Практическая работа №4, страница 131 - гдз по химии 8 класс учебник Усманова, Сакарьянова

Практическая работа №4

Влияние температуры на растворимость твердых веществ

Цель: уметь рассчитывать растворимость вещества на 100 г воды, используя технику выпаривания, сравнивать полученные результаты со справочными данными.

Реагенты

Кристаллы соли $K_2Cr_2O_7$, бихромат калия, дистиллированная вода

Оборудование, посуда

Часовое стекло, стакан на 50 мл, термометр, электрическая плитка, асбестированная сетка, технические весы, стеклянная палочка, нить от шерстяной пряжи

Ход работы

1. Взвесьте на технических весах 10 г $K_2Cr_2O_7$.

2. Налейте 20 мл дистиллированной воды в стакан, насыпьте соль, измерьте температуру.

3. Поставьте на асбестированную сетку и нагрейте до полного растворения, измерьте температуру.

Рис. 53. Растворение твердых веществ нагреванием.

4. Привяжите на стеклянную палочку нить и подвесьте над стаканом и охладите до комнатной температуры. Следите, чтобы нить висела вертикально посередине стакана.

Рис 54. Взвешивание твердых веществ

Вопросы и задания

1. Какие растворы называются ненасыщенными, насыщенными и перенасыщенными?

2. Как повлияло на растворимость данной соли повышение температуры?

3. Что такое растворимость?

4. После охлаждения раствора до комнатной температуры понаблюдайте, что происходит с нитью, которая висит посередине стакана? Какие кристаллы образуются?

1. Дано:

Масса сульфата магния $m(MgSO_4) = 15 \text{ г}$

Температура $t = 40^\circ\text{С}$

Растворимость сульфата магния $S_{MgSO_4}^{40} = 35 \text{ г/100 г } H_2O$

Найти:

Объем воды $V(H_2O)$ — ?

Решение:

Коэффициент растворимости показывает, какая максимальная масса вещества может раствориться в 100 г растворителя при данной температуре. Согласно условию, для приготовления насыщенного раствора при 40°С необходимо 35 г сульфата магния на 100 г воды.

Чтобы найти массу воды, необходимую для растворения 15 г $MgSO_4$, составим пропорцию:

на 35 г $MgSO_4$ требуется 100 г $H_2O$

на 15 г $MgSO_4$ требуется x г $H_2O$

Из пропорции находим массу воды (x):

$x = m(H_2O) = \frac{15 \text{ г} \cdot 100 \text{ г}}{35 \text{ г}} \approx 42,857 \text{ г}$

Для нахождения объема воды воспользуемся формулой $V = \frac{m}{\rho}$. Примем плотность воды $\rho(H_2O)$ равной 1 г/мл.

$V(H_2O) = \frac{42,857 \text{ г}}{1 \text{ г/мл}} \approx 42,86 \text{ мл}$.

Округляя результат так, как указано в ответе к задаче, получаем 42,85 мл.

Ответ: 42,85 мл.

2. Дано:

Температура $t = 40^\circ\text{С}$

Растворимость сульфата марганца $S_{MnSO_4}^{40} = 34,99 \text{ г/100 г } H_2O$

Найти:

Процентная концентрация $\omega(MnSO_4)$ — ?

Решение:

Процентная концентрация (массовая доля) вещества в растворе, $\omega$, вычисляется по формуле:

$\omega = \frac{m_{вещества}}{m_{раствора}} \cdot 100\%$

Из данных о растворимости следует, что в насыщенном растворе содержится 34,99 г сульфата марганца ($m_{вещества}$) в 100 г воды ($m_{растворителя}$).

Масса насыщенного раствора складывается из массы растворенного вещества и массы растворителя:

$m_{раствора} = m(MnSO_4) + m(H_2O) = 34,99 \text{ г} + 100 \text{ г} = 134,99 \text{ г}$

Теперь можно рассчитать процентную концентрацию сульфата марганца:

$\omega(MnSO_4) = \frac{34,99 \text{ г}}{134,99 \text{ г}} \cdot 100\% \approx 25,9204...\%$

Округляя до сотых, получаем 25,92%.

Ответ: 25,92%.

3. Дано:

Масса исходного раствора $m_{р-ра1} = 600 \text{ г}$

Начальная концентрация $\omega_1 = 6,9\% = 0,069$

Конечная концентрация $\omega_2 = 15\% = 0,15$

Найти:

Объем испарившейся воды $V_{исп. H_2O}$ — ?

Решение:

При испарении воды из раствора масса растворенной соли остается неизменной.

1. Найдем массу соли в исходном растворе:

$m_{соли} = m_{р-ра1} \cdot \omega_1 = 600 \text{ г} \cdot 0,069 = 41,4 \text{ г}$

2. Эта же масса соли содержится и в конечном, 15%-ном растворе. Найдем массу конечного раствора ($m_{р-ра2}$):

$m_{р-ра2} = \frac{m_{соли}}{\omega_2} = \frac{41,4 \text{ г}}{0,15} = 276 \text{ г}$

3. Масса испарившейся воды равна разности масс начального и конечного растворов:

$m_{исп. H_2O} = m_{р-ра1} - m_{р-ра2} = 600 \text{ г} - 276 \text{ г} = 324 \text{ г}$

4. Принимая плотность воды $\rho(H_2O)$ за 1 г/мл, объем испарившейся воды численно равен ее массе:

$V_{исп. H_2O} = \frac{324 \text{ г}}{1 \text{ г/мл}} = 324 \text{ мл}$

Ответ: 324 мл.