Страница 128 - гдз по химии 8 класс учебник Рудзитис, Фельдман

Вспомните формулу, с помощью которой можно вычислить массовую долю растворённого вещества.

Решение

Массовая доля растворённого вещества — это физическая величина, которая показывает отношение массы растворённого вещества к общей массе раствора. Эта величина является безразмерной, но для удобства её часто выражают в долях единицы или в процентах.

Обозначается массовая доля, как правило, греческой буквой омега — $\omega$.

Основная формула для вычисления массовой доли растворённого вещества выглядит следующим образом:

$\omega = \frac{m_{в-ва}}{m_{р-ра}}$

где:

• $\omega$ — массовая доля растворённого вещества;
• $m_{в-ва}$ — масса растворённого вещества (измеряется в граммах, килограммах и т.д.);
• $m_{р-ра}$ — масса всего раствора (измеряется в тех же единицах, что и масса вещества).

Важно помнить, что масса раствора ($m_{р-ра}$) представляет собой сумму массы самого растворённого вещества ($m_{в-ва}$) и массы растворителя ($m_{р-ля}$), в котором это вещество растворено (например, воды).

$m_{р-ра} = m_{в-ва} + m_{р-ля}$

С учётом этого, формулу можно записать и в более развёрнутом виде, если известны массы вещества и растворителя:

$\omega = \frac{m_{в-ва}}{m_{в-ва} + m_{р-ля}}$

Для выражения массовой доли в процентах (%), полученное по формуле значение необходимо умножить на 100%:

$\omega (\%) = \frac{m_{в-ва}}{m_{р-ра}} \cdot 100\%$

Ответ: Массовая доля растворённого вещества ($\omega$) вычисляется по формуле $\omega = \frac{m_{в-ва}}{m_{р-ра}}$, где $m_{в-ва}$ — это масса растворённого вещества, а $m_{р-ра}$ — это общая масса раствора. Для выражения в процентах (%) результат умножают на 100%.

Практическая работа 5. Приготовление раствора с определённой массовой долей растворённого вещества (соли)

• Вспомните формулу, с помощью которой можно вычислить массовую долю растворённого вещества.

1. Проведение расчётов

Получите задание у учителя и вычислите, какая масса соли и какой объём воды необходимы, чтобы приготовить раствор с определённой массовой долей растворённого вещества.

2. Взвешивание

Перед взвешиванием проверьте техническое состояние весов.

На чаши весов положите одинаковые кусочки фильтровальной бумаги (на неё будет насыпаться вещество при взвешивании и размещаться разновес) и уравновесьте весы при помощи маленьких кусочков бумаги.

Отвесьте на весах рассчитанную вами навеску соли. На правую чашку весов при помощи пинцета поместите разновес (в соответствии с тем, какую массу должна иметь навеска соли), а на фильтровальную бумагу, лежащую на левой чашке, насыпьте соль. Снова уравновесьте весы, добавляя или убирая небольшие порции соли.

3. Приготовление раствора

Навеску соли перенесите в колбу. При помощи мерного цилиндра отмерьте объём воды, необходимый для приготовления раствора. При отмеривании жидкости глаз наблюдателя должен находиться в одной плоскости с уровнем жидкости, а черта деления — напротив нижнего мениска уровня жидкости.

Примерно половину отмеренного объёма воды вылейте в колбу с веществом. Энергичным взбалтыванием добейтесь полного растворения соли. Затем в полученный раствор вылейте остальную воду, после чего раствор взболтайте вновь.

4. Отчёт о работе составьте в произвольной форме.

Рис. 5. Спиртовка: 1 — фитиль; 2 — колпачок; 3 — резервуар

Рис. 6. Строение пламени

3. Изучение строения пламени. Зажгите спиртовку и рассмотрите, какое строение имеет её пламя.

При внимательном рассмотрении в пламени можно различить три зоны (рис. 6). В нижней его части (3) происходит смешивание образующихся при горении газов с воздухом. Если быстро внести в эту часть пламени головку спички и подержать её некоторое время, то спичка загорается не сразу. Следовательно, в этой части пламени температура невысокая.

Средняя часть пламени (2) является самой яркой. Это объясняется тем, что здесь под влиянием относительно высокой температуры происходит разложение углеродсодержащих продуктов и образующиеся частицы угля сильно накаляются и излучают свет.

Во внешней части пламени (1) происходит полное сгорание газов с образованием углекислого газа и воды. Вследствие этого пламя в этой части несветящееся. Здесь самая высокая температура.

Зарисуйте в тетради строение пламени спиртовки. На рисунке обозначьте различные зоны пламени.

Лабораторный штатив. Спиртовка. Пробирки. Фарфоровая чашка

Вспомните формулу, с помощью которой можно вычислить массовую долю растворённого вещества.

Массовая доля растворённого вещества (ω) — это отношение массы растворённого вещества ($m_{вещества}$) к общей массе раствора ($m_{раствора}$), выраженное в долях единицы или в процентах.

Формула для расчёта массовой доли:

$ω = \\frac{m_{вещества}}{m_{раствора}}$

или в процентах:

$ω (\\%) = \\frac{m_{вещества}}{m_{раствора}} \\times 100\\%$

где:

• $ω$ — массовая доля растворённого вещества,
• $m_{вещества}$ — масса растворённого вещества (например, соли),
• $m_{раствора}$ — масса всего раствора, которая складывается из массы растворённого вещества и массы растворителя ($m_{раствора} = m_{вещества} + m_{растворителя}$).

Ответ: Формула для вычисления массовой доли растворённого вещества: $ω = \\frac{m_{вещества}}{m_{раствора}}$.

1. Проведение расчётов

Для выполнения этого пункта необходимо получить конкретное задание от учителя. В качестве примера решим следующую задачу: приготовить 200 г раствора поваренной соли (хлорида натрия) с массовой долей 5%.

Дано:

$m_{раствора} = 200~г$

$ω(NaCl) = 5\\% = 0.05$

$ρ(H_2O) \\approx 1~г/мл$

Перевод в систему СИ в данном случае не требуется, так как все расчёты удобно проводить в граммах и миллилитрах.

Найти:

$m(NaCl) - ?$

$m(H_2O) - ?$

$V(H_2O) - ?$

Решение:

1. Найдём массу соли (растворённого вещества), необходимую для приготовления раствора. Используем формулу массовой доли:

$m_{вещества} = ω \\times m_{раствора}$

$m(NaCl) = 0.05 \\times 200~г = 10~г$

2. Рассчитаем массу воды (растворителя). Масса раствора равна сумме масс его компонентов:

$m_{раствора} = m_{вещества} + m_{растворителя}$

Отсюда масса растворителя (воды):

$m_{растворителя} = m_{раствора} - m_{вещества}$

$m(H_2O) = 200~г - 10~г = 190~г$

3. Найдём объём воды. Зная, что плотность воды примерно равна 1 г/мл, можем рассчитать необходимый объём:

$V = \\frac{m}{ρ}$

$V(H_2O) = \\frac{190~г}{1~г/мл} = 190~мл$

Таким образом, для приготовления 200 г 5%-го раствора соли необходимо взять 10 г соли и 190 мл воды.

Ответ: Для приготовления 200 г раствора с массовой долей соли 5% необходимо взять 10 г соли и 190 г (190 мл) воды.

2. Взвешивание

Процесс взвешивания рассчитанной массы соли (10 г из нашего примера) на рычажных весах включает следующие шаги:

1. Проверить техническое состояние весов, убедиться в их исправности.

2. Положить на обе чаши весов по одинаковому кусочку фильтровальной бумаги.

3. Уравновесить весы, при необходимости используя маленькие кусочки бумаги.

4. На правую чашу весов с помощью пинцета поместить гири-разновесы общей массой 10 г.

5. На фильтровальную бумагу на левой чаше весов аккуратно насыпать соль до тех пор, пока весы не придут в равновесие. Добавлять или убирать соль следует небольшими порциями.

Ответ: Навеску соли получают путём уравновешивания её массы на весах с помощью гирь-разновесов соответствующей массы.

3. Приготовление раствора

После взвешивания соли и отмеривания необходимого объёма воды приступают к приготовлению раствора:

1. Отмерить с помощью мерного цилиндра рассчитанный объём воды (190 мл). При отмеривании глаз наблюдателя должен находиться на одном уровне с мениском жидкости, а отсчёт вести по нижнему краю мениска.

2. Взвешенную навеску соли (10 г) аккуратно перенести в химический стакан или колбу.

3. Влить в ёмкость с солью примерно половину от отмеренного объёма воды (около 95 мл).

4. Перемешивать содержимое (например, стеклянной палочкой или взбалтыванием) до полного растворения кристаллов соли.

5. После полного растворения соли долить в колбу оставшуюся воду и снова перемешать для получения однородного раствора.

Ответ: Раствор готовят путём растворения точной навески соли в точно отмеренном объёме растворителя (воды) в подходящей химической посуде.

4. Отчёт о работе

Отчёт о проделанной работе может быть оформлен следующим образом:

Практическая работа № 5

Тема: Приготовление раствора с определённой массовой долей растворённого вещества (соли).

Цель работы: научиться проводить расчёты и практически готовить раствор с заданной концентрацией.

Оборудование и реактивы: технические весы с разновесами, колба на 250 мл, мерный цилиндр на 200 мл, стеклянная палочка, фильтровальная бумага, хлорид натрия (NaCl), дистиллированная вода.

Ход работы:

1. Расчёты. Была поставлена задача приготовить 200 г 5%-го раствора хлорида натрия. Были произведены расчёты, которые показали, что для этого необходимо взять 10 г NaCl и 190 г (190 мл) H₂O.

$m(NaCl) = m_{раствора} \\times ω = 200~г \\times 0.05 = 10~г$

$m(H_2O) = m_{раствора} - m(NaCl) = 200~г - 10~г = 190~г$

2. Взвешивание. На технических весах была взвешена навеска хлорида натрия массой 10 г.

3. Приготовление раствора. С помощью мерного цилиндра было отмерено 190 мл дистиллированной воды. Навеска соли была перенесена в колбу, добавлена часть воды и перемешана до полного растворения. Затем была добавлена оставшаяся вода, и раствор снова был перемешан.

Вывод: В ходе работы были освоены навыки расчёта масс компонентов и приготовления раствора с заданной массовой долей. Был успешно приготовлен раствор хлорида натрия массой 200 г с массовой долей 5%.

Ответ: Отчёт составляется в произвольной форме, отражая цель, ход выполнения работы, произведённые расчёты и итоговый вывод.

3. Изучение строения пламени

При рассмотрении пламени спиртовки можно выделить три основные зоны, различающиеся по цвету и температуре (согласно рис. 6):

1. Нижняя зона (3) — самая тёмная и холодная. Она находится непосредственно у фитиля. В этой зоне происходит испарение спирта и смешивание его паров с воздухом. Горение здесь практически не происходит из-за недостатка кислорода. Если быстро внести в эту зону спичку, она не сразу загорится.

2. Средняя зона (2) — самая яркая, светящаяся часть пламени. Здесь происходит неполное сгорание паров спирта из-за недостатка кислорода. Под действием высокой температуры молекулы спирта разлагаются с образованием мелких частичек угля (сажи). Эти раскалённые частицы и создают яркое свечение. Эта зона имеет самую высокую светимость, но не самую высокую температуру.

3. Внешняя зона (1) — верхняя, почти бесцветная или бледно-голубая часть пламени. Это самая горячая зона. Здесь пары спирта и продукты его неполного сгорания из средней зоны полностью сгорают благодаря избытку кислорода из окружающего воздуха. Продуктами полного сгорания являются углекислый газ и вода. Из-за полноты сгорания эта зона почти не светится, но имеет максимальную температуру.

Ответ: Пламя спиртовки имеет три зоны: нижнюю (тёмную, холодную), среднюю (яркую, светящуюся) и внешнюю (бледную, самую горячую).