Плотность воды, $\rho(\text{воды}) = 1 \text{ г/мл}$

Найти:

Массу воды, $m(\text{воды}) - ?$

Объем воды, $V(\text{воды}) - ?$

Решение:

1. Сначала рассчитаем массу всего раствора:

$m(\text{раствора}) = \frac{m(\text{соды})}{\omega(\text{соды})} = \frac{7.5 \text{ г}}{0.02} = 375 \text{ г}$.

2. Теперь найдем массу воды, необходимую для приготовления раствора:

$m(\text{воды}) = m(\text{раствора}) - m(\text{соды}) = 375 \text{ г} - 7.5 \text{ г} = 367.5 \text{ г}$.

3. Вычислим объем воды:

$V(\text{воды}) = \frac{m(\text{воды})}{\rho(\text{воды})} = \frac{367.5 \text{ г}}{1 \text{ г/мл}} = 367.5 \text{ мл}$.

Ответ: для приготовления 2%-го раствора питьевой соды из 7.5 г соды необходимо взять 367.5 г (367.5 мл) воды.

Вариант 4.

Дано:

Массовая доля нитрата натрия, $\omega(\text{нитрата}) = 10\% = 0.1$

Масса нитрата натрия, $m(\text{нитрата}) = 15 \text{ г}$

Плотность воды, $\rho(\text{воды}) = 1 \text{ г/мл}$

Найти:

Массу воды, $m(\text{воды}) - ?$

Объем воды, $V(\text{воды}) - ?$

Решение:

1. Рассчитаем общую массу раствора, который необходимо приготовить:

$m(\text{раствора}) = \frac{m(\text{нитрата})}{\omega(\text{нитрата})} = \frac{15 \text{ г}}{0.1} = 150 \text{ г}$.

2. Определим массу воды, необходимую для растворения:

$m(\text{воды}) = m(\text{раствора}) - m(\text{нитрата}) = 150 \text{ г} - 15 \text{ г} = 135 \text{ г}$.

3. Рассчитаем объем этой массы воды:

$V(\text{воды}) = \frac{m(\text{воды})}{\rho(\text{воды})} = \frac{135 \text{ г}}{1 \text{ г/мл}} = 135 \text{ мл}$.

Ответ: для приготовления 10%-го раствора нитрата натрия из 15 г вещества необходимо взять 135 г (135 мл) воды.

1. Можно ли считать дождевую воду абсолютно чистой?

Нет, дождевую воду нельзя считать абсолютно чистой. Абсолютно чистое вещество состоит только из молекул этого вещества (в данном случае $H_2O$). Дождевая вода, проходя через атмосферу, растворяет в себе различные газы (углекислый газ $CO_2$, оксиды азота и серы), а также захватывает твердые частицы (пыль, сажу, пыльцу растений). Растворение углекислого газа делает дождевую воду слабокислой. В районах с загрязненным воздухом могут образовываться так называемые "кислотные дожди". Таким образом, дождевая вода является природным раствором, а не чистым веществом.

Ответ: нет, дождевая вода не является абсолютно чистой, так как содержит растворенные газы и твердые примеси из атмосферы.

2. Какую роль играют сахар и соль при консервировании продуктов?

Сахар и соль являются природными консервантами. Их консервирующее действие основано на явлении осмоса. При создании в продукте высокой концентрации соли или сахара образуется среда с высоким осмотическим давлением. В такую среду попадают микроорганизмы (бактерии, дрожжи, плесень), ответственные за порчу продуктов. Из-за разницы давлений вода из клеток микроорганизмов начинает выходить наружу, в более концентрированный раствор соли или сахара. Обезвоживание клеток приводит к замедлению или полной остановке их жизнедеятельности и размножения, что и предотвращает порчу продукта.

Ответ: сахар и соль создают высокое осмотическое давление, которое обезвоживает клетки микроорганизмов, вызывающих порчу, и тем самым останавливает их развитие, что позволяет дольше сохранять продукты.