Sporządzanie roztworów o określonym stężeniu molowym

bg‑gold

Do przygotowywania roztworów o określonym stężeniu molowym stosuje się naczynia miarowe, np. kolby miarowe.

RqEveTL2uvh4P

Zdjęcie przedstawia kolby miarowe okrągłodenne o różnej pojemności - 250 mililitrów, 500 mililitrów. Są w nich przezroczyste roztwory. — Kolby miarowe o różnej pojemności
Źródło: dostępny w internecie: pixabay.com, domena publiczna.

Aby przygotować roztwór o określonym stężeniu molowym, należy:

obliczyć liczbę gramów substancji rozpuszczanej, potrzebną do sporządzenia określonej objętości roztworu, często $1000 {cm}^{3}$ roztworu;
zastanowić się, ile ${cm}^{3}$ roztworu chcemy przygotować i obliczyć ilość potrzebnej substancji;
do kolby miarowej o odpowiedniej pojemności wlać trochę rozpuszczalnika, a następnie wsypać (ilościowo przenieść) odważoną ilość substancji rozpuszczanej i rozpuścić substancję;

po rozpuszczeniu substancji, dopełnić kolbę rozpuszczalnikiem do określonej objętości (kreski kalibracyjnej);
całość dokładnie wymieszać.

Polecenie 1

Zaprojektuj sposób przygotowania $200 {cm}^{3}$ wodnego roztworu siarczanu( $VI$ ) sodu o stężeniu $3 \frac{mol}{{dm}^{3}}$ .

R1e2Eqg9g9Hap

R1Lv2nyYuVxY4

Sposób $I$ (korzystając z proporcji):

Obliczamy masę rozpuszczonej substancji, potrzebnej do sporządzenia roztworu o stężeniu molowym $3 \frac{mol}{{dm}^{3}}$ .

M_{{Na}_{2} {SO}_{4}} = 2 \cdot 23 \frac{g}{mol} + 32 \frac{g}{mol} + 4 \cdot 16 \frac{g}{mol} = 142 \frac{g}{mol}

1 mol - 142 g {Na}_{2} {SO}_{4}

3 mole - x

x = \frac{3 mol \cdot 142 g}{1 mol} = 426 g

Wynika stąd, że $426 g$ ${Na}_{2} {SO}_{4}$ znajdowałoby się w $1 {dm}^{3}$ ( $1000 {cm}^{3}$ ) roztworu. Do przygotowania jest roztwór o objętości $200 {cm}^{3}$ .

Obliczamy masę siarczanu( $VI$ ) sodu, zawartego w $200 {cm}^{3}$ roztworu, o stężeniu
$3 \frac{mol}{{dm}^{3}}$ .

1000 {cm}^{3} roztworu - 426 g {Na}_{2} {SO}_{4}

200 {cm}^{3} roztworu - x

x = \frac{200 {cm}^{3} \cdot 426 g}{1000 {cm}^{3}} = 85,2 g

Sposób $II$ (korzystając ze wzoru):

Obliczamy liczbę moli rozpuszczonej substancji, potrzebnej do sporządzenia roztworu o stężeniu molowym $3 \frac{mol}{{dm}^{3}}$ .

1 {dm}^{3} - 1000 {cm}^{3}

0,2 {dm}^{3} - 200 {cm}^{3}

C_{m} = \frac{n}{V_{r}}

n = C_{m} \cdot V_{r} = 3 \frac{mol}{{dm}^{3}} \cdot 0,2 {dm}^{3} = 0,6 mol

Obliczamy masę rozpuszczonej substancji, potrzebnej do sporządzenia roztworu o stężeniu molowym $3 \frac{mol}{{dm}^{3}}$ .

n = \frac{m}{M}

m = n \cdot M = 0,6 mol \cdot 142 \frac{g}{mol} = 85,2 g

Aby sporządzić $200 {cm}^{3}$ wodnego roztworu siarczanu( $VI$ ) sodu o stężeniu $3 \frac{mol}{{dm}^{3}}$ , należy odważyć $85,2 g$ soli. Następnie wsypać odważoną sól za pomocą suchego lejka do kolby miarowej o objętości $200 {cm}^{3}$ i wypełnić ją do połowy wodą destylowaną. Rozpuścić siarczan( $VI$ ) sodu w wodzie, a następnie wodą destylowaną uzupełnić kolbę miarową aż do kreski miarowej (dolny menisk wody powinien stykać się z kreską). Zatkać ją korkiem i wymieszać zawartość.

Polecenie 2

Zaprojektuj sposób przygotowania $500 {cm}^{3}$ roztworu kwasu siarkowego( $VI$ ) o stężeniu $0,01 \frac{mol}{{dm}^{3}}$ . Gęstość stężonego kwasu siarkowego( $VI$ ) $d = 1,83 \frac{g}{{cm}^{3}}$ .

R5mgR5Nshwcgq

R1DjWzyTHl3G4

Sposób $I$ (korzystając z proporcji):

Obliczamy liczbę moli kwasu siarkowego( $VI$ ), która znajduje się w $500 {cm}^{3}$ roztworu o stężeniu molowym $0,01 \frac{mol}{{dm}^{3}}$ .

500 {cm}^{3} = 0,5 {dm}^{3}

M_{H_{2} {SO}_{4}} = 2 \cdot 1 \frac{g}{mol} + 32 \frac{g}{mol} + 4 \cdot 16 \frac{g}{mol} = 98 \frac{g}{mol}

$0,01$ mola substancji rozpuszczonej znajduje się w $1 {dm}^{3}$ roztworu.
$x mol$ substancji rozpuszczonej znajduje się w $0,5 {dm}^{3}$ roztworu.

x = \frac{0,01 mol \cdot 0,5 {dm}^{3}}{1 {dm}^{3}} = 0,005 mol

Obliczamy masę kwasu siarkowego( $VI$ ), która znajduje się w $500 {cm}^{3}$ roztworu o stężeniu molowym $0,01 \frac{mol}{{dm}^{3}}$ .

m = n \cdot M = 0,005 mol \cdot 98 \frac{g}{mol} = 0,49 g

Obliczamy objętość stężonego kwasu siarkowego( $VI$ ), którą należy pobrać, aby otrzymać $500 {cm}^{3}$ roztworu o stężeniu molowym $0,01 \frac{mol}{{dm}^{3}}$ .

$1,83 g$ kwasu siarkowego( $VI$ ) znajduje się w $1 {cm}^{3}$ roztworu.
$0, 49 g$ kwasu siarkowego( $VI$ ) znajduje się w $x {cm}^{3}$ roztworu.

x = \frac{0,49 g \cdot 1 {cm}^{3}}{1,83 g} = 0,268 {cm}^{3} = 0,268 ml = 268 μl

Sposób $II$ (korzystając ze wzoru):

Obliczamy liczbę moli kwasu siarkowego( $VI$ ), która znajduje się w $500 {cm}^{3}$ roztworu o stężeniu molowym $0,01 \frac{mol}{{dm}^{3}}$ .

n = C_{m} \cdot V_{r} = 0,01 \frac{mol}{{dm}^{3}} \cdot 0,5 {dm}^{3} = 0,005 mol

Obliczamy masę kwasu siarkowego( $VI$ ), która znajduje się w $500 {cm}^{3}$ roztworu o stężeniu molowym $0,01 \frac{mol}{{dm}^{3}}$ .

m = n \cdot M = 0,005 mol \cdot 98 \frac{g}{mol} = 0,49 g

Obliczamy objętość stężonego kwasu siarkowego( $VI$ ), którą należy pobrać, aby otrzymać $100 {cm}^{3}$ roztworu o stężeniu molowym $0,01 \frac{mol}{{dm}^{3}}$ .

d = \frac{m}{V}

V = \frac{m}{d} = \frac{0,49 g}{1,83 \frac{g}{{cm}^{3}}} = 0,286 {cm}^{3} = 0,286 ml = 286 μl

Kolbę miarową o pojemności $500 {cm}^{3}$ należy do połowy uzupełnić wodą destylowaną. Następnie, za pomocą pipety, pobrać $286 μl$ stężonego kwasu siarkowego( $VI$ ) i dodać do kolby miarowej z wodą. Uzupełnić wodą destylowaną do kreski miarowej. Kolbę miarową zatkać korkiem i wymieszać.

Polecenie 3

Zaprojektuj sposób przygotowania $250 {cm}^{3}$ roztworu azotanu( $V$ ) wapnia o stężeniu molowym $2 \frac{mol}{{dm}^{3}}$ . Do dyspozycji masz wodę destylowaną oraz $3 \frac{mol}{{dm}^{3}}$ roztwór azotanu( $V$ ) wapnia.

RgZwbGwVvyAln

RdbYbmkXsOsqM

250 {cm}^{3} = 0,25 {dm}^{3}

Sposób $I$ (korzystając z proporcji):

Obliczamy liczbę moli azotanu(V) wapnia która znajduje się w $250 {cm}^{3}$ roztworu o stężeniu molowym $2 \frac{mol}{{dm}^{3}}$ .

$2$ mole substancji rozpuszczonej znajduje się w $1 {dm}^{3}$ roztworu.
$x$ moli substancji rozpuszczonej znajduje się w $0,25 {dm}^{3}$ roztworu.

x = \frac{2 mol \cdot 0,25 {dm}^{3}}{1 {dm}^{3}} = 0,5 mol

Obliczamy objętość azotanu( $V$ ) wapnia o stężeniu molowym $3 \frac{mol}{{dm}^{3}}$ , którą należy pobrać, aby w $250 {cm}^{3}$ roztworu znajdowało się $0,5$ mola substancji rozpuszczonej.

$3$ mole substancji rozpuszczonej znajduje się w $1 {dm}^{3}$ roztworu.
$0,5 mol$ substancji rozpuszczonej znajduje się w $x {dm}^{3}$ roztworu.

x = \frac{0,5 mol \cdot 1 {dm}^{3}}{3 mol} = 0,167 {dm}^{3} = 167 {cm}^{3}

Sposób $II$ (korzystając ze wzoru):

Obliczamy objętość azotanu( $V$ ) wapnia o stężeniu molowym $3 \frac{mol}{{dm}^{3}}$ , którą należy pobrać, aby otrzymać $250 {cm}^{3}$ roztworu o stężeniu molowym $2 \frac{mol}{{dm}^{3}}$ .

C_{1} V_{1} = C_{2} V_{2}

3 \frac{mol}{{dm}^{3}} \cdot V_{1} = 2 \frac{mol}{{dm}^{3}} \cdot 0,25 {dm}^{3}

V_{1} = \frac{2 \frac{mol}{{dm}^{3}} \cdot 0,25 {dm}^{3}}{3 \frac{mol}{{dm}^{3}}} = 0,167 {dm}^{3} = 167 {cm}^{3}

Do kolby miarowej o pojemności $250 {cm}^{3}$ należy wlać $166,7 {cm}^{3}$ azotanu( $V$ ) wapnia o stężeniu molowym $3 \frac{mol}{{dm}^{3}}$ (odmierzone za pomocą pipety). Uzupełnić wodą destylowaną do kreski miarowej. Kolbę miarową zatkać korkiem i wymieszać.

Jeżeli z roztworu o większym stężeniu molowym przygotowuje się roztwór o mniejszym stężeniu molowym, to dochodzi do rozcieńczenia roztworu wyjściowego.

Polecenie 4

Zaprojektuj sposób przygotowania $300 {cm}^{3}$ roztworu wodorotlenku potasu o stężeniu molowym $2 \frac{mol}{{dm}^{3}}$ . Do dyspozycji masz wodę destylowaną oraz $20 %$ roztwór wodorotlenku potasu o gęstości $1,19 \frac{g}{{cm}^{3}}$ .

RBhR0AaJjOXn2

R1JutoNT23VUf

d = 1,19 \frac{g}{{cm}^{3}} = 1190 \frac{g}{{dm}^{3}}

300 {cm}^{3} = 0,3 {dm}^{3}

M_{KOH} = 39 \frac{g}{mol} + 16 \frac{g}{mol} + 1 \frac{g}{mol} = 56 \frac{g}{mol}

Obliczamy stężenie molowe $20 %$ roztworu wodorotlenku potasu o gęstości $1,19 \frac{g}{{cm}^{3}}$ . Korzystamy ze wzoru:

C_{m} = \frac{C_{%} \cdot d}{100 % \cdot M}

C_{m} = \frac{20 % \cdot 1190 \frac{g}{{dm}^{3}}}{100 % \cdot 56 \frac{g}{mol}} = 4,5 \frac{mol}{{dm}^{3}}

Obliczamy objętość wodorotlenku potasu o stężeniu molowym $4,25 \frac{mol}{{dm}^{3}}$ , którą należy pobrać, aby otrzymać $300 {cm}^{3}$ roztworu o stężeniu molowym $2 \frac{mol}{{dm}^{3}}$ .

C_{1} V_{1} = C_{2} V_{2}

4,25 \frac{mol}{{dm}^{3}} \cdot V_{1} = 2 \frac{mol}{{dm}^{3}} \cdot 0,3 {dm}^{3}

V_{1} = \frac{2 \frac{mol}{{dm}^{3}} \cdot 0,3 {dm}^{3}}{4,25 \frac{mol}{{dm}^{3}}} = 0,141 {dm}^{3} = 141 {cm}^{3} = 141 ml

Do kolby miarowej o pojemności $300 {cm}^{3}$ dodać niewielką ilość wody destylowanej. Następnie, za pomocą cylindra miarowego, odmierzyć $141 ml$ $20 %$ roztworu wodorotlenku potasu i dodać do kolby miarowej z wodą. Następnie uzupełnić roztwór wodą destylowaną do kreski miarowej. Kolbę miarową zatkać korkiem i wymieszać.

Polecenie 5

Zapoznaj się z filmem edukacyjnym. O czym mówi nam stężenie molowe roztworu?

R1L7vgXJMv1zA

Film edukacyjny pt. Stężenie molowe roztworów
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Ćwiczenie 1

Ile gramów siarczanu( $VI$ ) potasu potrzebujesz do sporządzenia $125 {cm}^{3}$ $0,15$ –molowego roztworu tej soli? Wynik zaokrąglij do dwóch miejsc po przecinku.

R1ElB8bzlCnTl

REa9BQXOgJTdG

Obliczamy potrzebną liczbę moli soli:

$C_{m} = \frac{n}{V}$

$125 {cm}^{3} = 0,125 {dm}^{3}$

$0,15 \frac{mol}{{dm}^{3}} = \frac{n}{0,125 {dm}^{3}}$

$n = 0, 15 \frac{mol}{{dm}^{3}} \cdot 0, 125 {dm}^{3} = 0, 019 mola$

Obliczamy masę molową soli oraz masę potrzebną do sporządzenia roztworu.

$M_{K_{2} {SO}_{4}} = 2 \cdot 19 \frac{g}{mol} + 32 \frac{g}{mol} + 4 \cdot 16 \frac{g}{mol} = 174 \frac{g}{mol}$

$m_{K_{2} {SO}_{4}} = M_{K_{2} {SO}_{4}} \cdot n = 174 \frac{g}{mol} \cdot 0, 019 mol = 3, 31 g$

Do sporządzenia roztworu o danym stężeniu potrzeba $3,31 g$ siarczanu( $VI$ ) potasu.

Ćwiczenie 2

Poniższa ilustracja przedstawia schemat rozcieńczeń. Oblicz wartości oznaczone jako $x_{1}$ , $x_{2}$ , $x_{3}$ i $y$ .

Zapoznaj się z opisem ilustracji, która przedstawia schemat rozcieńczeń. Oblicz wartości oznaczone jako $x_{1}$ , $x_{2}$ , $x_{3}$ i $y$ .

RCjlk6EJyaB0S

Na ilustracji znajduje się pięć probówek. W probówkach jest różowy roztwór - od ciemnoróżowego w pierwszej probówce, do bladoróżowego w ostatniej. Pod pierwszą probówką napis: 1 mol na decymetr sześcienny, 10 centymetrów sześciennych, pod drugą probówką: 0,85 mola na decymetr sześcienny, 10 centymetrów sześciennych. Od pierwszej probówki do drugiej biegnie strzałka. Nad strzałką napis x1 centymetrów sześciennych. Od drugiej probówki do trzeciej strzałka z napisem 7,65 centymetrów sześciennych. Pod trzecią probówką napis: y mola na decymetr sześcienny, 10 centymetrów sześciennych. Od trzeciej do czwartej probówki strzałka, nad strzałką napis x2 centymetrów sześciennych. Pod czwarta probówką wartość 0,35 mola na decymetr sześcienny, 10 centymetrów sześciennych. Od czwartej do piątej probówki strzałka z napisem x3 centymetrów sześciennych. Pod piątą probówką jest napis: 0,10 mola na decymetr sześcienny, 10 centymetrów sześciennych. — Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

RmPSddjqQdC6K

RUw5aC7M9Ok2i

Skorzystaj ze wzoru $C_{1} \cdot V_{1} = C_{2} \cdot V_{2}$ .

Obliczamy objętość roztworu, który służy nam do otrzymania mniej stężonego roztworu.

$C_{1} \cdot V_{1} = C_{2} \cdot V_{2}$

$C_{1} = 1 \frac{mol}{{dm}^{3}}, V_{1} = x_{1}, C_{2} = 0,85 \frac{mol}{{dm}^{3}}, V_{2} = 10 {cm}^{3} = 0,01 {dm}^{3}$

$1 \frac{mol}{{dm}^{3}} \cdot x_{1} = 0,85 \frac{mol}{{dm}^{3}} \cdot 0,01 {dm}^{3}$

x_{1} = 0,85 \cdot 0,01 {dm}^{3} = 0,0085 {dm}^{3} = 8,5 {cm}^{3}

Podobnie postępujemy w przypadku $x_{2}$ i $x_{3}$ .

Obliczamy stężenie molowe otrzymanego roztworu:

$C_{1} \cdot V_{1} = C_{2} \cdot V_{2}$

$C_{1} = 0,85 \frac{mol}{{dm}^{3}}, V_{1} = 7,65 {cm}^{3} = 0,00765 {dm}^{3}, C_{2} = y, V_{2} = 10 {cm}^{3} = 0,01 {dm}^{3}$

$0,85 \frac{mol}{{dm}^{3}} \cdot 0,00765 {dm}^{3} = y \cdot 0,01 {dm}^{3}$

$y = 0,65 \frac{mol}{{dm}^{3}}$

$x_{1} = 8,5 {cm}^{3}$

$y = 0,65 \frac{mol}{{dm}^{3}}$

$x_{2} = 5,38 {cm}^{3}$

$x_{3} = 2,86 {cm}^{3}$

bg‑gold

Rozcieńczenie roztworu stężonego

Jeżeli z roztworu o większym stężeniu molowym przygotowuje się roztwór o mniejszym stężeniu molowym, to dochodzi do rozcieńczenia roztworu wyjściowego.

W celu sporządzenia roztworu o określonym stężeniu molowym ( $C_{m_{2}}$ ), możemy go wykonać poprzez rozcieńczenie roztworu stężonego ( $C_{m_{1}}$ ).

$C_{m_{1}} = \frac{n_{1}}{V_{1}} C_{m_{2}} = \frac{n_{2}}{V_{2}}$

Podczas rozcieńczania, liczba moli substancji rozpuszczonej się nie zmienia, a jedynie objętość roztworu. Możemy więc przyjąć że:

$n_{1} = n_{2}$

Przekształcając równanie na stężenie molowe oraz korzystając z powyższej zależności, otrzymujemy:

$n_{1} = C_{m_{1}} \cdot V_{1} n_{2} = C_{m_{2}} \cdot V_{2}$

Wiemy że $n_{1} = n_{2}$ , stąd otrzymujemy następującą zależność:

$C_{m_{1}} \cdot V_{1} = C_{m_{2}} \cdot V_{2}$

$C_{m_{1}}$ – stężenie molowe roztworu przed rozcieńczeniem [ $\frac{mol}{{dm}^{3}}$ ]
$V_{1}$ – objętość roztworu potrzebna do sporządzenia roztworu rozcieńczonego [ ${dm}^{3}$ ]
$C_{m_{2}}$ – stężenie molowe roztworu rozcieńczonego [ $\frac{mol}{{dm}^{3}}$ ]
$V_{2}$ – objętość roztworu po rozcieńczeniu [ ${dm}^{3}$ ]

Ważne!

W celu przygotowania roztworu o określonym stężeniu molowym, należy odmierzyć roztwór stężony pipetą wielomiarową lub jednomiarową. Nie można używać cylindrów miarowych, ponieważ mają one niższą dokładność niż wyżej wymienione pipety.

Slajd 1 z 2

R1XBi9weXnGiD

Zdjęcie przedstawia cztery pipety wielomiarowe, czyli zazwyczaj długie i wąskie rurki szklana z precyzyjną skalą, która na jednym końcu posiada zwężenie, a na drugim gładką i prostą końcówkę. Końcówka służy do zakładania nań ssawki gumowej lub specjalnej pompki z pokrętłem. — Pipety wielomiarowe
Źródło: Nadine90, dostępny w internecie: commons.wikimedia.org, licencja: CC BY-SA 3.0.

R9SCaB0dmUSwy

Zdjęcie przedstawia pipety jednomiarowe, czyli najprostszy rodzaj pipiety. Są to rurki szklana lub plastikowe, o pojemności zazwyczaj ok. 1 cm3, która posiada dolny odcinek wąski i górny odcinek szerszy. Ma ona charakter sprzętu jednorazowego użytku. Przy jej pomocy pobiera się i przenosi niewielkie ilości cieczy przy pomocy ssawki. — Pipety jednomiarowe
Źródło: Cjp24, dostępny w internecie: commons.wikimedia.org, licencja: CC BY-SA 3.0.

Ciekawostka

Roztwory o określonym stężeniu molowym można otrzymać również poprzez rozpuszczenie dokładnie znanej objętości gazu w dokładnie znanej objętości wody. W tym przypadku należy znać warunki, takie jak temperatura i ciśnienie podczas rozpuszczania substancji gazowej.

Przykład 1

Oblicz stężenie molowe kwasu chlorowodorowego, jeżeli w $2 {dm}^{3}$ wody destylowanej rozpuszczono $1 {dm}^{3}$ kwasu chlorowodorowego, odmierzonego w warunkach normalnych ( $T = 273 K$ i $p = 1013, 25 hPa$ ).

R343DUd2nVc0V

bg‑gold

laboratorium

Laboratorium 1

Korzystając z dostępnych na stole laboratoryjnym odczynników oraz sprzętu laboratoryjnego, sporządź $500 {cm}^{3}$ wodnego roztworu wodorotlenku sodu o stężeniu molowym
$0, 2 \frac{mol}{{dm}^{3}}$ . Następnie, z takiego gotowego roztworu, przygotuj $300 {cm}^{3}$ wodnego roztworu wodorotlenku sodu o stężeniu molowym $0,05 \frac{mol}{{dm}^{3}}$ .

RJmuEMbo37qPa

Wirtualne laboratorium pt. „Sporządzanie roztworów o określonym stężeniu molowym”
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Podpowiedźgreenwhite

Znajomość stężenia molowego roztworu dostarcza nam informacji, ile moli substancji znajduje się w $1 {dm}^{3}$ roztworu. Dzięki temu można obliczyć na przykład, jaka ilość roztworu będzie potrzebna do reakcji chemicznej.

Stężenie molowe obliczamy ze wzoru:

$C_{mol} = \frac{n_{s}}{V_{r}}$

gdzie:

$n_{s}$ – ilość substancji rozpuszczonej w roztworze,

$V_{r}$ – objętość roztworu.

RweXSsqK1xA1Z

Zadanie: sporządź $500$ centymetrów sześciennych wodnego roztworu wodorotlenku sodu o stężeniu molowym $0,2$ mola na decymetr sześcienny. Następnie, z takiego gotowego roztworu, przygotuj $300$ centymetrów sześciennych wodnego roztworu wodorotlenku sodu o stężeniu molowym $0,05$ mola na decymetr sześcienny.

Problem badawczy: W jaki sposób sporządzić roztwór o określonym stężeniu molowym?

Hipoteza: Możliwe jest sporządzenie roztworu o określonym stężeniu molowym.

Sprzęt laboratoryjny: waga – urządzenie do odmierzania masy substancji chemicznych; naczynko wagowe – $1$ . – sprzęt laboratoryjny służący do dokładnego odważania substancji stałych; pipeta miarowa – wąska rurka do pobierania i przenoszenia niewielkiej ilości cieczy za pomocą ssawki; kolby miarowe $500$ centymetrów sześciennych, $300$ centymetrów sześciennych – szklane naczynia laboratoryjne stosowane do sporządzania roztworów mianowanych; lejek – sprzęt w kształcie stożka zakończonego rurką, służy do przelewania płynów, przesypywania proszków oraz do sączenia; cylinder miarowy – naczynie laboratoryjne przeznaczone do odmierzania określonej ilości cieczy; łyżeczka – długi trzonek wykonany ze szkła, porcelany lub metalu zakończony z jednej strony łyżeczką. Służy do nabierania sypkich substancji chemicznych.

Odczynniki chemiczne: wodorotlenek sodu, woda destylowana.

Przebieg eksperymentu: Odważono odpowiednią ilość wodorotlenku sodu. Dodano wodorotlenek sodu do kolby miarowej $500$ centymetrów sześciennych i uzupełniono wodą destylowaną do kreski miarowej. Z tak przygotowanego roztworu pobrano odpowiednią ilość i dodano do kolby miarowej 300 centymetrów sześciennych oraz uzupełniono wodą destylowaną do kreski.

Obliczenia:

$I$ roztwór

Korzystamy ze wzoru: $C_{m} = \frac{n}{V_{r}}$

$M_{NaOH} = 40 \frac{g}{mol}$

$C_{m} = 0,2 \frac{mol}{{dm}^{3}}$

$V_{r} = 500 {cm}^{3} = 0,5 {dm}^{3}$

$n = C_{m} \cdot V_{r} = 0,2 \frac{mol}{{dm}^{3}} \cdot 0,5 {dm}^{3} = 0,1 mol$

Korzystamy ze wzoru: $n = \frac{m}{M}$

$m = n \cdot M = 0,1 mol \cdot 40 \frac{g}{mol} = 4 g$

Należy odważyć 4g wodorotlenku sodu.

$II$ roztwór

$C_{m} = 0,05 \frac{mol}{{dm}^{3}}$

$V_{r} = 0,3 {dm}^{3}$

$n = C_{m} \cdot V_{r} = 0,05 \frac{mol}{{dm}^{3}} \cdot 0,3 {dm}^{3} = 0,015 mol$

Z proporcji obliczamy objętość, jaką należy pobrać, aby przygotować roztwór o określonym stężeniu.

$500 {cm}^{3} — 0,1 mol$

$x — 0,015 mol$

$x = 75 {cm}^{3}$

Wyniki i wnioski: Aby przygotować $500$ centymetrów sześciennych roztworu wodorotlenku sodu o stężeniu $0,2$ mola na decymetr sześcienny, należy odważyć $4$ gramy wodorotlenku sodu, dodać do kolby miarowej ( $500$ centymetrów sześciennych) i uzupełnić wodą do kreski. Następnie, aby z tak przygotowanego roztworu uzyskać roztwór o stężeniu $0,05$ mola na decymetr sześcienny, należy pobrać $75$ centymetrów sześciennych i dodać do kolby miarowej ( $300$ centymetrów sześciennych) oraz uzupełnić wodą destylowaną do kreski.

Polecenie 6

RDL0wD8RMngDN

Polecenie 7

RRKe8psMWMO2L

Ćwiczenie 3

Oblicz, ile moli substancji rozpuszczonej znajduje się w $500 {cm}^{3}$ roztworu o stężeniu molowym $4 \frac{mol}{{dm}^{3}}$ .

R1GaBXJTmZ3Q5

RbdApfLJ2l0sD

Skorzystaj ze wzoru:

$C_{m} = \frac{n}{V_{r}}$

Po przekształceniu wzoru:

$C_{m} = \frac{n}{V_{r}}$

otrzymujemy:

$n = C_{m} \cdot V_{r}$

Zamieniamy jednostki:

$500 {cm}^{3} = 0,5 {dm}^{3}$

A następnie podstawiamy dane liczbowe do wzoru:

$n = C_{m} \cdot V_{r} = 4 \frac{mol}{{dm}^{3}} \cdot 0,5 {dm}^{3} = 2 mol$

W tym roztworze znajdują się $2$ mole substancji rozpuszczonej.

Ćwiczenie 4

Zapisz, w jaki sposób należy przygotować $600 {cm}^{3}$ wodnego roztworu azotanu( $V$ ) wapnia o stężeniu $3 \frac{mol}{{dm}^{3}}$ .

R1975RezUkqa2

Rqdf9YgNrHBWB

Zacznij od obliczenia liczby moli rozpuszczonej substancji, potrzebnej do sporządzenia roztworu, korzystając ze wzoru:

$C_{m} = \frac{n}{V_{r}}$

Następnie oblicz masę rozpuszczonej substancji, potrzebnej do sporządzenia roztworu, korzystając ze wzoru:

$n = \frac{m}{M}$

Obliczamy liczbę moli rozpuszczonej substancji, potrzebnej do sporządzenia roztworu o stężeniu molowym $3 \frac{mol}{{dm}^{3}}$ .

$1 {dm}^{3} - 1000 {cm}^{3}$

$0,6 {dm}^{3} - 600 {cm}^{3}$

$C_{m} = \frac{n}{V_{r}}$

$n = C_{m} \cdot V_{r} = 3 \frac{mol}{{dm}^{3}} \cdot 0,6 {dm}^{3} = 1,8 mol$

Obliczamy masę rozpuszczonej substancji potrzebnej do sporządzenia roztworu o stężeniu molowym $3 \frac{mol}{{dm}^{3}}$ .

$n = \frac{m}{M}$

$M_{Ca {({NO}_{3})}_{2}} = 40 \frac{g}{mol} + 2 \cdot 14 \frac{g}{mol} + 6 \cdot 16 \frac{g}{mol} = 40 \frac{g}{mol} + 28 \frac{g}{mol} + 96 \frac{g}{mol} = 164 \frac{g}{mol}$

$m = n \cdot M = 1,8 mol \cdot 164 \frac{g}{mol} = 295,2 g$

Aby sporządzić $600 {cm}^{3}$ wodnego roztworu azotanu( $V$ ) wapnia o stężeniu $3 \frac{mol}{{dm}^{3}}$ , należy odważyć $295,2 g$ soli. Następnie wsypać odważoną sól za pomocą suchego lejka do kolby miarowej o objętości $600 {cm}^{3}$ i wypełnić ją do połowy wodą destylowaną. Rozpuścić azotanu( $V$ ) wapnia w wodzie, a następnie uzupełnić kolbę miarową wodą destylowaną aż do kreski miarowej. Zatkać ją korkiem i wymieszać zawartość.

bg‑blue

Notatnik

R17TY7A3VUjRk

Źródło: Gromar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Stężenie molowe

Jak przeliczać stężenie procentowe na molowe?

Sporządzanie roztworów o określonym stężeniu molowym