Цементный раствор: пропорции, приготовление, состав, характеристики

Цемент – один из основных строительных материалов. Представляет собой сухое порошкообразное вещество неорганического происхождения. Этот вяжущий материал при взаимодействии с водой образует пластичную смесь, которая при затвердевании превращается в камневидное тело.

Наиболее распространенная разновидность цемента – портландцемент, в состав которого входят оксиды кальция, железа, магния, диоксид кремния, глинозем. Цемент, затворенный водой, дает сильную усадку при твердении, что приводит к появлению трещин в отвердевшем продукте. Поэтому вяжущее используется в сочетании с заполнителями и наполнителями, предотвращающими растрескивание цементного камня. Наиболее популярным мелким заполнителем является песок.

Назначение строительных цементных растворов

Цементно-песчаные (и другие) строительные растворы регламентируются ГОСТом 28013-98. По назначению их разделяют на следующие виды:

• Кладочные, в том числе для монтажных работ. Используются при ведении кирпичной или каменной кладки, для заполнения швов между бетонными и железобетонными панелями, выравнивания полов, заливки площадок, не предназначенных для восприятия серьезных нагрузок. Кладочный состав обеспечивает повышение тепло- и звукоизоляционных характеристик строения.

• Штукатурные. Применяются для выравнивания основания и защиты стенового материала от воздействия атмосферных явлений.
• Облицовочные. Служат для облицовки вертикальных и горизонтальных строительных конструкций керамической и керамогранитной плиткой.

В зависимости от назначения цементного раствора в его составе может быть песок различных фракций.

Назначение раствора	Крупность зерен песка, мм
Для кладки, кроме бутового камня	2,5
Для бутовой кладки	5,0
Для штукатурки, кроме накрывочного слоя	2,5
Для накрывочного штукатурного слоя	1,25
Для облицовочного слоя	1,25

В соответствии с ГОСТом 28013-98 цементные растворы различаются по маркам прочности на сжатие.

Таблица областей применения в зависимости от марки прочности цементного раствора

Марки по прочности на сжатие	Области применения
М50	Заделка щелей внутри помещений
М75	Внутренние кладочные работы
М100	Наружная кладка кирпича и блоков, устройство стяжки пола
М150	Заполнение швов в конструкциях из тяжелых бетонов, изготовления стяжки, при оборудовании гидротехнических объектов
М200	Благодаря высокой водостойкости, продукт используют в качестве гидроизоляционного слоя; при изготовлении материала для конструкций, которые в процессе эксплуатации будут контактировать с агрессивными средами, используется сульфатостойкий цемент

Компоненты строительных цементных растворов

Для получения качественного строительного материала каждый компонент должен соответствовать требованиям нормативов:

• Цемент.
  В общих случаях используется портландцемент марок 400 и 500 без минеральных добавок или с минеральными добавками в количестве до 20%. Для особых эксплуатационных условий применяют сульфатостойкое, гидротехническое, пластифицированное цементное вяжущее.
• Песок. Должен соответствовать ГОСТу 8736-2014 «Песок для строительных работ». Для изготовления растворов используют речной и карьерный песок, очищенный от илистых и глинистых включений, снижающих качество готового продукта.
• Вода. Из питьевого трубопровода или проверенная на качество в лабораторных условиях. Температура +15…+20°C.

Цемент, песок и вода – основные компоненты строительного цементного раствора, но также в рецепт включаются добавки, придающие пластичной смеси или конечному продукту определенные свойства:

• Эластификаторы. Улучшают эластичность раствора и его адгезию к основанию, повышают устойчивость затвердевшего продукта к появлению трещин и влагостойкость. Функции эластификатора может выполнять ПВА.
• Пластификаторы и их более мощный вариант – суперпластификаторы. Увеличивают подвижность пластичной смеси, сокращают расход материала, уменьшают его склонность к расслоению. Наиболее простой вариант – применение моющих растворов. Их добавляют не в сухую смесь, а в воду.
• Гидроизоляторы. Такие добавки ускоряют схватывание и твердение раствора, повышают водонепроницаемость готового слоя.
• Латексные добавки. Сообщают готовому продукту широкий спектр полезных свойств – водостойкость, устойчивость к воздействию нефти и нефтепродуктов, других агрессивных химических веществ.
• Противоморозные. Применяются при ведении работ в холодный период года.
• Сажа, графит и другие красящие вещества. Не влияют на физические характеристики материала, применяются только для изменения цвета готового продукта.

Удельный вес цементно-песчаного раствора зависит от вида и пропорций составляющих, в среднем он равен 1800 кг/м³.

Этапы приготовления

Пропорции компонентов зависят от области применения цементного раствора, а следовательно, от марки прочности на сжатие.

Таблица пропорций компонентов раствора – цемента и песка по массе

Марка раствора	Марка цемента	Пропорции компонентов
		Цемент	Песок
М50	М400	1	7,4
М75	М400	1	5,4
М100	М400	1	4,3
	М500	1	4,3
М150	М400	1	3,25
	М500	1	3,9
М200	М400	1	2,5
	М500	1	3

При небольших объемах работ приготовление цементно-песчаного раствора возможно вручную.

Последовательность:

• Смешивают вяжущее и песок в сухом состоянии в металлической емкости или на стальном листе. Делать это на грунте не рекомендуется, поскольку состав загрязняется.
• После того как смесь приобретет однородный сероватый цвет ее сгребают в гряду или кучку, на вершине которой делают небольшое углубление. В него небольшими порциями добавляют воду.
• Полученный состав вымешивают.

 

Готовый продукт должен напоминать по густоте сметану, след от лопаты должен быть четким, не расплывчатым.

Приготовление материала в бетономешалке обеспечивает высокую скорость процесса и хорошее качество готовой пластичной смеси, благодаря тщательному перемешиванию и получению полностью однородного продукта.

Как сделать цементный раствор в бетономешалке:

• В барабан заливают примерно половину положенного объема воды. Примерное количество воды – половина от объема цемента.
• Перед тем как развести цемент, в воду вводят добавки, например моющее средство, которое должно полностью раствориться с образованием равномерной пены. Время перемешивания – 3-5 минут.
• В барабан добавляют цемент и половину песка. Время перемешивания – 1-3 минуты.
• Вводят остаток песка, перемешивают, регулируют плотность цементного раствора путем введения нужного количества воды.
• Последний замес – 3-5 минут.

В результате получается однородный продукт, без комков, воздушных пузырей и расслоений. Приготовленный пластичный материал не должен растекаться и рассыпаться. Для проверки его готовности комок выкладывают на ровную поверхность. Требования – из комка не должна вытекать вода, со временем он немного оседает без потери первоначальной формы.

Цементный раствор — пропорции: как развести и сколько песка и цемента в 1 м3, соотношение частей и расход

Цемент – это основной строительный материал, который используется практически во всех отраслях народного хозяйства. С помощью данного вещества можно получить очень прочные продукты, способные выдерживать высокие нагрузки и противостоять внешним воздействиям. Но все эти характеристики зависят также и от используемых компонентов, и технологии приготовления. Цементные растворы широко применяются в строительстве, так как позволяют упростить много операций.

Особенности

Цементные растворы представляют собой искусственные смеси, которые после застывания образуют прочную структуру. Состоит подобный продукт из нескольких основных компонентов.

• Песок. Он используется в качестве основного компонента, так как объединяет в себе мелкую структуру и относительно высокую прочность. Для приготовления растворов могут использовать речной или карьерный песок. Первый тип материала применяется при монолитном строительстве, позволяя получить очень прочные продукты.
• Вода. Данный компонент нужен для связывания песка и цемента. Количество жидкости подбирается в зависимости от марки и предназначения раствора.
• Цемент. Это основное вещество, которое отличается высокой адгезией с другими материалами. Сегодня существует несколько марок цемента, предназначенного для эксплуатации в различных условиях. Отличаются они показателями прочности.
• Пластификаторы. Технически это различные виды примесей, которые предназначаются для изменения физических или химических свойств раствора. Они используются не так часто, так как это может значительно увеличивать стоимость продукта.

Подобную продукцию используют для решения следующих видов задач:

• оштукатуривание – некоторыми растворами покрывают стены для защиты строительного материала, а также с целью выравнивания основания;
• кладка – цементные смеси прекрасно связывают между собой кирпич или газоблок, поэтому их используют в качестве своеобразного клея, располагающегося внутри каждого шва;
• создание железобетонных конструкций.

Виды составов и требования

Основной характеристикой цементного раствора является его прочность. Она обусловлена соотношением цемента и песка. Состав продукта может изменяться штучно, что позволяет получить несколько видов смесей. Каждый из них предназначается для использования в определенных условиях. Поэтому важно правильно готовить продукцию при строительстве различных объектов.

Типы

Одним из критериев разделения цементных смесей на виды являются пропорции внутренних компонентов. Стоит обратить внимание, что в одном составе может присутствовать только одна марка цемента. Но они могут также изменяться, так как прочность будет зависеть уже только от концентрации компонентов. Условно их разделяют на несколько марок.

• М100 (М150) – эти смеси отличаются незначительной прочностью. Для их приготовления можно использовать цемент марок М200–М500. Но при этом необходимо правильно подбирать пропорции цементно-песчаных компонентов.
• М200 – это один из самых распространенных видов растворов. Его используют очень часто в быту для строительства дорожек и или формирования покрытий, которые не поддаются значительным нагрузкам. Сохнет данная смесь относительно быстро, но при этом требует соблюдения определенных микроклиматических условий.

• М300 – данный вид раствора можно уже отнести к бетонным типам. Он используется для приготовления бетонов, из которых затем изготавливают прочные плиты перекрытия, заливают фундаменты и много другого.
• М400 – это прочный бетон, который состоит из качественных марок цемента (М350, М400, М500). Используют его в строительстве фундаментов для многоэтажных домов. Данный раствор составляет основу для изготовления железобетонных плит перекрытия и других подобных изделий.
• М500 – это самый прочный бетон, который способен выдерживать очень высокие нагрузки. Он сохраняет свои первоначальные свойства на протяжении многих лет и при воздействии различных раздражителей.

Добавки

Качество цементного раствора зависит практически от всех его составляющих, которые присутствуют внутри. Иногда свойств песчано-цементной смеси недостаточно, поэтому нужно адаптировать их под определенные условия.

Решается эта проблема с помощью добавления в состав различных примесей. С помощью подобных присадок получают так называемое жидкое стекло. Эти продукты используются для оштукатуривания стен и других поверхностей.

Сегодня в качестве добавок для цементных растворов используют несколько продуктов.

• Известь. В качестве добавок применяют только гашенные ее виды. Внедрение этого вещества позволяет немного увеличить паропроницаемость и прочность. Но чтобы приготовить подобную продукцию, следует соблюдать точные пропорции. Очень часто на основе извести изготавливают штукатурки, которые прекрасно наносятся на стены.
• ПВА. Клей улучшает адгезию и пластичность раствора. Важно правильно подбирать концентрацию добавки, чтобы получить хорошую смесь.
• Моющие средства. Подобные продукты влияют на пластичность раствора. Добавляют их в состав только после воды. Здесь также обязательно соблюдается точная доза примеси на единицу объема.
• Сажа или графит. Эти вещества практически не влияют на физические свойства смеси. Используются они только в качестве красителей для изменения цвета готового продукта.

Соотношение песка и цемента

Приготовить цементно-песчаный раствор можно даже в домашних условиях, так как состоит он из доступных компонентов. Приобрести их довольно легко практически в любом строительном магазине. Но отличаются растворы соотношением цемента и песка, от которых и зависит расход и физические характеристики материала.

Кирпичная кладка

Скрепление кирпичей – это одна из основных задач цементных растворов. Для таких целей используют не особо прочные марки (до М400). Для получения подобной смеси специалисты рекомендуют использовать песок средней фракции с минимальным уровнем влажности. Приготовить кладочный раствор можно используя различные марки цемента. Но при этом будет уже изменяться соотношение цемента и песка. Некоторые пропорции представлены в таблице 1.

Таблица 1. Соотношения компонентов в зависимости от марки цемента

Обратите внимание, что расчет желательно проводить согласно только одних единиц измерения. В большинстве случаев все части рассчитывают на 1 м³. Но при этом массам различных материалов в кубе может отличаться.

Приготовление бетона

Бетонные конструкции также очень часто используются в современной промышленности. Эти материалы изготавливаются на заводах или непосредственно на строительных площадках. Прочность таких изделий также зависит от цемента, который планируется использовать. Технически бетон можно изготовить и из раствора марки М100, но он не будет выдерживать нагрузки, и отличаться минимальным сроком службы.

Еще одной особенностью бетонов является наличие в составе щебня и других вспомогательных компонентов. Они внедряются с целью изменения технических характеристик продукта.

Следует отметить, что смешиваться они могут в различных комбинациях, что зависит от среды использования бетона.

Сегодня многие специалисты используют такое соотношение компонентов бетонных растворов, как:

• 4 части щебня;
• 1 часть цемента;
• 2 части песка;
• ½ части воды.

Обратите внимание, что пропорции могут изменяться, если еще планируется использовать различные полимерные добавки. В таких случаях желательно обращать внимание на рекомендации производителей данных примесей.

Для штукатурки и стяжки

Заливка пола очень часто предполагает использование относительно жидких цементных растворов. Такая консистенция позволяет равномерно распределить смесь на основании и получить горизонтальную поверхность. Штукатурка же практически всегда состоит только из чистого песка, цемента и воды. Ее густота может быть разной, так как все зависит от того, где ее планируется использовать.

Самой распространенной пропорцией для получения штукатурных смесей является отношение цемента к песку 1: 5. Консистенция адаптируется под потребности мастера.

Особое внимание следует уделить стяжкам, которые поддаются значительным и постоянным нагрузкам. Для таких поверхностей следует использовать материалы, у которых пороговая прочность не меньше 10 МПа. Достигается это за счет использования бетонов марки не ниже М150. Пропорция приготовления раствора для стяжки зависит от следующих факторов:

• использование смесей с целью сокрытия различных коммуникационных элементов;
• толщина выравнивания поверхности. Если нужно просто укрепить пол с небольшими перепадами, тогда применяют более жидкие составы. Для более толстых слоев желательно использовать прочные виды растворов.

Таблица 2. Пропорции песка и цемента в стяжках

Обратите внимание, что пропорции компонентов в большинстве случаев повторяются. Но при этом прочность получаемого раствора на выходе отличается. Это важно учитывать, если продукция будет применяться в специфических условиях эксплуатации.

Как правильно развести?

Процесс приготовления цементных растворов предполагает смешивание всех компонентов в определенной последовательности. Описать подобную процедуру можно несколькими последовательными шагами.

• В первую очередь нужно определиться с типом раствора, который нужен. При этом обращают внимание на прочность результирующей смеси. Если важен этот показатель, следует провести дополнительный расчет всех составляющих. Особое внимание следует обращать на нормы или стандарты.

• На данном этапе смешивают сухие компоненты, объем которых измеряется в 1 м³ или других подобных единицах. Перед тем как замесить раствор, следует тщательно перемешать песок и цемент, чтобы получить равномерную смесь. Поэтому так важно использовать сухие вещества.
• Когда подготовка прошла успешно, можно разводить смесь. Для этого постепенно в нее добавляют воду и тщательно смешивают все компоненты. Лучше всего использовать бетономешалки или другие механические приспособления. Консистенция раствора регулируется с помощью жидкости.

Советы и рекомендации

Приготовление цементного раствора является простой операцией. При ее осуществлении все-таки рекомендовано соблюдать несколько простых правил, рекомендуемых производителем и опытными строителями, такие как:

• если смесь должна быть пластичной, для этого нужно добавлять в нее жидкое мыло. Его смешивать нужно предварительно с водой;
• следует добавлять воду небольшими порциями. Таким образом, можно контролировать густоту смеси, которая очень важна для стяжек или кладки;
• при строительстве обязательно нужно учитывать марку самого кирпича или другого материала. Специалисты рекомендуют готовить такие смеси, которые по данным параметрам должны совпадать. Это позволит получить однородную структуру стены, которая будет отличаться прочностью;
• для повышения теплоизоляционных характеристик штукатурок стоит добавлять в их состав перлит. При этом им нужно заменять определенную часть песка;
• рекомендуется использовать только свежий цемент, структура которого не содержит комков. Это гарантирует высокую адгезию и равномерное смешивание.

Цементный раствор – это прекрасный материал, позволяющий получить прочные конструкции. Правильно приготовленная смесь – это залог долговечности практически любого строения и его основания.

Подробнее о пропорциях цементного раствора вы узнаете из следующего видео.

Цементный раствор — пропорции: как развести и сколько песка и цемента в 1 м3, соотношение частей и расход

Цемент – это основной строительный материал, который используется практически во всех отраслях народного хозяйства. С помощью данного вещества можно получить очень прочные продукты, способные выдерживать высокие нагрузки и противостоять внешним воздействиям. Но все эти характеристики зависят также и от используемых компонентов, и технологии приготовления. Цементные растворы широко применяются в строительстве, так как позволяют упростить много операций.

Особенности

Цементные растворы представляют собой искусственные смеси, которые после застывания образуют прочную структуру. Состоит подобный продукт из нескольких основных компонентов.

• Песок. Он используется в качестве основного компонента, так как объединяет в себе мелкую структуру и относительно высокую прочность. Для приготовления растворов могут использовать речной или карьерный песок. Первый тип материала применяется при монолитном строительстве, позволяя получить очень прочные продукты.
• Вода. Данный компонент нужен для связывания песка и цемента. Количество жидкости подбирается в зависимости от марки и предназначения раствора.
• Цемент. Это основное вещество, которое отличается высокой адгезией с другими материалами. Сегодня существует несколько марок цемента, предназначенного для эксплуатации в различных условиях. Отличаются они показателями прочности.
• Пластификаторы. Технически это различные виды примесей, которые предназначаются для изменения физических или химических свойств раствора. Они используются не так часто, так как это может значительно увеличивать стоимость продукта.

Подобную продукцию используют для решения следующих видов задач:

• оштукатуривание – некоторыми растворами покрывают стены для защиты строительного материала, а также с целью выравнивания основания;
• кладка – цементные смеси прекрасно связывают между собой кирпич или газоблок, поэтому их используют в качестве своеобразного клея, располагающегося внутри каждого шва;
• создание железобетонных конструкций.

Виды составов и требования

Основной характеристикой цементного раствора является его прочность. Она обусловлена соотношением цемента и песка. Состав продукта может изменяться штучно, что позволяет получить несколько видов смесей. Каждый из них предназначается для использования в определенных условиях. Поэтому важно правильно готовить продукцию при строительстве различных объектов.

Типы

Одним из критериев разделения цементных смесей на виды являются пропорции внутренних компонентов. Стоит обратить внимание, что в одном составе может присутствовать только одна марка цемента. Но они могут также изменяться, так как прочность будет зависеть уже только от концентрации компонентов. Условно их разделяют на несколько марок.

• М100 (М150) – эти смеси отличаются незначительной прочностью. Для их приготовления можно использовать цемент марок М200–М500. Но при этом необходимо правильно подбирать пропорции цементно-песчаных компонентов.
• М200 – это один из самых распространенных видов растворов. Его используют очень часто в быту для строительства дорожек и или формирования покрытий, которые не поддаются значительным нагрузкам. Сохнет данная смесь относительно быстро, но при этом требует соблюдения определенных микроклиматических условий.

• М300 – данный вид раствора можно уже отнести к бетонным типам. Он используется для приготовления бетонов, из которых затем изготавливают прочные плиты перекрытия, заливают фундаменты и много другого.
• М400 – это прочный бетон, который состоит из качественных марок цемента (М350, М400, М500). Используют его в строительстве фундаментов для многоэтажных домов. Данный раствор составляет основу для изготовления железобетонных плит перекрытия и других подобных изделий.
• М500 – это самый прочный бетон, который способен выдерживать очень высокие нагрузки. Он сохраняет свои первоначальные свойства на протяжении многих лет и при воздействии различных раздражителей.

Добавки

Качество цементного раствора зависит практически от всех его составляющих, которые присутствуют внутри. Иногда свойств песчано-цементной смеси недостаточно, поэтому нужно адаптировать их под определенные условия.

Решается эта проблема с помощью добавления в состав различных примесей. С помощью подобных присадок получают так называемое жидкое стекло. Эти продукты используются для оштукатуривания стен и других поверхностей.

Сегодня в качестве добавок для цементных растворов используют несколько продуктов.

• Известь. В качестве добавок применяют только гашенные ее виды. Внедрение этого вещества позволяет немного увеличить паропроницаемость и прочность. Но чтобы приготовить подобную продукцию, следует соблюдать точные пропорции. Очень часто на основе извести изготавливают штукатурки, которые прекрасно наносятся на стены.
• ПВА. Клей улучшает адгезию и пластичность раствора. Важно правильно подбирать концентрацию добавки, чтобы получить хорошую смесь.
• Моющие средства. Подобные продукты влияют на пластичность раствора. Добавляют их в состав только после воды. Здесь также обязательно соблюдается точная доза примеси на единицу объема.
• Сажа или графит. Эти вещества практически не влияют на физические свойства смеси. Используются они только в качестве красителей для изменения цвета готового продукта.

Соотношение песка и цемента

Приготовить цементно-песчаный раствор можно даже в домашних условиях, так как состоит он из доступных компонентов. Приобрести их довольно легко практически в любом строительном магазине. Но отличаются растворы соотношением цемента и песка, от которых и зависит расход и физические характеристики материала.

Кирпичная кладка

Скрепление кирпичей – это одна из основных задач цементных растворов. Для таких целей используют не особо прочные марки (до М400). Для получения подобной смеси специалисты рекомендуют использовать песок средней фракции с минимальным уровнем влажности. Приготовить кладочный раствор можно используя различные марки цемента. Но при этом будет уже изменяться соотношение цемента и песка. Некоторые пропорции представлены в таблице 1.

Таблица 1. Соотношения компонентов в зависимости от марки цемента

Обратите внимание, что расчет желательно проводить согласно только одних единиц измерения. В большинстве случаев все части рассчитывают на 1 м³. Но при этом массам различных материалов в кубе может отличаться.

Приготовление бетона

Бетонные конструкции также очень часто используются в современной промышленности. Эти материалы изготавливаются на заводах или непосредственно на строительных площадках. Прочность таких изделий также зависит от цемента, который планируется использовать. Технически бетон можно изготовить и из раствора марки М100, но он не будет выдерживать нагрузки, и отличаться минимальным сроком службы.

Еще одной особенностью бетонов является наличие в составе щебня и других вспомогательных компонентов. Они внедряются с целью изменения технических характеристик продукта.

Следует отметить, что смешиваться они могут в различных комбинациях, что зависит от среды использования бетона.

Сегодня многие специалисты используют такое соотношение компонентов бетонных растворов, как:

• 4 части щебня;
• 1 часть цемента;
• 2 части песка;
• ½ части воды.

Обратите внимание, что пропорции могут изменяться, если еще планируется использовать различные полимерные добавки. В таких случаях желательно обращать внимание на рекомендации производителей данных примесей.

Для штукатурки и стяжки

Заливка пола очень часто предполагает использование относительно жидких цементных растворов. Такая консистенция позволяет равномерно распределить смесь на основании и получить горизонтальную поверхность. Штукатурка же практически всегда состоит только из чистого песка, цемента и воды. Ее густота может быть разной, так как все зависит от того, где ее планируется использовать.

Самой распространенной пропорцией для получения штукатурных смесей является отношение цемента к песку 1: 5. Консистенция адаптируется под потребности мастера.

Особое внимание следует уделить стяжкам, которые поддаются значительным и постоянным нагрузкам. Для таких поверхностей следует использовать материалы, у которых пороговая прочность не меньше 10 МПа. Достигается это за счет использования бетонов марки не ниже М150. Пропорция приготовления раствора для стяжки зависит от следующих факторов:

• использование смесей с целью сокрытия различных коммуникационных элементов;
• толщина выравнивания поверхности. Если нужно просто укрепить пол с небольшими перепадами, тогда применяют более жидкие составы. Для более толстых слоев желательно использовать прочные виды растворов.

Таблица 2. Пропорции песка и цемента в стяжках

Обратите внимание, что пропорции компонентов в большинстве случаев повторяются. Но при этом прочность получаемого раствора на выходе отличается. Это важно учитывать, если продукция будет применяться в специфических условиях эксплуатации.

Как правильно развести?

Процесс приготовления цементных растворов предполагает смешивание всех компонентов в определенной последовательности. Описать подобную процедуру можно несколькими последовательными шагами.

• В первую очередь нужно определиться с типом раствора, который нужен. При этом обращают внимание на прочность результирующей смеси. Если важен этот показатель, следует провести дополнительный расчет всех составляющих. Особое внимание следует обращать на нормы или стандарты.

• На данном этапе смешивают сухие компоненты, объем которых измеряется в 1 м³ или других подобных единицах. Перед тем как замесить раствор, следует тщательно перемешать песок и цемент, чтобы получить равномерную смесь. Поэтому так важно использовать сухие вещества.
• Когда подготовка прошла успешно, можно разводить смесь. Для этого постепенно в нее добавляют воду и тщательно смешивают все компоненты. Лучше всего использовать бетономешалки или другие механические приспособления. Консистенция раствора регулируется с помощью жидкости.

Советы и рекомендации

Приготовление цементного раствора является простой операцией. При ее осуществлении все-таки рекомендовано соблюдать несколько простых правил, рекомендуемых производителем и опытными строителями, такие как:

• если смесь должна быть пластичной, для этого нужно добавлять в нее жидкое мыло. Его смешивать нужно предварительно с водой;
• следует добавлять воду небольшими порциями. Таким образом, можно контролировать густоту смеси, которая очень важна для стяжек или кладки;
• при строительстве обязательно нужно учитывать марку самого кирпича или другого материала. Специалисты рекомендуют готовить такие смеси, которые по данным параметрам должны совпадать. Это позволит получить однородную структуру стены, которая будет отличаться прочностью;
• для повышения теплоизоляционных характеристик штукатурок стоит добавлять в их состав перлит. При этом им нужно заменять определенную часть песка;
• рекомендуется использовать только свежий цемент, структура которого не содержит комков. Это гарантирует высокую адгезию и равномерное смешивание.

Цементный раствор – это прекрасный материал, позволяющий получить прочные конструкции. Правильно приготовленная смесь – это залог долговечности практически любого строения и его основания.

Подробнее о пропорциях цементного раствора вы узнаете из следующего видео.

Цементный раствор — пропорции: как развести и сколько песка и цемента в 1 м3, соотношение частей и расход

Цемент – это основной строительный материал, который используется практически во всех отраслях народного хозяйства. С помощью данного вещества можно получить очень прочные продукты, способные выдерживать высокие нагрузки и противостоять внешним воздействиям. Но все эти характеристики зависят также и от используемых компонентов, и технологии приготовления. Цементные растворы широко применяются в строительстве, так как позволяют упростить много операций.

Особенности

Цементные растворы представляют собой искусственные смеси, которые после застывания образуют прочную структуру. Состоит подобный продукт из нескольких основных компонентов.

• Песок. Он используется в качестве основного компонента, так как объединяет в себе мелкую структуру и относительно высокую прочность. Для приготовления растворов могут использовать речной или карьерный песок. Первый тип материала применяется при монолитном строительстве, позволяя получить очень прочные продукты.
• Вода. Данный компонент нужен для связывания песка и цемента. Количество жидкости подбирается в зависимости от марки и предназначения раствора.
• Цемент. Это основное вещество, которое отличается высокой адгезией с другими материалами. Сегодня существует несколько марок цемента, предназначенного для эксплуатации в различных условиях. Отличаются они показателями прочности.
• Пластификаторы. Технически это различные виды примесей, которые предназначаются для изменения физических или химических свойств раствора. Они используются не так часто, так как это может значительно увеличивать стоимость продукта.

Подобную продукцию используют для решения следующих видов задач:

• оштукатуривание – некоторыми растворами покрывают стены для защиты строительного материала, а также с целью выравнивания основания;
• кладка – цементные смеси прекрасно связывают между собой кирпич или газоблок, поэтому их используют в качестве своеобразного клея, располагающегося внутри каждого шва;
• создание железобетонных конструкций.

Виды составов и требования

Основной характеристикой цементного раствора является его прочность. Она обусловлена соотношением цемента и песка. Состав продукта может изменяться штучно, что позволяет получить несколько видов смесей. Каждый из них предназначается для использования в определенных условиях. Поэтому важно правильно готовить продукцию при строительстве различных объектов.

Типы

Одним из критериев разделения цементных смесей на виды являются пропорции внутренних компонентов. Стоит обратить внимание, что в одном составе может присутствовать только одна марка цемента. Но они могут также изменяться, так как прочность будет зависеть уже только от концентрации компонентов. Условно их разделяют на несколько марок.

• М100 (М150) – эти смеси отличаются незначительной прочностью. Для их приготовления можно использовать цемент марок М200–М500. Но при этом необходимо правильно подбирать пропорции цементно-песчаных компонентов.
• М200 – это один из самых распространенных видов растворов. Его используют очень часто в быту для строительства дорожек и или формирования покрытий, которые не поддаются значительным нагрузкам. Сохнет данная смесь относительно быстро, но при этом требует соблюдения определенных микроклиматических условий.

• М300 – данный вид раствора можно уже отнести к бетонным типам. Он используется для приготовления бетонов, из которых затем изготавливают прочные плиты перекрытия, заливают фундаменты и много другого.
• М400 – это прочный бетон, который состоит из качественных марок цемента (М350, М400, М500). Используют его в строительстве фундаментов для многоэтажных домов. Данный раствор составляет основу для изготовления железобетонных плит перекрытия и других подобных изделий.
• М500 – это самый прочный бетон, который способен выдерживать очень высокие нагрузки. Он сохраняет свои первоначальные свойства на протяжении многих лет и при воздействии различных раздражителей.

Добавки

Качество цементного раствора зависит практически от всех его составляющих, которые присутствуют внутри. Иногда свойств песчано-цементной смеси недостаточно, поэтому нужно адаптировать их под определенные условия.

Решается эта проблема с помощью добавления в состав различных примесей. С помощью подобных присадок получают так называемое жидкое стекло. Эти продукты используются для оштукатуривания стен и других поверхностей.

Сегодня в качестве добавок для цементных растворов используют несколько продуктов.

• Известь. В качестве добавок применяют только гашенные ее виды. Внедрение этого вещества позволяет немного увеличить паропроницаемость и прочность. Но чтобы приготовить подобную продукцию, следует соблюдать точные пропорции. Очень часто на основе извести изготавливают штукатурки, которые прекрасно наносятся на стены.
• ПВА. Клей улучшает адгезию и пластичность раствора. Важно правильно подбирать концентрацию добавки, чтобы получить хорошую смесь.
• Моющие средства. Подобные продукты влияют на пластичность раствора. Добавляют их в состав только после воды. Здесь также обязательно соблюдается точная доза примеси на единицу объема.
• Сажа или графит. Эти вещества практически не влияют на физические свойства смеси. Используются они только в качестве красителей для изменения цвета готового продукта.

Соотношение песка и цемента

Приготовить цементно-песчаный раствор можно даже в домашних условиях, так как состоит он из доступных компонентов. Приобрести их довольно легко практически в любом строительном магазине. Но отличаются растворы соотношением цемента и песка, от которых и зависит расход и физические характеристики материала.

Кирпичная кладка

Скрепление кирпичей – это одна из основных задач цементных растворов. Для таких целей используют не особо прочные марки (до М400). Для получения подобной смеси специалисты рекомендуют использовать песок средней фракции с минимальным уровнем влажности. Приготовить кладочный раствор можно используя различные марки цемента. Но при этом будет уже изменяться соотношение цемента и песка. Некоторые пропорции представлены в таблице 1.

Таблица 1. Соотношения компонентов в зависимости от марки цемента

Обратите внимание, что расчет желательно проводить согласно только одних единиц измерения. В большинстве случаев все части рассчитывают на 1 м³. Но при этом массам различных материалов в кубе может отличаться.

Приготовление бетона

Бетонные конструкции также очень часто используются в современной промышленности. Эти материалы изготавливаются на заводах или непосредственно на строительных площадках. Прочность таких изделий также зависит от цемента, который планируется использовать. Технически бетон можно изготовить и из раствора марки М100, но он не будет выдерживать нагрузки, и отличаться минимальным сроком службы.

Еще одной особенностью бетонов является наличие в составе щебня и других вспомогательных компонентов. Они внедряются с целью изменения технических характеристик продукта.

Следует отметить, что смешиваться они могут в различных комбинациях, что зависит от среды использования бетона.

Сегодня многие специалисты используют такое соотношение компонентов бетонных растворов, как:

• 4 части щебня;
• 1 часть цемента;
• 2 части песка;
• ½ части воды.

Обратите внимание, что пропорции могут изменяться, если еще планируется использовать различные полимерные добавки. В таких случаях желательно обращать внимание на рекомендации производителей данных примесей.

Для штукатурки и стяжки

Заливка пола очень часто предполагает использование относительно жидких цементных растворов. Такая консистенция позволяет равномерно распределить смесь на основании и получить горизонтальную поверхность. Штукатурка же практически всегда состоит только из чистого песка, цемента и воды. Ее густота может быть разной, так как все зависит от того, где ее планируется использовать.

Самой распространенной пропорцией для получения штукатурных смесей является отношение цемента к песку 1: 5. Консистенция адаптируется под потребности мастера.

Особое внимание следует уделить стяжкам, которые поддаются значительным и постоянным нагрузкам. Для таких поверхностей следует использовать материалы, у которых пороговая прочность не меньше 10 МПа. Достигается это за счет использования бетонов марки не ниже М150. Пропорция приготовления раствора для стяжки зависит от следующих факторов:

• использование смесей с целью сокрытия различных коммуникационных элементов;
• толщина выравнивания поверхности. Если нужно просто укрепить пол с небольшими перепадами, тогда применяют более жидкие составы. Для более толстых слоев желательно использовать прочные виды растворов.

Таблица 2. Пропорции песка и цемента в стяжках

Обратите внимание, что пропорции компонентов в большинстве случаев повторяются. Но при этом прочность получаемого раствора на выходе отличается. Это важно учитывать, если продукция будет применяться в специфических условиях эксплуатации.

Как правильно развести?

Процесс приготовления цементных растворов предполагает смешивание всех компонентов в определенной последовательности. Описать подобную процедуру можно несколькими последовательными шагами.

• В первую очередь нужно определиться с типом раствора, который нужен. При этом обращают внимание на прочность результирующей смеси. Если важен этот показатель, следует провести дополнительный расчет всех составляющих. Особое внимание следует обращать на нормы или стандарты.

• На данном этапе смешивают сухие компоненты, объем которых измеряется в 1 м³ или других подобных единицах. Перед тем как замесить раствор, следует тщательно перемешать песок и цемент, чтобы получить равномерную смесь. Поэтому так важно использовать сухие вещества.
• Когда подготовка прошла успешно, можно разводить смесь. Для этого постепенно в нее добавляют воду и тщательно смешивают все компоненты. Лучше всего использовать бетономешалки или другие механические приспособления. Консистенция раствора регулируется с помощью жидкости.

Советы и рекомендации

Приготовление цементного раствора является простой операцией. При ее осуществлении все-таки рекомендовано соблюдать несколько простых правил, рекомендуемых производителем и опытными строителями, такие как:

• если смесь должна быть пластичной, для этого нужно добавлять в нее жидкое мыло. Его смешивать нужно предварительно с водой;
• следует добавлять воду небольшими порциями. Таким образом, можно контролировать густоту смеси, которая очень важна для стяжек или кладки;
• при строительстве обязательно нужно учитывать марку самого кирпича или другого материала. Специалисты рекомендуют готовить такие смеси, которые по данным параметрам должны совпадать. Это позволит получить однородную структуру стены, которая будет отличаться прочностью;
• для повышения теплоизоляционных характеристик штукатурок стоит добавлять в их состав перлит. При этом им нужно заменять определенную часть песка;
• рекомендуется использовать только свежий цемент, структура которого не содержит комков. Это гарантирует высокую адгезию и равномерное смешивание.

Цементный раствор – это прекрасный материал, позволяющий получить прочные конструкции. Правильно приготовленная смесь – это залог долговечности практически любого строения и его основания.

Подробнее о пропорциях цементного раствора вы узнаете из следующего видео.

Как сделать раствор для фундамента пропорции

Как сделать раствор для фундамента

Для того чтобы самостоятельно приготовить цементный раствор для заливки фундамента, важно правильно подобрать компоненты, соблюсти необходимые пропорции материалов и учесть некоторые нюансы замеса и заливки.

Как сделать раствор для фундамента частного дома пропорции.

От того насколько правильно и в каких пропорциях будут подобраны компоненты для раствора фундамента, зависит его качество и долговечность.

Материалы для смеси.

Для того чтобы сделать бетон для фундамента, понадобится:

Вода для приготовления цементного раствора по возможности не должна содержать химических веществ (мазут, бензин и прочие). Обычная проточная вода – то, что надо.

Песок не должен быть илистым или глинистым. Жирные вещества создают пленки, которые препятствуют сцеплению компонентов между собой. В идеале в раствор идет мытый песок, чем чище, тем лучше.

Цемент различают по его марке. Самые распространенные – М300, М400 и М500. Чем выше марка цемента, тем выше качество получаемого раствора, то есть такие технические характеристики, как прочность на сжатие и на излом.

Соответственно целям строительства, размеру фундамента, выбирается конкретная марка цемента.

Как сделать раствор для фундамента коттеджа пропорции.

Для того, чтобы приготовить раствор для фундамента, потребуется вода, песок, цемент, щебень, а также, при необходимости, различные добавки.

Щебень не должен быть известняковым. Не стоит также добавлять гравий в качестве наполнителя для цементного раствора. Лучше взять колотый щебень. Его острые углы, неровные края цепляются друг за друга и тем самым увеличивают прочность бетона для фундамента. Цементно-песчаный, а также раствор на основе гравия, керамзита, других наполнителей будет менее прочным и потому в изготовлении бетона для фундамента не используется.

Добавки нужны, если требуется сделать раствор в особых условиях. Например, когда сделать раствор нужно в морозную погоду либо готовый фундамент частично или целиком будет находиться в воде, подвергаться воздействию агрессивной среды. Добавки смешиваются с водой согласно инструкции на упаковке. Стоит помнить, что любые добавки понижают марку бетона.

Способы приготовления.

Существуют 2 основных способа замеса: механический (при помощи электрической бетономешалки) и ручной. Рассмотрим каждый отдельно.

Механический способ.

Этот способ подразумевает покупку довольно дорогого инструмента – электрической бетономешалки. Так как заливка фундамента – это обычно самое начало стройки, то приобретение бетономешалки на этом этапе экономически обосновано. Итак, на объекте должны быть:

Устройство монолитного фундамента пропорции.

Схема устройства монолитного фундамента на песчано-гравийной подушке

• ведра;
• лопаты совковые;
• бочка под воду или шланг;
• бетономешалка;
• удлинитель (переноска).

Ведрами удобно носить песок и щебень, загружать цемент в бетономешалку. Кроме того, ведрами легко отмерить нужное количество каждого из компонентов и соблюсти при этом верные пропорции. Лопатами накидывают материалы в ведра.

Емкость бетономешалки зависит от размера строящегося здания и варьируется в пределах 50-300 л. Для постройки частного дома будет достаточно однофазной бетономешалки на 220 вольт. Более масштабные проекты, а также промышленные объекты могут потребовать трехфазную на 380 вольт. Для работы самой бетономешалки может понадобиться удлинитель, чтобы подать к ней электричество.

Все подготовленные компоненты (вода, цемент, песок, щебень) в нужных количествах загружают в чашу бетономешалки и включают аппарат. Массу доводят до однородного сметанообразного состояния. Раствор для заливки фундамента готов.

Ручной способ.

Для замеса вручную понадобятся:

• ведра;
• лопаты совковые и штыковые;
• емкость;
• бочка под воду или шланг;
• тяпка.

В емкость для смешивания компонентов нужно налить воду (уже с добавками, если нужны), потом засыпать песок и цемент. Вручную раствор удобно замешивать в корыте или старой ванне при помощи тяпки или штыковой лопаты. Массу нужно сделать однородной, похожей на сметану. В самом конце останется только добавить колотый щебень и снова все перемешать. Раствор готов.

Хорошо, если есть возможность заливать фундамент непосредственно из бетономешалки или корыта – так можно сэкономить огромное количество времени и сил. Если такой возможности нет, то готовый цементный раствор при помощи совковой лопаты насыпают в ведра и заливают фундамент уже из них.

Цемент с песком замешивают в соотношении 1:3. Количество щебня строго не нормировано, но обычно его берут столько же, сколько взяли песка. Таким образом, на 1 ведро цемента приходится 3 ведра песка и 3 ведра щебня.

Количество воды подбирается каждый раз экспериментальным путем, так как зависит от многих факторов. Например, от влажности песка и воздуха. Важно добиться нужной консистенции (как сметана) и не переусердствовать с водой. Чем жиже раствор, тем ниже марка, а соответственно, хуже прочность получаемого в итоге бетона.

Бетон плохо схватывается при температуре ниже +8 градусов по Цельсию (если в него не были включены морозостойкие добавки), поэтому лучше в холодную погоду не лить. Качество такого бетона будет хуже, чем у обычного, и с этим, увы, ничего нельзя сделать.

Процесс схватывания бетона не имеет ничего общего с высыханием! Если заливка приходится на жаркую солнечную сухую погоду, то добавлять в раствор дополнительную воду не нужно. В этом случае единственным правильным решением будет полив фундамента в течение нескольких дней просто из шланга, сверху, чтобы не дать бетону высохнуть. Если он высыхает, то начинает лопаться и трескаться.

Приготовление цементного раствора для создания фундамента.

• Составляющие цементного раствора
• Раствор для фундамента — пропорции
• Способы приготовления раствора для фундамента

Основным компонентом и главным материалом в строительстве, без которого не проводится никакие работы, является цемент. Он используется в составе с прочими наполнителями для приготовления прочного цементного раствора: густой используется для штукатурки или кирпичной кладки, а жидкий под опалубку или фундамент. Необходимые пропорции компонентов выбираются в зависимости от того, насколько долговечным и прочным вы хотите сделать фундамент. Помимо вспомогательных материалов, важно правильно выбрать цемент, предварительно уточнив его марку.

Как сделать раствор для фундамента частного коттеджа пропорции.

Строгое соблюдение пропорций бетонной смеси – залог надежности и долговечности постройки.

Марка цемента определяет его прочность, следовательно, и прочность самого бетонного раствора.

Составляющие цементного раствора.

Цементный раствор считается наиболее часто используемым и самым удобным для создания фундамента. Его замешивают с использованием воды и других компонентов: песка, щебня и гравия. Некоторые строители в состав добавляют пластификатор. Благодаря ему влага, которая поступает извне на уже застывшую поверхность бетона, быстро выветривается и не проникает внутрь, тем самым предохраняя фундамент дома от разрушения.

Определение марки раствора для фундамента пропорции.

Таблица весового отношения количества цемента и песка в зависимости от марки цемента.

Чтобы прочность бетонного раствора для фундамента была максимальной, нужно с большой ответственностью подойти к выбору всех компонентов, которые входят в состав. Прежде всего, нужно знать, что материалы должны быть разнозернистыми. Благодаря этому на всех слоях фундамента происходит равномерное заполнение всех пустот. В качестве мелкого заполнителя чаще всего используется песок. Диаметр каждой песчинки при этом не должен превышать 4 мм. Перед замесом песок следует тщательно очистить и отделить от него нежелательные примеси: глину, корни растений и т. д. В качестве крупного заполнителя используют гранитный щебень или гравий. Крупные камни применяются при закладке фундамента для строительстве массивных зданий или конструкций.

На прилавках магазинов имеется огромное разнообразие различных видов цемента, которые отличаются друг от друга маркой, свойствами, заводом-производителем, сроком годности. Это несколько усложняет задачу в выборе основного строительного материала. Для различных целей необходимо подбирать самый подходящий вариант.

К примеру, портландцемент обладает самым высоким уровнем морозостойкости, водонепроницаемости и прочности. Он имеет свойство очень быстро затвердевать при любых погодных условиях. Благодаря этим свойствам, портландцемент наиболее популярен и любим у профессиональных строителей. Шлакопортландцемент набирает прочность с гораздо меньшей скоростью, особенно при пониженных температурах. Это происходит из-за того, что в его составе имеется большое количество шлака. Этот цемент хорошо подойдет при строительстве домов, почва под которыми имеет высокий уровень грунтовых вод. Следовательно, заранее нужно собрать информацию о грунтовых водах.

Условная величина, которая показывает, что при сжатии прочность цементного раствора будет не ниже цифры, которая отмечена на упаковке, определяет марку цемента. При покупке обязательно нужно обратить внимание на срок годности приобретаемого товара и на условия, при котором он хранился. Самый лучший раствор получается из свежего цемента.

Раствор для фундамента – пропорции.

Схема приготовления бетонной смеси из цемента и песка, щебня и воды.

Имеются общепринятые пропорции для приготовления бетонного раствора – 1/3/5 (1 часть цемента, 3 части песка, 5 частей гранитного щебня). Все сухие компоненты смешиваются в бетономешалке, и только после этого добавляется вода. Такой способ позволяет очень хорошо и равномерно перемешать раствор. Цементный раствор для создания фундаментов должен быть не очень густым и не очень жидким. Консистенция должна напоминать густую сметану. Цементный раствор желательно заливать в течение 24 часов, так как разделение процесса не позволяет изготовить монолитную основу. Чтобы избежать появления трещин и разрушений, делают армирование фундамента металлической решеткой и проволокой, которые помогут связать несколько частей фундамента в прочное цельное основание.

Способы приготовления раствора для фундамента.

Имеется 2 основных способа приготовления раствора: ручной и механический (с помощью бетономешалки). При использовании второго способа следует подготовить следующие инструменты:

Определение пластичности раствора для фундамента пропорции.

Схема определения пластичности бетонного раствора.

• удлинитель;
• бетономешалку;
• лопаты;
• шланг или бочку под воду;
• ведра.

Ведра нужны, чтобы носить щебень, песок и загружать в бетономешалку цемент. Ведра еще используются для того, чтобы отмерить необходимое количество каждого компонента, соблюдая при этом заданные пропорции. С помощью лопат материалом наполняются ведра.

Для ручного замеса понадобятся следующий инструмент:

• шланг или бочка под воду;
• емкость для замешивания раствора;
• ведра;
• лопаты;
• тяпка.

Вручную раствор замешивается в старой ванне или корыте с помощью штыковой лопаты или тяпки. В емкость для создания раствора наливается вода, а затем засыпается цемент и песок. Масса перемешивается до однородного состояния, а затем добавляется щебень и еще раз все хорошенько перемешивается.

Раствор для фундамента пропорции.

За счет применения отсева достигается максимально высокая прочность бетонных фундаментов.

Приготовление цемента для фундамента и цоколя требует особой тщательности. Плохо разведенную смесь ни в коем случае нельзя применять для столь важных участков. Готовить раствор наперед нельзя, так как через некоторое время он застынет и будет непригоден для использования. Чтобы рассчитать необходимое количество цементного раствора, нужно измерить длину, высоту и ширину котлована, а после этого рассчитать нужный объем для разовой заливки. Лучше приготовить раствор с небольшим запасом.

Цемент очень чувствителен к условиям хранения. При плохих условиях его марка ухудшается, он теряет свои свойства. К примеру, при неправильном хранении цемент М500 превращается в цемент М450. Через 5-6 месяцев неправильного хранения цемент теряет около ¼ своих первоначальных свойств. Для приготовления раствора лучше приобретать цемент в мешках заводского производства. На упаковке обязательно должна быть указана марка цемента и производитель. Мешки обычно расфасовывают по 40 и 50 кг. Предварительно нужно точно рассчитать, сколько цемента потребуется для приготовления раствора, так как стройматериал лучше приобретать из одной партии. Заводской цемент стоит дороже, но, приобретая его, вы защищены от недовеса, потери марки из-за длительного или неправильного хранения, а также от подмешивания посторонних примесей.

Таким образом, ни в коем случае не стоит экономить на цементе: это скажется на результате строительства.

Создание фундамента – дорогостоящее дело, не стоит дополнительно увеличивать его стоимость проведением вынужденных ремонтных работ.

Готовим раствор для заливки фундамента — соотношение песка и цемента.

На выбор используемых пропорций бетона для фундамента влияет много факторов: параметры грунта, ожидаемые нагрузки, тип основания. Основу цементного раствора составляют цемент, песок, щебень или гравий и вода, его свойства напрямую зависят от качества и однородности перемешивания компонентов. Изменение регламентированных соотношений недопустимо, малейшие ошибки приводят к снижению прочности фундамента и, как следствие, риску разрушения несущих конструкций здания.

Как сделать раствор для фундамента дома пропорции.

Выбор марки бетона

К главным критериям относят геологические условия участка (рельеф, уровень и парциальное давление грунтовых вод на элементы фундамента, климат, глубина промерзания), тип основания, наличие или отсутствие подвала, высотность здания и другие весовые нагрузки. Сдерживающим фактором является бюджет работ, использовать высококачественные сорта бетона для строительства легких построек на дачных участках экономически нецелесообразно. Рекомендуемый минимум составляет:

• М400 – для домов свыше 3 этажей.
• М200-М250 – для каркасных и щитовых строений.
• М250-М300 – для построек из деревянного бруса.
• М300 – для малоэтажных зданий из керамзитовых, газосиликатных или ячеистых блоков.
• М350-М300 – при строительстве из кирпича или заливке несущих стен из монолитного бетона.

Указанные градации актуальны при возведении одно- или двухэтажных домов, при добавлении еще одного этажа целесообразно выбрать более высокую марку. Это же относится к готовым покупным растворам, особенно в случае приобретения его у непроверенного производителя. В целом, минимально допустимая прочность при бетонировании фундамента жилых домов на слабопучинистых грунтах составляет М200, при строительстве на менее устойчивых почвах она повышается.

Основные пропорции.

При приготовлении растворов рабочей мерой является массовая или объемная доля вяжущего, к наиболее распространенным и удобным соотношениям относят 1:3:5 (цемент, песок, гравий, соответственно). Регламентированные пропорции в зависимости от требуемой прочности бетона составляют:

Итоговая марка раствора

В частном строительстве определять отдельно массу всех засыпаемых ингредиентов неудобно, в качестве мерного инструмента обычно используется ведро. В этом случае все наполнители предварительно взвешиваются в сухом состоянии. Соотношение В/Ц во многом зависит от влажности песка, опытные застройщики вводят при замесе не более 80% от рекомендуемой доли воды и далее при необходимости (недостаточно пластичной консистенции) заливают ее порционно. Фибру, ПАД и другие пластификаторы добавляют в бетон в самом конце вместе с жидкостью, их доля обычно не превышает 75 г на 1 м3.

Состав и пропорции раствора и бетона фундамента.

Требования к компонентам.

Для приготовления цементного раствора для заливки фундамента используются:

• Свежий портландцемент, в идеале дата выпуска не превышает 2 месяца к началу бетонирования. Рекомендуемая марка – М400 или М500.
• Речной песок с размерами частиц в пределах 1,2-3,5 мм с примесями ила или глины не более 5%. Советуется проверить его чистоту (залить водой и отследить изменение цвета и осадка), просеять, при необходимости промыть и просушить.
• Чистый щебень или гравий с размерами фракций от 1 до 8 см, с лещадностью в пределах 20%. При приготовлении бетона для фундамента используются отсевы твердых пород, известняк не подходит из-за низкой прочности.
• Вода: водопроводная, без примесей и посторонних частиц.
• Добавки: противоморозные, пластифицирующие, упрочняющая фибра. Ввод таких примесей осуществляется со строгим соблюдением пропорций.

Важно понять принцип: крупнофракционный наполнитель вводится в раствор не только с целью замены более дорогого вяжущего, именно он придает необходимую жесткость. Минимальный предел прочности на сжатие у гравия или гранитного отсева составляет 800 кгс/см2, при его отсутствии бетон просто не выдержит весовую нагрузку. Смесь для фундамента без щебня готовится разве что при возведении его из отдельных блоков или плит, иногда – для быстрой заливки свайных опор.

Рекомендуемые пропорции цемента и песка для кладочных растворов – 1:3 или 1:2. Первое соотношение считается универсальным, второе выбирается при строительстве фундаментов на неустойчивых грунтах. На практике это означает, что на одно ведро цемента с маркой не ниже М400 (М500 при повышенных нагрузка) берется 2 или 3 просеянного кварцевого песка и не более 0,8 частей воды. Правильно приготовленная смесь по консистенции напоминает зубную пасту, для увеличения удобоукладываемости на 1 м3 вводится 75-100 г пластификаторов (жидкого мыла или других ПАД).

Марки бетона фундамента пропорции.

Как сделать цементный раствор для фундамента?

Процесс начинается с подготовки компонентов и бетономешалки, наличие последней обязательно при замесе бетонов для подземных конструкций. Количество стройматериалов рассчитывается заранее согласно объему фундамента и приобретается с небольшим запасом. Крайне важно провести заливку в один день, при самостоятельном приготовлении раствора все составляющие промываются и просушиваются заранее. Далее они засыпаются ведрами в бетономешалку в следующей последовательности: часть воды → песок и цемент → сухие присадки и фибра (при необходимости) → крупнофракционный наполнитель → оставшаяся жидкость небольшими порциями. После засыпки нового ингредиента барабан включается на 2-3 минуты, не более чем через 15 минут проводится выгрузка готового раствора.

Как сделать раствор для фундамента пропорции.

Существует проверенный временем способ подбора правильных пропорций, выбираемых при отсутствии данных о размерах щебня. В этом случае ведро заполняется крупнофракционным наполнителем, встряхивается несколько раз и полностью покрывается водой. Полученный объем воды соответствует необходимой доле песка в растворе. После чего в ведро засыпается песок, еще раз заливается водой для определения доли цемента. Но такой подход некоторые считают сложным и устаревшим, к более правильным относят стандартный способ перерасчета массовой доли в объемную и засыпания компонентов в бетономешалку.

 

Рекомендация: Хорошая обзорная статья. Вы узнаете в каких пропорциях можно сделать раствор для фундамента, но будьте осторожны, нарушая пропорции раствора вы будете терять свои деньги. Вам это нужно?

ᐉ Как сделать раствор из цемента и песка, как приготовить цементный раствор своими руками

Цементный раствор сегодня незаменим в строительстве. Он используется для кирпичной и каменной кладки, внутренней отделки, заливки фундаментов и штукатурки. Часто у людей без строительного опыта возникает вопрос — как сделать раствор из цемента и песка в домашних условиях. Не секрет, что консистенция и состав цементного раствора, в зависимости от цели применения, будут разными. К примеру, для создания крепкого основания требуется добавить в смесь, кроме песка и цемента, ещё и тяжёлый щебень. Процесс приготовление раствора – важный и ответственный этап, потому что от его качества, в конечном итоге, зависит прочность и долговечность всей конструкции.

Разновидности цементного раствора

Для самостоятельного приготовления цементно-песчаной смеси, необходимо изначально определиться с её назначением. Сегодня классификации распределяют по группам растворы на тощие, нормальные и жирные. Каждый из них обладает своими преимуществами и недостатками. Например, доля цемента в нормальном растворе не превышает нормы, то в жирных содержится много цемента. Такая строительная смесь после схватывания быстро растрескивается. Тощие же растворы содержат больше песка, чем цемента, что снижает их прочностные характеристики. Кроме классификации по количеству цемента в строительной смеси существует ещё такая градация, как марки цемента и раствора.

Цементный раствор для различных видов работ:

• марки М150 и М200 обычно применяются для устройства стяжки;
• марки М50, М100, М150, М75, М200 и М125 лучше всего подходит для кладки;
• марки М10, М50 и М25 – для штукатурных работ и внутренней отделки.

Марка раствора является показателем прочности конструкции, возведённой с его применением. Соотношение ингредиентов зависит назначения цементного раствора. В инструкции готовых строительных смесей производителем на упаковке указывается информация по приготовлению, составу и назначению конкретного товара. Сегодня не представляет сложностей приобрести готовую массу необходимой марки (вполне доступны сухие смеси для фундаментов, штукатурных и отделочных видов работ или стяжек, в которые нужно только добавить воды). Однако, существенной экономии денежных средств можно добиться, если производить замес самостоятельно.

Марки раствора определяют его прочность на сжатие после затвердевания. Чтобы приготовить цементный раствор вручную, необходимо учитывать виды работ. Для кладки и штукатурных работ обычно используют цементную смесь М100 или М150.

Этапы создания цементного раствора

Создание цементного раствора состоит из следующих процессов:

• грамотного подбора марки смеси и порошка цемента;
• подготовку остальных ингредиентов — воды, песка и необходимых добавок;
• непосредственного замеса.

Иногда в процессе проведения работ необходимо определение марки полученного раствора. Для этого нужно просто разделить наименование марки сухого цемента на количество вёдер песка. Например, при использовании основного компонента марки 400 и четырёх вёдер песка получен раствор марки 100. На первом этапе производится выбор порошка цемента. Марка будет определять качество готового материала. Чем выше её значение, тем прочнее получится смесь и, в целом, вся конструкция.

Заслуживает внимания и тот факт, что для одного раствора возможно применение разных марок цемента. Отличие заключается в разнице объёмов используемого цемента. Следовательно, чем выше марка сухого порошка, тем меньше его нужно добавлять в смесь. Идеально, если марка смеси совпадает с маркой материала (особенно это важно при производстве штукатурных и кладочных работ). В таком случае вся конструкция будет иметь одинаковый запас прочности.

Способы приготовления цементных смесей

Перед тем, как сделать цементный раствор в домашних условиях, нужно определиться с оптимальным способом производства — механическим или ручным. Использование первого метода подразумевает применение бетономешалки. Замешивание раствора своими руками потребует конкретных физических усилий, так как все ингредиенты необходимо будет перемешивать в просторной ёмкости штыковой лопатой. Для облегчения усилий, в ванну или корыто сначала нужно наливать вода, а следом добавлять песок с цементом. Всю массу нужно будет размешивать до однородности, добавить щебень и снова всё хорошо перемешать.

Пошаговое видео отражает весь процесс замешивания:

Бетономешалка позволит без особых физических усилий замесить массу более однородной консистенции. Сначала в бетономешалку наливается часть воды. Затем туда же добавляется жидкое моющее средство или иные добавки. Для лучшего растворения необходимо выдержать от 3 до 5 минут, а затем добавлять половину песка.

На следующем этапе закладывается весь объём цементного порошка. Смесь необходимо тщательно вымешать, а затем всыпать оставшуюся часть песка. Для получения качественного жидкого цемента, нужно точно рассчитать пропорцию основных компонентов. Приготовление раствора марки 100 из цементного порошка М500 потребует соотношения одной части цемента к пяти частям песка. На практике это значит, что на одно ведро сухого порошка цемента понадобится пять вёдер песка.

В случае применения марки цемента 400, необходимое соотношение составит один к четырём. Приготовление смеси М200 из тех же компонентов потребует пропорционального соотношения частей одной к двум (если использовать цемент 400). Вода добавляется по мере смешивания до получения требуемой консистенции.

Самостоятельное приготовление раствора для разных видов работ

Для заливки фундамента здания песчано-цементная масса должна выдерживаться в классическом соотношении, т.е. одна часть цемента к трём частям песка. В неё ещё добавляется щебень, и в этом случае получается бетон в таком соотношении — по три части щебня с песком на одну часть портландцемента. Большое значение здесь приобретает соотношение количества воды к остальным компонентам. Идеальным становится раствор, в котором количество воды составляет четверть от всего объёма, но с такой массой тяжело управляться. Поэтому во время замеса воду порциями до достижения консистенции густой сметаны.

Оптимальное соотношение компонентов для штукатурных работ и выравнивания стен составляет смесь двух частей песка с одной частью цемента.

Для обычной стяжки используется такое же соотношение компонентов, как для создания бетона, только щебень здесь заменяет отсев. По составу это – одна часть портландцемента М400 или М500 и по две части соответственно отсева и песка. Улучшить пластичность поможет добавление в раствор от пятидесяти до ста граммов жидкого моющего средства. Перед замесом для улучшения качества раствора все материалы нужно просеять, чтобы избежать попадания инородных примесей и насытить смесь кислородом. Это поможет улучшить процесс перемешивания раствора и будет способствовать химическому взаимодействию компонентов смеси. 

Приготовление цементного раствора для строительных работ собственными силами – вполне доступная задача для любого человека. Необходимо только придерживаться чёткой последовательности в производстве работ, ответственно отнестись к качеству и подготовке исходного сырья.

Бетонный завод Прайд – это надежный партнер, который оказывает услуги комплексного снабжения строительными материалами «под ключ». С полным перечнем продукции вы можете ознакомиться на странице: https://pride-beton.ru/catalog/beton/beton-tovarnyy/

Назад в блог

Как сделать крепкий цементный раствор и что для этого нужно?

Крепкий цементный раствор необходим для кладки стен, каминов, печей и заливки стяжки пола, к которым предъявляются повышенные требования по прочности и износостойкости, а также крепкий раствор понадобится для оштукатуривания внутренних поверхностей бань и наружных поверхностей зданий и сооружений.

СодержаниеСвернуть

• С чего начать?
• Рецепты крепкого цементного раствора

С чего начать?

• В первую очередь следует купить качественное, свежее связующее (цемент) марки М400 или М500, которое отвечает заявленной производителем марке. Практика строительных работ показывает, что цемент производимый компаниями ЗАО «Осколцемент» и ОАО «Новоросцемент» в полной мере отвечает всем заявленным показателям прочности. Также можно использовать специальный само расширяющийся цемент, применяемый на буровых станциях;
• Во вторую очередь необходимо провести тщательную подготовку наполнителя – речного или карьерного песка. В песке не должно содержаться никаких посторонних примесей. В речном песке – ракушек и камешков. В карьерном песке – примесей глины и грунта. В связи с этим речной песок достаточно просеять через мелкое сито, а карьерный придется промыть водой и просушить;
• В третью очередь следует провести армирование раствора. Как правило, для этого используют мелкий асбест – 0,1 или 1 часть к 1 части цемента. Раньше для этих целей использовали отходы шерстомоек вкупе с куриными яйцами. Эту «адскую» смесь добавляли в кладочный или штукатурный раствор при строительстве православных храмов. Получалась настолько крепкая конструкция, что ее не брали тяжелые немецкие снаряды и бомбы.

Рецепты крепкого цементного раствора

• Оштукатуривание влажных помещений: цемент М400-500 – 1 часть, известковое тесто – 0,5 части, очищенный песок – 2 или 4 части, мелкий асбест – 1 часть;
• Оштукатуривание гидросооружений (бассейнов, кессонов, кладка керамической плитки и т.п.): цемент М400-500 – 1 часть, глина – 0,1-0,2 части, церезит – 0,12 части, песок от 2 до 3-х частей;
• Оштукатуривание сухих помещений: цемент М400-500 – 1 часть, древесные опилки – 3 части, песок – 1 часть, затворитель – известковое молоко;
• Кладочный раствор: 1 часть цемента М400-500 и 2 части подготовленного песка. Сооружение, построенное на таком растворе способно выдержать мощный взрыв.

Подводя итог надо отметить что «нет предела совершенству». Другими словами «крепкий цементный раствор» стоит гораздо дороже стандартного цементно-песчаного раствора обще применяемой марки. Поэтому прежде чем тратить дополнительные деньги на «крепость раствора», стоит взвешенно оценить необходимость подобного шага и посоветоваться со специалистами в области строительных технологий вашего региона.

Глава 12.1: Подготовка растворов — Chemistry LibreTexts

1. Последнее обновление

2. Сохранить как PDF

1. Приготовление растворов
   1. Пример 12.1.1
   2. Пример 12.1.2
   3. Пример 12.1.3
2. Концентрации ионов в растворе
   1. Пример 12.1.4
   2. Ключевые уравнения
   3. Резюме
   4. Ключевые выводы
   5. Концептуальные проблемы
   6. Ответ
   7. Числовые задачи
   8. Ответы
   9. Участники

Цель обучения

• Для количественного описания концентраций растворов.

В разделе 9.3 мы описали различные способы определения концентрации раствора, молярности (M), моляльности (m), процентной концентрации и мольной доли (X).Количество растворенного вещества, растворенного в определенном количестве растворителя или раствора. раствора описывает количество растворенного вещества, которое содержится в определенном количестве растворителя или раствора. Знание концентрации растворенных веществ важно для контроля стехиометрии реагентов для реакций, протекающих в растворе. В этом разделе описывается, как можно приготовить растворы из основного раствора известной концентрации

.

Приготовление растворов

Чтобы приготовить раствор, который содержит определенную концентрацию вещества, необходимо растворить желаемое количество молей растворенного вещества в достаточном количестве растворителя, чтобы получить желаемый конечный объем раствора.

\ (Молярность раствора = dfrac {моль \: of \: solute} {Объем раствора} \ tag {12.1.1} \)

Рисунок 12.1.1 иллюстрирует эту процедуру для раствора дигидрата хлорида кобальта (II) в этаноле. Обратите внимание, что объем растворителя не указан. Поскольку растворенное вещество занимает пространство в растворе, необходимый объем растворителя почти всегда на меньше , чем желаемый объем раствора. Например, если желаемый объем был 1,00 л, было бы неправильно добавлять 1.00 л воды на 342 г сахарозы, потому что это даст более 1,00 л раствора. Как показано на рисунке 12.1.2, для некоторых веществ этот эффект может быть значительным, особенно для концентрированных растворов.

Рисунок 12.1.1 Приготовление раствора известной концентрации с использованием твердого вещества

Рисунок 12.1.2 Приготовление 250 мл раствора (NH ₄ ) ₂ Cr ₂ O ₇ в воде

Растворенное вещество занимает пространство в растворе, поэтому для приготовления 250 мл раствора требуется менее 250 мл воды.

Пример 12.1.1

Раствор на рисунке 12.1.1 содержит 10,0 г дигидрата хлорида кобальта (II), CoCl ₂ · 2H ₂ O, в этаноле, достаточном для приготовления ровно 500 мл раствора. Какова молярная концентрация CoCl ₂ · 2H ₂ O?

Дано: масса растворенного вещества и объем раствора

Запрошено: концентрация (M)

Стратегия:

Чтобы найти количество молей CoCl ₂ · 2H ₂ O, разделите массу соединения на его молярную массу.Рассчитайте молярность раствора, разделив количество молей растворенного вещества на объем раствора в литрах.

Решение:

Молярная масса CoCl ₂ · 2H ₂ O составляет 165,87 г / моль. Следовательно,

\ (молей \: CoCl_2 \ cdot 2H_2O = \ left (\ dfrac {10.0 \: \ cancel {g}} {165 .87 \: \ cancel {g} / mol} \ right) = 0 .0603 \: mol \)

Объем раствора в литрах

\ (volume = 500 \: \ cancel {mL} \ left (\ dfrac {1 \: L} {1000 \: \ cancel {mL}} \ right) = 0.500 \: L \)

Молярность — это количество молей растворенного вещества на литр раствора, поэтому молярность раствора составляет

.

\ (молярность = \ dfrac {0,0603 \: mol} {0,500 \: L} = 0,121 \: M = CoCl_2 \ cdot H_2O \)

Упражнение

Раствор, показанный на рисунке 12.1.2, содержит 90,0 г (NH ₄ ) ₂ Cr ₂ O ₇ в достаточном количестве воды, чтобы получить конечный объем ровно 250 мл. Какова молярная концентрация дихромата аммония?

Ответ: (NH ₄ ) ₂ Cr ₂ O ₇ = 1.43 млн

Чтобы приготовить конкретный объем раствора, который содержит указанную концентрацию растворенного вещества, нам сначала нужно рассчитать количество молей растворенного вещества в желаемом объеме раствора, используя соотношение, показанное в уравнении 12.1.1. Затем мы переводим количество молей растворенного вещества в соответствующую массу необходимого растворенного вещества. Эта процедура проиллюстрирована в Примере 12.1.2.

Пример 12.1.2

Так называемый раствор D5W, используемый для внутривенного замещения биологических жидкостей, содержит 0.310 М. глюкозы. (D5W представляет собой примерно 5% раствор декстрозы [медицинское название глюкозы] в воде.) Рассчитайте массу глюкозы, необходимую для приготовления пакета D5W объемом 500 мл. Глюкоза имеет молярную массу 180,16 г / моль.

Дано: молярность, объем и молярная масса растворенного вещества

Запрошено: Масса растворенного вещества

Стратегия:

A Рассчитайте количество молей глюкозы, содержащейся в указанном объеме раствора, умножив объем раствора на его молярность.

B Получите необходимую массу глюкозы, умножив количество молей соединения на его молярную массу.

Решение:

A Сначала мы должны вычислить количество молей глюкозы, содержащихся в 500 мл 0,310 М раствора:

\ (V_L M_ {моль / л} = моль \)

\ (500 \: \ cancel {mL} \ left (\ dfrac {1 \: \ cancel {L}} {1000 \: \ cancel {mL}} \ right) \ left (\ dfrac {0 .310 \: моль \: глюкоза} {1 \: \ cancel {L}} \ right) = 0.155 \: моль \: глюкоза \)

B Затем мы переводим количество молей глюкозы в требуемую массу глюкозы:

\ (масса \: of \: глюкоза = 0,155 \: \ cancel {моль \: глюкоза} \ left (\ dfrac {180.16 \: g \: глюкоза} {1 \: \ cancel {моль \: глюкоза}} \ справа) = 27,9 \: г \: глюкоза \)

Упражнение

Другой раствор, обычно используемый для внутривенных инъекций, — это физиологический раствор, 0,16 М раствор хлорида натрия в воде. Рассчитайте массу хлорида натрия, необходимую для приготовления 250 мл физиологического раствора.

Ответ: 2,3 г NaCl

Раствор желаемой концентрации также можно приготовить путем разбавления небольшого объема более концентрированного раствора дополнительным растворителем. Базовый раствор — это коммерчески приготовленный раствор известной концентрации, который часто используется для этой цели. Разбавление основного раствора является предпочтительным, поскольку альтернативный метод взвешивания крошечных количеств растворенного вещества трудно осуществить с высокой степенью точности. Разбавление также используется для приготовления растворов из веществ, которые продаются в виде концентрированных водных растворов, таких как сильные кислоты.

Процедура приготовления раствора известной концентрации из основного раствора показана на рисунке 12.1.3. Это требует расчета желаемого количества молей растворенного вещества в конечном объеме более разбавленного раствора, а затем расчета объема исходного раствора, который содержит это количество растворенного вещества. Помните, что разбавление данного количества основного раствора растворителем не приводит к изменению числа , а не количества молей присутствующего растворенного вещества. Таким образом, соотношение между объемом и концентрацией основного раствора и объемом и концентрацией желаемого разбавленного раствора составляет

\ ((V_s) (M_s) = моли \: of \: solute = (V_d) (M_d) \ tag {12.1.2} \)

, где нижние индексы s и d обозначают исходный и разбавленный растворы соответственно. Пример 5 демонстрирует расчеты, связанные с разбавлением концентрированного исходного раствора.

Рисунок 12.1.3 Приготовление раствора известной концентрации путем разбавления исходного раствора (a) Объем ( V _s ), содержащий желаемые моли растворенного вещества (M _s ), измеряют из исходного раствора. раствор известной концентрации.(b) Отмеренный объем исходного раствора переносят во вторую мерную колбу. (c) Измеренный объем во второй колбе затем разбавляется растворителем до объемной отметки [( V _s ) (M _s ) = ( V _d ) (M _d ). ].

Пример 12.1.3

Какой объем 3,00 М исходного раствора глюкозы необходим для приготовления 2500 мл раствора D5W в Примере 4?

Дано: Объем и молярность разбавленного раствора

Запрошено: объем основного раствора

Стратегия:

A Рассчитайте количество молей глюкозы в указанном объеме разбавленного раствора, умножив объем раствора на его молярность.

B Чтобы определить необходимый объем исходного раствора, разделите количество молей глюкозы на молярность исходного раствора.

Решение:

A Раствор D5W в Примере 4 содержал 0,310 М глюкозы. Начнем с использования уравнения 12.1.2 для расчета количества молей глюкозы, содержащихся в 2500 мл раствора:

\ (моль \: глюкоза = 2500 \: \ cancel {mL} \ left (\ dfrac {1 \: \ cancel {L}} {1000 \: \ cancel {mL}} \ right) \ left (\ dfrac { 0.310 \: моль \: глюкоза} {1 \: \ cancel {L}} \ right) = 0,775 \: моль \: глюкоза \)

B Теперь мы должны определить объем исходного раствора 3,00 M, который содержит это количество глюкозы:

\ (объем \: of \: stock \: soln = 0,775 \: \ cancel {mol \: gluosis} \ left (\ dfrac {1 \: L} {3 .00 \: \ cancel {mol \: глюкоза}} \ right) = 0,258 \: L \: или \: 258 \: mL \)

При определении необходимого объема исходного раствора мы должны были разделить желаемое количество молей глюкозы на концентрацию исходного раствора, чтобы получить соответствующие единицы.Кроме того, количество молей растворенного вещества в 258 мл исходного раствора такое же, как количество молей в 2500 мл более разбавленного раствора; изменилось только количество растворителя . Полученный ответ имеет смысл: разбавление основного раствора примерно в 10 раз увеличивает его объем примерно в 10 раз (258 мл → 2500 мл). Следовательно, концентрация растворенного вещества должна уменьшиться примерно в 10 раз, как это происходит (3,00 M → 0,310 M).

Мы также могли решить эту проблему за один шаг, решив уравнение 12.1,2 для В _с и подставив соответствующие значения:

\ (V_s = \ dfrac {(V_d) (M_d)} {M_s} = \ dfrac {(2 .500 \: L) (0,310 \: \ cancel {M})} {3 .00 \: \ отменить {M}} = 0,258 \: L \)

Как мы уже отмечали, часто существует несколько правильных способов решения проблемы.

Упражнение

Какой объем 5,0 М маточного раствора NaCl необходим для приготовления 500 мл физиологического раствора (0,16 М NaCl)?

Ответ: 16 мл

Концентрации ионов в растворе

В разделе 9. {2-} (водн.) \ Tag {12.1.2} \)

Таким образом, 1 моль единиц формулы дихромата аммония растворяется в воде с образованием 1 моль анионов Cr ₂ O ₇ ^2- и 2 моль катионов NH ₄ ⁺ (см. Рисунок 12.1.4).

Рисунок 12.1.4 Растворение 1 моля ионного соединения В этом случае растворение 1 моля (NH ₄ ) ₂ Cr ₂ O ₇ дает раствор, содержащий 1 моль Cr ₂ O ₇ ^2- ионов и 2 моль NH ₄ ⁺ ионов.(Молекулы воды не показаны с молекулярной точки зрения для ясности.)

Когда мы проводим химическую реакцию с использованием раствора соли, такой как дихромат аммония, нам необходимо знать концентрацию каждого иона, присутствующего в растворе. Если раствор содержит 1,43 M (NH ₄ ) ₂ Cr ₂ O ₇ , то концентрация Cr ₂ O ₇ ^2- также должна быть 1,43 M, потому что существует один Cr ₂ O ₇ ^2- ионов на формульную единицу.Однако на формульную единицу приходится два иона NH ₄ ⁺ , поэтому концентрация ионов NH ₄ ⁺ составляет 2 × 1,43 М = 2,86 М. Поскольку каждая формульная единица (NH ₄ ) ₂ Cr ₂ O ₇ при растворении в воде образует три иона (2NH ₄ ⁺ + 1Cr ₂ O ₇ ^2-), общая концентрация ионов в решение 3 × 1,43 M = 4,29 M.

Пример 12.1,4

Каковы концентрации всех веществ, полученных из растворенных веществ, в этих водных растворах?

1. 0,21 М NaOH
2. 3,7 M (CH ₃ ) CHOH
3. 0,032 M дюйм (NO ₃ ) ₃

Дано: молярность

Запрошено: концентрации

Стратегия:

A Классифицируйте каждое соединение как сильный электролит или как неэлектролит. — (водн.) \)

B Поскольку каждая формульная единица NaOH производит один ион Na ⁺ и один ион OH ^— , концентрация каждого иона такая же, как концентрация NaOH: [Na ⁺ ] = 0.21 M и [OH ^— ] = 0,21 M.

A Формула (CH ₃ ) ₂ CHOH представляет собой 2-пропанол (изопропиловый спирт) и содержит группу –OH, поэтому это спирт. Напомним из раздела 9.1, что спирты — это ковалентные соединения, которые растворяются в воде с образованием растворов нейтральных молекул. Таким образом, спирты не являются электролитами.

B Таким образом, единственными растворенными веществами в растворе являются (CH ₃ ) ₂ молекул CHOH, поэтому [(CH ₃ ) ₂ CHOH] = 3.- (водн.) \)

B Одна формульная единица In (NO ₃ ) ₃ дает один ион In ^{3 +} и три иона NO ₃ ^—, поэтому 0,032 M In (NO ₃ ) ₃ раствор содержит 0,032 M In ^{3 +} и 3 × 0,032 M = 0,096 M NO ₃ ^— , то есть [In ^{3 +} ] = 0,032 M и [NO ₃ ^— ] = 0,096 М.

Упражнение

Каковы концентрации всех веществ, полученных из растворенных веществ, в этих водных растворах?

1. 0.0012 M Ba (OH) ₂
2. 0,17 M Na ₂ SO ₄
3. 0,50 M (CH ₃ ) ₂ CO, широко известный как ацетон

Ответ:

1. [Ba ^{2 +} ] = 0,0012 М; [OH ^— ] = 0,0024 M
2. [Na ⁺ ] = 0,34 М; [SO ₄ ²⁻] = 0,17 M
3. [(CH ₃ ) ₂ CO] = 0,50 M

Ключевые уравнения

соотношение между объемом и концентрацией основного и разбавленного растворов

Уравнение 12.1.2: \ ((V_s) (M_s) = моль \: of \: solute = (V_d) (M_d) \)

Сводка

Концентрация вещества — это количество растворенного вещества, присутствующего в данном количестве раствора. Концентрации обычно выражаются как молярность , количество молей растворенного вещества в 1 л раствора. Растворы известной концентрации могут быть приготовлены либо путем растворения известной массы растворенного вещества в растворителе и разбавления до желаемого конечного объема, либо путем разбавления соответствующего объема более концентрированного раствора (исходный раствор ) до желаемого конечного объема.

Ключевые вынос

• Концентрации раствора обычно выражаются в виде молярности и могут быть получены путем растворения известной массы растворенного вещества в растворителе или разбавления исходного раствора.

Концептуальные проблемы

1. Какое из представлений лучше всего соответствует 1 М водному раствору каждого соединения? Обоснуйте свои ответы.

   1. NH ₃
   2. HF
   3. CH ₃ CH ₂ CH ₂ OH

   4. Na ₂ SO ₄

2. Какое из представлений, показанных в задаче 1, лучше всего соответствует 1 М водному раствору каждого соединения? Обоснуйте свои ответы.

   1. CH ₃ CO ₂ H
   2. NaCl
   3. Na ₂ S
   4. Na ₃ PO ₄
   5. ацетальдегид

3. Ожидаете ли вы, что 1,0 М раствор CaCl ₂ будет лучше проводить электричество, чем 1,0 М раствор NaCl? Почему или почему нет?

4. Альтернативный способ определения концентрации раствора — моляльность , сокращенно м .Моляльность определяется как количество молей растворенного вещества в 1 кг растворителя . Чем это отличается от молярности? Ожидаете ли вы, что 1 M раствор сахарозы будет более или менее концентрированным, чем 1 m раствор сахарозы? Поясните свой ответ.

5. Каковы преимущества использования решений для количественных расчетов?

Ответ

5. Если количество вещества, необходимое для реакции, слишком мало для точного взвешивания, использование раствора вещества, в котором растворенное вещество диспергировано в гораздо большей массе растворителя, позволяет химикам измерить количество вещества. вещество, точнее.

Числовые задачи

1. Рассчитайте количество граммов растворенного вещества в 1.000 л каждого раствора.

   1. 0,2593 M NaBrO ₃
   2. 1,592 М ННО ₃
   3. 1,559 М уксусная кислота
   4. 0,943 M йодат калия

2. Рассчитайте количество граммов растворенного вещества в 1.000 л каждого раствора.

   1. 0.1065 Мбайн ₂
   2. 1,135 M Na ₂ SO ₄
   3. 1,428 M NH ₄ Br
   4. 0,889 М ацетат натрия

3. Если все растворы содержат одно и то же растворенное вещество, какой раствор содержит большую массу растворенного вещества?

   1. 1,40 л 0,334 М раствора или 1,10 л 0,420 М раствора
   2. 25,0 мл 0,134 М раствора или 10,0 мл 0,295 М раствора
   3. 250 мл 0.489 М раствор или 150 мл 0,769 М раствора

4. Заполните следующую таблицу для 500 мл раствора.

   Соединение	Масса (г)	Моль	Концентрация (M)
   сульфат кальция	4,86 ​​
   уксусная кислота		3.62
   дигидрат иодистого водорода			1,273
   бромид бария	3,92
   глюкоза			0,983
   ацетат натрия		2.42

5. Какая концентрация каждого вида присутствует в следующих водных растворах?

   1. 0,489 моль NiSO ₄ в 600 мл раствора
   2. 1,045 моль бромида магния в 500 мл раствора
   3. 0,146 моль глюкозы в 800 мл раствора
   4. 0,479 моль CeCl ₃ в 700 мл раствора

6. Какая концентрация каждого вида присутствует в следующих водных растворах?

   1. 0.324 моль K ₂ MoO ₄ в 250 мл раствора
   2. 0,528 моль формиата калия в 300 мл раствора
   3. 0,477 моль KClO ₃ в 900 мл раствора
   4. 0,378 моль йодида калия в 750 мл раствора

7. Какова молярная концентрация каждого раствора?

   1. 8,7 г бромида кальция в 250 мл раствора
   2. 9,8 г сульфата лития в 300 мл раствора
   3. 12.4 г сахарозы (C ₁₂ H ₂₂ O ₁₁ ) в 750 мл раствора
   4. 14,2 г гексагидрата нитрата железа (III) в 300 мл раствора

8. Какова молярная концентрация каждого раствора?

   1. 12,8 г гидросульфата натрия в 400 мл раствора
   2. 7,5 г гидрофосфата калия в 250 мл раствора
   3. 11,4 г хлорида бария в 350 мл раствора
   4. 4.3 г винной кислоты (C ₄ H ₆ O ₆ ) в 250 мл раствора

9. Приведите концентрацию каждого реагента в следующих уравнениях, принимая 20,0 г каждого реагента и объем раствора 250 мл для каждого реагента.

   1. BaCl ₂ (водн.) + Na ₂ SO ₄ (водн.) →
   2. Ca (OH) ₂ (водн.) + H ₃ PO ₄ (водн.) →
   3. Al (NO ₃ ) ₃ (водн.) + H ₂ SO ₄ (водн.) →
   4. Pb (NO ₃ ) ₂ (водн.) + CuSO ₄ (водн.) →
   5. Al (CH ₃ CO ₂ ) ₃ (водн.) + NaOH (водн.) →

10. На эксперимент потребовалось 200.0 мл 0,330 М раствора Na ₂ CrO ₄ . Для приготовления этого раствора использовали исходный раствор Na ₂ CrO ₄ , содержащий 20,0% растворенного вещества по массе с плотностью 1,19 г / см ³ . Опишите, как приготовить 200,0 мл 0,330 М раствора Na ₂ CrO ₄ с использованием исходного раствора.

11. Гипохлорит кальция [Ca (OCl) ₂ ] — эффективное дезинфицирующее средство для одежды и постельного белья.Если в растворе концентрация Ca (OCl) ₂ составляет 3,4 г на 100 мл раствора, какова молярность гипохлорита?

12. Фенол (C ₆ H ₅ OH) часто используется в качестве антисептика в жидкостях для полоскания рта и леденцах для горла. Если в жидкости для полоскания рта концентрация фенола составляет 1,5 г на 100 мл раствора, какова молярность фенола?

13. Если таблетка, содержащая 100 мг кофеина (C ₈ H ₁₀ N ₄ O ₂ ), растворяется в воде с получением 10.0 унций раствора, какова молярная концентрация кофеина в растворе?

14. На этикетке с определенным лекарством есть инструкция по добавлению 10,0 мл стерильной воды, в которой указано, что каждый миллилитр полученного раствора будет содержать 0,500 г лекарства. Если пациенту назначена доза 900,0 мг, сколько миллилитров раствора следует ввести?

ответы

13. 1.74 × 10 ⁻³ M кофеин

Авторы

Изменено Джошуа Халперн, Скотт Синекс и Скотт Джонсон

Руководство по приготовлению раствора

| Carolina.com

Каролина предлагает много типов готовых решений, но некоторые учителя предпочитают создавать свои собственные. Если это вас интересует, продолжайте читать. Это краткое руководство предоставит вам информацию, необходимую для создания ряда решений, обычно используемых в учебных лабораториях.

Давайте рассмотрим некоторые соображения безопасности:

• Всегда используйте соответствующие средства индивидуальной защиты (СИЗ) при работе с химическими веществами и приготовлении растворов. Используйте это руководство, чтобы выбрать СИЗ, подходящие для ваших нужд.
• Перед использованием дважды прочтите этикетку на химическом веществе. Прочтите его, когда возьмете химикат с полки, и еще раз перед тем, как удалить какое-либо химическое вещество из бутылки.
• При использовании концентрированных химикатов для приготовления растворов убедитесь, что вы медленно добавляете более концентрированный раствор к менее концентрированному.Обратный порядок действий может привести к закипанию и разбрызгиванию раствора.

Приготовление раствора

Молярные растворы

Молярность (M) означает количество молей растворенного вещества на литр раствора. Чтобы приготовить 1 М раствор, медленно добавьте 1 формульную массу соединения в чистую мерную колбу объемом 1 л, наполовину заполненную дистиллированной или деионизированной водой. Дайте составу полностью раствориться, при необходимости осторожно покачивая колбу. Как только растворенное вещество полностью растворится и раствор достигнет комнатной температуры, разбавьте водой до метки.Вставьте пробку и, положив большой палец на пробку и положив руку на горлышко колбы,. переверните колбу несколько раз, чтобы перемешать. Вот пара примеров использования этого метода:

• Чтобы приготовить 1 М раствор гидроксида натрия, медленно добавьте 40 г гидроксида натрия к 500 мл дистиллированной или деионизированной воды в мерной колбе объемом 1 л. Когда твердые вещества полностью растворятся и раствор достигнет комнатной температуры, разбавьте до метки, вставьте и закрепите пробку большим пальцем и несколько раз переверните колбу для перемешивания.

• Чтобы приготовить 1 М раствор уксусной кислоты, растворите 60,05 г уксусной кислоты в 500 мл дистиллированной или деионизированной воды в мерной колбе объемом 1 л. Поскольку уксусная кислота является жидкостью, ее можно также измерить по объему. Разделите массу кислоты на ее плотность (1,049 г / мл), чтобы определить объем (57,24 мл). Для приготовления раствора используйте 60,05 г или 57,24 мл уксусной кислоты. Осторожно покрутите колбу, чтобы перемешать раствор. Когда раствор достигнет комнатной температуры, разбавьте его до отметки, вставьте и зафиксируйте пробку большим пальцем и несколько раз переверните колбу для перемешивания.

Разведения

При приготовлении разведения определите требуемый объем и молярную концентрацию полученного раствора. Используйте следующее уравнение, чтобы определить, сколько концентрированного реагента необходимо для приготовления разбавленного раствора,

M _{реагент} × V _{реагент} = M _{разбавление} × V _{разбавление}

, где M — молярность, а V — объем.

Медленно добавьте рассчитанный объем концентрированного реагента в мерную колбу надлежащего размера, наполовину заполненную дистиллированной или деионизированной водой, и встряхните колбу для перемешивания. Как только раствор достигнет комнатной температуры, разбавьте его водой до метки, вставьте и закройте пробку и несколько раз переверните колбу для перемешивания.

Например, какой объем 10 М уксусной кислоты требуется для приготовления 1,0 л 0,50 М уксусной кислоты?

10 M × V _{реагент} = 0.50 M × 1,0 л
V _{реагент} = 0,050 л = 50 мл

Объем 50 мл 10 М уксусной кислоты требуется для приготовления 1,0 л 0,50 М уксусной кислоты.

Рецепты общих растворов

Для приготовления этих растворов медленно добавьте необходимые ингредиенты в мерную колбу объемом 1 л, наполовину заполненную дистиллированной или деионизированной водой. Дайте ингредиентам полностью раствориться, при необходимости осторожно покачивая колбу. Как только растворенное вещество полностью растворится и раствор достигнет комнатной температуры, разбавьте водой до метки.Вставьте и зафиксируйте пробку и несколько раз переверните колбу для перемешивания.

Каждый реагент в следующей таблице связан с нашим онлайн-каталогом для получения дополнительной информации и удобной покупки. Для жидкостей мы ссылались на размер 500 мл реагента или химиката ACS, упакованного в защитную бутылку с пластиковым покрытием. Для гидроксида натрия мы указали размер химического реагента класса чистоты 500 г. Могут быть доступны другие размеры и сорта. Пожалуйста, обратитесь к нашим каталогам для получения дополнительной информации.

Решите ли вы создавать свои собственные решения или покупать их у нас в готовом виде, в Carolina вы найдете все, что вам нужно.

Загрузить руководство по подготовке решения

Магазин химикатов

Приготовление растворов в лаборатории

Приготовление растворов — важная процедура, включенная практически во все биологические и химические эксперименты, проводимые по всему миру.

Раствор состоит из вещества, растворенного в жидкости.Растворенное вещество известно как растворенное вещество, а основная жидкость — как растворитель. Полученная однородная смесь называется раствором.

Растворы можно описать по концентрации растворенных веществ, то есть по количеству растворенных веществ на единицу раствора.

Принятие решений может быть основным лабораторным навыком, но плохая техника может означать разницу между успешным или неудачным экспериментом.

Первое, что нужно учитывать при принятии решений — это безопасность.Важно принять соответствующие меры предосторожности, например надеть перчатки и лабораторный халат, в зависимости от типа химикатов, с которыми вы работаете.

Есть много разных способов найти решение. Это видео продемонстрирует наиболее распространенный способ приготовления раствора на водной основе.

Сначала определите количество молей растворенного вещества, необходимое для достижения желаемой концентрации в данном объеме раствора. Затем сократите это значение в граммах, используя молекулярную массу или количество граммов на моль химического вещества.

Химические вещества можно взвесить с помощью цифровых весов и весовой лодки.

Затем с помощью градуированного цилиндра можно отмерить объем очищенной воды, который составляет примерно три четверти окончательного объема раствора.

Крайне важно, чтобы водные растворы готовились на очищенной, а не на водопроводной воде. Невыполнение этого требования может поставить под угрозу качество не только решения, но и потенциально нескольких последующих экспериментов.

На этом этапе очищенная вода должна быть перенесена в стакан, содержащий стержень для перемешивания на магнитной пластине для перемешивания.

Затем измеренные растворенные вещества можно добавить в очищенную воду при перемешивании. Перемешивание смеси способствует растворению растворенного вещества. Для этой цели также можно использовать нагревание.

После того, как все растворенные вещества растворятся в растворителе, можно отрегулировать pH раствора с помощью pH-метра. Чтобы повысить pH, добавьте к перемешиваемому раствору разбавленный гидроксид натрия. Чтобы снизить pH, добавьте разбавленную соляную кислоту. Обязательно медленно добавляйте кислоту или основание, так как pH может быстро измениться.

Бумагу для измерения pH

также можно использовать для измерения pH раствора, однако использование откалиброванного pH-метра обеспечивает более точное измерение.

Затем раствор с помощью воронки переливают в мерную колбу, чтобы довести его до конечного объема. Добавление количества, достаточного для достижения этого объема, называется Q.S.

Убедитесь, что мениск совпадает с отметкой на мерной колбе. В водном растворе мениск вогнутый, и его следует читать в самой нижней точке кривой.

При проведении биологических исследований, особенно с участием живых клеток, может потребоваться стерилизация растворов перед использованием. Это можно сделать с помощью автоклавирования, при котором раствор подвергается воздействию пара высокой температуры под высоким давлением.

В качестве альтернативы раствор можно стерилизовать, пропустив фильтр 0,22 микрон, который исключит любые бактериальные клетки.

Теперь, когда у вас есть фундаментальное понимание того, как находить решения, пришло время взглянуть на некоторые широко используемые решения в лаборатории и их приложения.

В биологических исследованиях разработаны многочисленные решения, имитирующие физиологические жидкости. Эти растворы забуферены, что означает, что они сопротивляются изменению pH в определенном диапазоне; обычно pH поддерживается на уровне 7,4 для имитации внутриклеточных и внеклеточных жидкостей.

Солевой раствор с фосфатным буфером или PBS, обычно используемый в биологических исследованиях буфер, имитирующий физиологический pH и осмолярность. Осмолярность относится к общему количеству молей растворенного вещества в растворе. Например, раствор, содержащий 1 моль NaCl, имеет 2 осмоля растворенного вещества, потому что ионы натрия и хлорида диссоциируют в растворе.PBS имеет концентрации ионов, которые близко соответствуют таковым в клетках, что делает его изотоническим раствором, а это означает, что количество растворенного вещества вне клетки эквивалентно тому, что находится внутри клетки. PBS состоит из нескольких различных солей в воде, включая соли с фосфатными группами, которые поддерживают постоянный pH в диапазоне от 7,2 до 7,6.

Обычно PBS в лаборатории используется для промывания клеток и разбавления биомолекул, таких как белок.

Искусственная спинномозговая жидкость, или ACSF, имитирует концентрацию электролитов спинномозговой жидкости.Этот раствор должен быть свежеприготовленным, а pH, осмолярность и ионный состав должны тщательно контролироваться, чтобы соответствовать условиям in vivo.

ACSF обычно используется в электрофизиологических исследованиях для подготовки срезов мозга и их перфузии во время экспериментов. Он также может служить в качестве внеклеточного раствора во время измерения с помощью зажима.

Раствор Рингера — это изотонический физиологический раствор со сбалансированным pH, используемый в биологических исследованиях. Он обычно используется в экспериментах in vitro с органами и тканями.

Вы только что посмотрели, как JoVE знакомится с решениями. В этом видео мы рассмотрели, как приготовить раствор от начала до конца… в том числе как определить необходимое количество растворенного вещества (A), как правильно контролировать качество раствора (B) и методы стерилизации (C). Мы также рассмотрели некоторые общие решения, а также их применение в биологических исследованиях (D).

Спасибо за просмотр и не забывайте всегда использовать правильную технику при принятии решений.

Требуется подписка.Пожалуйста, порекомендуйте JoVE своему библиотекарю.

Создание стандартного решения из другого раствора: разбавление

(из полного курса стехиометрии OLI)

Когда вы работаете в лаборатории, скорее всего, вы начинаете с концентрированного исходного раствора. Быть способным создавать растворы различной концентрации — это полезный навык. Растворы с известными концентрациями часто называется «стандартными решениями». Вы можете узнать о концепции разбавления и о том, как использовать разбавление для создания стандарта. раствор из складского раствора в следующем видео.

Текст фильма о разбавлении

Когда мы добавляем воду в раствор, мы понижаем концентрацию веществ, растворенных в этом растворе, через процесс, называемый разбавлением. Мы можем использовать разбавление для приготовления растворов любой желаемой концентрации, когда начинаем с более концентрированного раствора. Рассмотрим, например, химический склад, содержащий раствор 1,00 М глюкозы. Допустим, мы хотим найти решение, равное 0.50 М в глюкозе; т.е. мы хотим сократить концентрация вдвое. Мы можем сделать это, смешав равные объемы нашего 1,00 М раствора глюкозы с дистиллированной вода. Например, если мы смешаем 1,0 литр 1,0 М глюкозы с 1,0 литром дистиллированной воды, мы удвоим объем до 2,0 литров и уменьшите концентрацию вдвое до 0,50 М.

Чтобы понять влияние разбавления на концентрацию, отметим, что количество глюкозы не изменяется добавление воды в раствор.Добавление воды в раствор не создает и не разрушает молекулы глюкозы. Это означает что количество молей глюкозы, присутствующей до разведения, равно количеству молей глюкозы присутствует после разведения.

Перед разбавлением у нас было 1,0 моль на литр * 1 литр, или 1,0 моль глюкозы. После разведения 0,5 моль на литр * 2 литра, или, опять же, 1,0 моль глюкозы. Это частный случай более общего выражение для разбавления, C ₁ V ₁ = C ₂ V ₂ .C ₁ и V ₁ — концентрация и объем раствора до разбавления. Их продукт C ₁ V ₁ — количество молей глюкозы, присутствующей до разведения. Аналогично C ₂ V ₂ — количество молей глюкозы, присутствующей после разведения. С ₁ В ₁ = C ₂ V ₂ учитывает тот факт, что разбавление не изменяет молей глюкозы или другого растворенного вещества.

Скажем, я хочу получить 100 мл 0,29 М глюкозы, а мой исходный материал — 1,0 М глюкоза. Как мне это сделать? я начнем с моего выражения C ₁ V ₁ = C ₂ V ₂ . Затем я рассматриваю то, что знаю об этой ситуации. Я знаю, что моя начальная концентрация, C ₁ , составляет 1,0 М. Я также знаю, что моя желаемая концентрация концентрация после разведения C ₂ составляет 0,29 М. Я знаю, что хочу приготовить 100 мл раствора, поэтому мой объем после разведения V ₂ составляет 100 мл.Я могу решить эту проблему для V1, моего объема до разбавления и получить 29 мл. Обратите внимание, что мне не нужно переводить объем из мл в литры. Единицы молярности отменяют, давая me V ₁ в мл.

Итак, как мне выполнить это разведение в лаборатории? V ₁ — объем раствора перед разведения, поэтому я начинаю с приема 29 мл 1,0 М глюкозы. V ₂ — объем после разведения, то есть что после добавления воды объем должен быть 100 мл.Чтобы получить конечный объем 100 мл, я добавляю 100-29 или 71 мл. воды. Добавление 71 мл воды даст мне 100 мл раствора с концентрацией 0,29 М.

Давайте сделаем это в виртуальной лаборатории. Я беру 29 мл 1,0 М глюкозы и добавляю 71 мл дистиллированной воды, и вы можете вижу, что я получаю 100 мл 0,29 М глюкозы.

Приготовление стандартного раствора гидроксида натрия *

Д-р Мурли Дхармадхикари и Тавис Харрис

Примечание. Эта статья написана по запросу представителей отрасли.Он написан для сотрудников винных лабораторий без химического образования.

В винной лаборатории анализ вина на TA, VA и SO2 включает использование реактива гидроксида натрия (NaOH). Виноделы обычно покупают раствор гидроксида натрия известной концентрации (обычно 0,1 нормального). Этот реагент относительно нестабилен, и его концентрация со временем меняется. Для обеспечения точности аналитических результатов важно периодически проверять концентрацию (нормальность) гидроксида натрия.Если концентрация изменилась, ее необходимо отрегулировать до исходной концентрации или в расчетах необходимо использовать новое значение концентрации (нормальность).

Иногда винодел может захотеть сделать свой собственный раствор NaOH вместо того, чтобы покупать его. При создании нового раствора или проверке нормальности старого раствора важно знать процедуру приготовления стандартного (известной концентрации) раствора реагента NaOH. В данной статье объясняется процедура стандартизации, а также основная концепция процедуры титрования.

Выражение концентрации в растворе

Раствор состоит из растворенного вещества и растворителя. Растворенное вещество — это растворенное вещество, а растворитель — это вещество, в котором растворенное вещество растворено. Растворенное вещество может быть твердым или жидким. В растворе NaOH гидроксид натрия (твердый) является растворенным веществом, а вода (жидкость) является растворителем. Обратите внимание, что растворенное вещество, являющееся твердым веществом, измеряется в единицах веса (в граммах), а вода-растворитель измеряется в единицах объема. Это пример выражения веса раствора на единицу объема (вес / объем).

В растворе, состоящем из двух жидкостей, концентрация выражается в объемах на объемную основу. Например, концентрация алкоголя в вине выражается как объем на объем. Вино с 12% -ным содержанием алкоголя означает, что оно содержит 12 мл алкоголя на 100 мл вина.

Обычно во многих растворах вес указывается в граммах, а объем — в миллилитрах или литрах. На этом этапе важно установить соотношение между единицами веса и объема. Один килограмм (вес) воды при температуре максимальной плотности и нормальном атмосферном давлении имеет объем один литр.Это означает, что один килограмм (вес) воды равен одному литру объема, а один грамм воды по весу равен одному миллилитру воды по объему. Таким образом, единицы веса (грамм) и объема (мл) похожи и взаимозаменяемы.

Химик выражает концентрацию раствора по-разному. Общие выражения включают в себя процент, частей на миллион (ppm), молярный и нормальный. Важно четко понимать эти термины.

процентов

Одна из простейших форм концентрации — это процент.Это просто означает единицы на 100 единиц или частей на 100 частей. Процентную концентрацию можно использовать тремя способами. Это может быть масса на единицу веса, объем на объем или масса на единицу объема.

Когда виноделы используют ареометр ° Brix для измерения сахара в виноградном соке, они, по сути, измеряют граммы сахара на 100 граммов сока. Образец сока 18 ° Брикса означает 18 граммов сахара на 100 граммов сока или обычно обозначается как 18%. При описании содержания алкоголя в вине процентное содержание алкоголя выражается в единицах объема на объем.Во многих случаях, в том числе в лаборатории, раствор получают путем растворения твердого вещества в жидкости, обычно в воде. В таком случае концентрация выражается в расчете на объемный вес.

частей на миллион

Когда мы имеем дело с очень небольшим количеством вещества в растворе, концентрация часто выражается в частях на миллион. Концентрация 20 ppm означает 20 частей растворенного вещества на каждые 1000000 частей раствора. Единицей измерения может быть вес или объем.Обычно концентрация ppm используется для обозначения миллиграммов растворенного вещества на литр раствора.

Молярный раствор

Молярный раствор означает концентрацию в моль / литр. Один молярный (I M) раствор означает один моль вещества (растворенного вещества) на литр раствора. Моль означает молекулярную массу в граммах или молекулярную массу вещества в граммах. Таким образом, молекулярная масса химического вещества также является его молярной массой. Чтобы вычислить молекулярную массу, нужно сложить атомные массы всех атомов в молекулярной формульной единице.Например, молекула NaOH состоит из одного атома натрия (Na), кислорода (0) и водорода (H). Их соответствующие атомные веса: Na — 23,0 — 16 и H — 1, поэтому молекулярная масса составляет 23 + 16 + I = 40. Таким образом, 40 граммов NaOH равны одному моль NaOH, а 1 молярный раствор NaOH. будет содержать 40 граммов химиката NaOH.

Нормальный раствор / Нормальность

Другой формой концентрации, которая используется относительно часто, является нормальность, или N. Нормальность выражается в эквивалентах на литр, что означает количество эквивалентных весов растворенного вещества на литр раствора.Термин нормальность часто используется в кислотно-щелочной химии. Эквивалентная масса кислоты определяется как молекулярная масса, деленная на количество реагирующих атомов водорода одной молекулы кислоты в реакции.

Чтобы понять эквиваленты, нужно знать кое-что о том, как работает реакция, так что давайте начнем с этого. Ниже приведено основное уравнение для кислоты и основания.

HCl + NaOH ——> NaCl + h30
или
Кислота + основание ——-> соль + вода

В нашем простом уравнении выше вы можете видеть, что кислота и основание реагируют с образованием соли и воды, и что они реагируют одинаково.Кислота дает 1 H + на каждый -OH, заданный основанием. Таким образом, на каждый моль H + нужно

моль.

-ОН. Эта реакция является взаимно однозначной на молярной основе. Один моль кислоты имеет одну реакционную единицу, а один моль основания также имеет одну реакционную единицу, таким образом, как кислота, так и основание в приведенном выше примере имеют равные реакционные единицы 1: 1. Как указано выше, для кислот мы определяем эквивалентную массу как молекулярную массу, деленную на количество H +, выделенного на молекулу. Выше HCl отдавал в реакцию 1 H + (протон).

Молекулярная масса h3SO4 = 98,08 г = 49,04 грамма на эквивалент
Количество протонов на 2 протона

Нормальность — это молекулярная масса, деленная на граммы на эквивалент (все это приводит к количеству эквивалентов) в заданном объеме. Для 1 н раствора нам нужен 1 эквивалент / литр. Для соляной кислоты (HCl) эквивалентный вес составляет 36,46 грамма. Следовательно, для приготовления 1 нормального раствора необходимо 36,46 г / л HCl. Обратите внимание, что 1 M решение также равно 36.46 г / л. Для молекул, которые могут выделять или принимать только один протон на молекулу, нормальность равна молярности.

Таблица 1. Молекулярная и эквивалентная масса некоторых распространенных соединений.

В случае, если молекула может испускать или принимать более одного протона, вам необходимо скорректировать свои вычисления. Например, серная кислота с формулой h3SO4 отдает 2 отдельных протона. Используя молярную массу серной кислоты и зная, что одна молекула может отдавать 2 протона, мы можем найти эквивалентную массу.

При молярной массе 98,08 грамма раствор, содержащий 98,08 г на 1 литр, будет иметь молярность 1 М и нормальность 2 Н. Это потому, что каждый 1 моль серной кислоты (h3SO4) имеет 2 моля атомов H +.

В таблице 1 перечислены молекулярные массы и эквивалентные массы важных кислот и оснований, используемых в винной лаборатории.

Приготовление 1 н. Раствора NaOH

Из приведенного выше обсуждения должно быть ясно, что для приготовления 1 нормального раствора нам необходимо знать эквивалент NaOH, который рассчитывается путем деления молекулярной массы на 1, то есть 40 делится на 1 = 40.Таким образом, эквивалентный вес NaOH равен 40. Чтобы приготовить 1 н. Раствор, растворите 40,00 г гидроксида натрия в воде, чтобы получить объем 1 литр. Для 0,1 н. Раствора (используемого для анализа вина) необходимо 4,00 г NaOH на литр.

Стандартизация

Прежде чем мы начнем титровать этот образец вина, у нас есть еще один важный шаг — стандартизация раствора NaOH. Стандартизация — это просто способ проверить нашу работу и определить точную концентрацию нашего реагента NaOH (или другого). Возможно, наше разведение было неточным, или, может быть, весы не были откалиброваны, и в результате нормальность нашего раствора гидроксида натрия не равна точно 1 N, как мы предполагали.Так что нам нужно это проверить. Это достигается титрованием раствора NaOH кислотой известной силы (нормальность). Обычно для титрования основания используется 0,1 н. HCl. Реагент, 0,1 N раствор HCl, приобретается у поставщика химикатов, сертифицированного по концентрации. Это означает, что он был стандартизирован до известной концентрации. «Но разве это не идет по кругу?» ты спрашиваешь. Нет, потому что кислоты стандартизированы до порошкообразной основы под названием KHP или гидрофталата калия. Его можно очень точно взвесить, потому что это мелкий порошок, а затем его титруют кислотой.

Для стандартизации NaOH начните с пипетирования 10,0 мл 0,1 н. Соляной кислоты (HCl) в колбу. Добавьте примерно 50 мл воды (помните, что это не вода из-под крана) и три капли индикатора метилового красного. Заполните бюретку объемом 25 мл 0,1 н. Раствором гидроксида натрия и запишите начальный объем. Титруйте соляную кислоту до точки, при которой цвет становится лимонно-желтым и остается постоянным. Запишите окончательный объем.

Вычтите начальный объем из конечного, чтобы получить объем использованного NaOH, и подставьте его в уравнение ниже.

Нормальность NaOH = Объем HCl x Нормальность HCl
Объем использованного NaOH

Методы титрования

Прежде чем полностью овладеть объемным анализом, нам необходимо обсудить некоторые методы титрования. Прежде всего осторожно обращайтесь с бюреткой. Избегайте повреждения узла наконечника и крана, поскольку повреждение и утечки в этих областях могут и будут влиять на производительность. Кроме того, обязательно записывайте окончательные и начальные значения объема точно, считывая нижнюю часть мениска раствора.Не пытайтесь втиснуть последний образец и опорожнить бюретку до самой нижней отметки; найдите время, чтобы правильно его пополнить. Чтобы облегчить чтение бюретки, возьмите белую учетную карточку и раскрасьте на ней черный квадрат, как показано. Держите его за шкалой бюретки при снятии показаний, чтобы лучше видеть мениск. По этой причине на некоторых бюретках действительно нарисована полоса.

Затем не забудьте перемешать образец во время титрования. Независимо от того, используете ли вы мешалку (рекомендуется) или перемешиваете, покручивая колбу вручную, раствор обязательно должен быть перемешан.Следите за тем, чтобы образец не выливался за пределы стакана / колбы и не позволял содержимому бюретки выпадать за пределы стакана. Кроме того, достаточно опустите бюретку, чтобы брызги образца не выходили из колбы во время титрования. Это не только плохая лабораторная практика, но также может быть опасным.

Безопасность — важный фактор при работе с бюретками, кислотами и щелочами. Осознайте, что вы имеете дело с агрессивными химикатами и хрупкой стеклянной посудой, относитесь к ней как к незаменимому вину в изысканном бокале.Это значит сознательно и с уважением. Надевайте как минимум защитные очки и лабораторный халат, также рекомендуются перчатки. Наполняя бюретку, выньте ее из подставки и держите под углом так, чтобы наконечник находился над раковиной. Таким образом, вся жидкость будет стекать в раковину, и вы сможете спокойно стоять на полу, а не на табурете. Опасно наклоняться над бюреткой, когда она стоит на столе.

Убедитесь, что у вас есть доступ к станции для промывания глаз или к чему-то, что может подавать струю воды на ваше тело и / или глаза в течение 15 минут — это рекомендованное OSHA средство для лечения попадания химических веществ в глаза и тело.Помните, что гидроксид натрия будет в бюретке на уровне глаз и выше, поэтому убедитесь, что ваше оборудование прикреплено к устойчивому основанию.

Хорошая лабораторная практика может помочь вам более точно и эффективно контролировать качество ваших вин. Объемный анализ путем титрования — один из наиболее распространенных методов, используемых виноделом для анализа своего продукта. В постоянном поиске отличных вин важно совершенствовать свои навыки в этой области.

* Ранее опубликовано в Vineyard and Vintage View , Mountain Grove, MO.

Расчет единиц молярности Молярная концентрация растворов практические вопросы о молярности как приготовить стандартный раствор как определить растворимость практические вопросы gcse chemistry igcse KS4 science A level GCE AS A2 O Level практические вопросы упражнения упражнения

11. Молярность, объемы и концентрация растворов Также 14.3 расчеты разбавления растворов (а) Объяснение термины растворимость, концентрация, сила и молярность Почему важны термины «концентрация», «сила» и «молярность»? Довольно много аналитические процедуры в химии предполагают использование растворов точно известная концентрация e.грамм. титрования. Если хотите проанализировать кислотный раствор, вам необходимо его титровать стандартным раствором щелочь точно известной концентрации, например точно известный молярность (концентрация обычно выражается в моль / дм 3 , подробнее об этом на оставшейся части страницы!). Растворимость вещество — максимальная сумма растворенного вещества, которое растворяется в данном объеме растворителя . Важно чтобы узнать растворимость вещества в различных жидкостях, довольно часто цитируют максимальная растворимость солей в воде , но часто указывается не как молярность, а в г соли / 100 г воды и нанесено на график, известный как растворимость кривые. Это максимально возможная концентрация для данного растворенного вещества и растворителя. Подробнее о растворимости см. Важные формулы соединений, растворимость солей и кристаллизационная вода Заблуждения Есть различия в используя слова концентрация и сила в науке по сравнению с повседневный язык В научных язык концентрация — это конкретно определенный термин e.грамм. (i) масса растворенного вещества на единица объема растворителя, например г / дм 3 , г / см 3 (г дм -3 , г см -3 ), ИЛИ, (ii) моль на единицу объема растворителя, например моль / дм 3 (моль дм -3 ), ‘ Прочность ‘ с точки зрения концентрации раствора не является научно определенным термином и, как правило, используется в повседневном языке для «грубо» обозначения концентрации e.грамм. «большая / высокая прочность» указывает на очень концентрированный раствор, и и наоборот, «низкая / слабая сила» означает раствор с низкой концентрацией. К сожалению, каждое употребление этого термина широко распространено, поэтому будьте осторожны, потому что это не относится к химии! В химии для растворов слово «сила» применяется, например, к кислота , чтобы указать насколько он ионизирует в водном растворе — это слабая или сильная кислота или щелочь (растворимое основание) . Низкая прочность раствор кислоты указывает на то, что это слабая кислота и ионизируется только на несколько% отдавать ионы водорода. например этановая кислота: CH 3 COOH (водн.) CH 3 COO (водн.) + H + (водн.) Равновесие примерно на 2% вправо, очень слабая кислота. Кислота высокого сила указывает на то, что он ионизируется до очень высокой степени с образованием ионов водорода. то есть сильная кислота . соляная кислота: HCl (г) + водный ===> H + (водн.) + Cl (водн.) При растворении хлористого водорода в вода ( водн. ), вы получаете практически 100% ионизацию ионов водорода и хлорида ион. В обоих случаях термин концентрация относится к концентрации исходных молекул: Больше подробностей видеть Подробнее о кислотно-основной теории и слабой и сильной кислоты и их свойства Измените раздел 7. родинки и массы, прежде чем переходить к разделу 11, и в конечном итоге вам может потребоваться знакомы с использованием устройства, проиллюстрированного выше, некоторые из которых дают большая точность при работе с решениями, а некоторые нет. Очень полезно знать, сколько именно растворенного вещество присутствует в растворе определенной концентрации или объема решение. Итак, нам нужен стандартный способ сравнения концентраций решения дюйм Чем больше вы растворяете в данном объеме растворитель, или чем меньше объем, в котором вы растворяете определенное количество растворенного вещества, тем более концентрированный раствор. Примечание. Стандартный раствор — это раствор, точная концентрация которого известна. . решение с нуля, например путем измерения массы твердого тела и растворяя его в известном объеме растворителя. ИЛИ, это может быть найдено путем стандартизации решения, например, титрование кислота с щелочью или алакли с кислотой. Напоминания: Растворенное вещество называется растворенным веществом , а растворяющая жидкость — растворитель . Чем больше вещества вы растворяете в жидкости, тем более концентрированный раствор, частицы растворенного вещества в среднем ближе все вместе. Диаграммы представляют вещества, растворенные в растворитель, правая диаграмма представляет более концентрированный раствор, например смесь двух солей в воде. Изображения не означают, что изображение справа более сильное решение! К сожалению, говоря обыденным языком, это было бы описан как таковой, но это наука и правильное использование научных язык важен! (б) Меры концентрации и простые расчеты молярность (b) (i) Концентрация по массе растворенное вещество на единицу объема раствора Мы посмотрим на родинки в (b) (ii) Самым простым способом измерения концентрации является масса растворенный на единицу объема растворителя у.е.грамм. концентрация = масса растворенного вещества / объем растворитель Взять 5,0 г соли, растворенной в 500 см 3 воды. Концентрация может быть выражена несколькими способами. концентрация = 5,0 / 500 = 0,01 г / см 3 1 дм 3 = 1000 см 3 , поэтому 500 см 3 = 500/1000 = 0,50 дм 3 концентрация = 5.0 / 0,50 = 10,0 г / дм 3 Для взаимного преобразования: г / см 3 x 1000 = г / дм 3 И г / дм 3 /1000 = г / дм 3 – Иногда используется общая формула c = m / v c = концентрация, m = масса, v = объем перестановок: m = c x v и v = м / с – Примеры вопросов (без родинок) Q1 Какова концентрация в г / дм 3 если 6.Растворяется 0 г соли в 150 см 3 воды? 150/1000 = 0,15 дм 3 концентрация = масса / объем = 6,0 / 0,15 = 40,0 г / дм 3 – 2 квартал Учитывая солевой раствор концентрацией 16 г / дм 3 , какая масса соль находится в 40 см 3 раствора? 1 дм 3 = 1000 см 3 c = m / v = 16/1000 = 0.16 г / см 3 (обратите внимание на способ преобразования г / дм 3 в г / см 3 ) Следовательно масса соли : m = c x v = 0,16 x 40 = 6,4 г соль – 3 квартал Учитывая 5,0 г соли, какой объем воды в см 3 , должен быть растворяется в растворе с концентрацией 12,5 г / дм 3 ? c = m / v, перестановка дает v = m / c v = 5.0 / 12,5 = 0,40 дм 3 объем воды необходимо = 1000 x 0,40 = 400 см 3 – Также хорошо иметь возможность делать разведение » расчеты в разделе 14.3 разведение растворов (b) (ii) Концентрация в молях растворенного вещества на единицу объема раствора Для для большинства аналитических и расчетных целей концентрация водного раствора обычно выражается в моль растворенного вещества на кубический дециметр раствор (напоминание о формуле крота, треугольник справа).1 кубический дециметр (дм 3 ) = 1 литр (л) старыми деньгами! концентрация = молярность = моль растворенного вещества / объем растворителя Убедитесь, что вы умеете рассчитывать родинки, см. треугольник справа! В единицах измерения концентрации моль дм -3 (или моль / дм 3 ), концентрация называется , молярность , иногда обозначается в сокращенно М (опять старые деньги, берегите!) и слово моляр тоже используется. Примечание: 1dm 3 = 1 литр = 1000 мл = 1000 см 3 , поэтому деление см 3 /1000 дает дм 3 , что полезно знать, так как большинство объемных лабораторных приборов калибруется в см 3 (или мл), , но концентрации раствора обычно указываются в молярности, то есть моль / дм 3 (моль / литр). Концентрация также выражается в «немолярный» формат массы на объем e.грамм. г / дм 3 Чтобы продолжить, вам нужно знать все о родинках далее на этой странице и попадаем в «молярность» … … так что читается раздел 7. о родинках и масса — обязательное предварительное показание для раздела 11 … И, если вы не можете понять молярность, вы не можете тоже сделайте титрование! Равные объемы раствора одинаковые молярные концентрации содержат такое же количество молей растворенного вещества i.е. такое же количество частиц, как указано в химической формуле. Вы должны уметь рассчитывать количество молей или масса вещества в водной раствор заданного объема и концентрации концентрация водного раствора с учетом количество вещества и объем воды, для этого воспользуйтесь уравнением …. (напоминание о треугольнике формулы молярности справа), так, для вещество Z… (1а) молярность (концентрация) Z = моль Z / объем в дм 3 Иногда это называют молярной концентрацией (мольная концентрация), и нужно уметь переставлять это уравнение … следовательно … (1b) молей = молярность (концентрация) x объем в дм 3 и … (1c) объем, дм 3 = моль / молярность (концентрация) Используйте треугольник справа, чтобы помочь вам переставьте уравнение для основного определения молярности. Вам также может понадобиться знать, что … (2) молярность x формула масса растворенное вещество = концентрация растворенного вещества в г / дм 3 Иногда его называют массовой концентрацией , и деление этого на 1000 дает концентрация в г / см 3 и (3) концентрация в г / дм 3 / формула масса = молярность в моль / дм 3 оба уравнения (2) и (3) результат из уравнений (1) и (4), решите сами. и, подводя итог, к настоящему времени вы должны знать: (4) моль Z = масса Z / формула массы Z (5) 1 моль = масса по формуле в граммы (6) молярность = моль / дм 3 Расчет молярности Пример 11,1 Если 5.00 г хлорида натрия — это растворяется ровно в 250 см 3 воды в калиброванной мерной колбе, (а) какова концентрация в г / дм 3 ? (b) Что такое молярность раствора? A r (Na) = 23, A r (Cl) = 35,5, поэтому M r (NaCl) = 23 + 35,5 = 58,5 моль NaCl = 5.0 / 58,5 = 0,08547 объем = 250/1000 = 0,25 дм 3 молярность = моль растворенного вещества / объем растворителя Молярность = 0,08547 / 0,25 = 0,342 моль / дм 3 – Молярность Расчет Пример 11. 2 5,95 г Бромид калия растворяли в 400 см 3 воды. а) Рассчитать его молярность. [A r ‘s: K = 39, Br = 80] моль = масса / формула масса, (KBr = 39 + 80 = 119) моль KBr = 5,95 / 119 = 0,050 моль 400 см 3 = 400/1000 = 0.400 дм 3 молярность = моль растворенное вещество / объем раствора молярность KBr раствор = 0,050 / 0,400 = 0,125 моль / дм 3 – (б) Какая концентрация в граммах на дм 3 ? концентрация = масса / объем, объем = 400/1000 = 0.4 дм 3 концентрация = 5,95 / 0,4 = 14,9 г / дм 3 – Молярность Расчет Пример 11. 3 Какая масса гидроксид натрия (NaOH) необходим для получения 500 см 3 (0.500 дм 3 ) 0,500 моль дм -3 (0,5 М) раствор? [A r : Na = 23, O = 16, H = 1] 1 моль NaOH = 23 + 16 + 1 = 40 г молярность = моль / объем, поэтому необходимо моль = молярность x объем в дм 3 500 см 3 = 500/1000 = 0,50 дм 3 Требуется моль NaOH = 0.500 х 0,500 = 0,250 моль NaOH , следовательно, масса = моль x формула масса = 0,25 х 40 = 10 г NaOH требуется – Молярность Пример расчета 11. 4 (а) Как много молей H 2 SO 4 находится в 250 см 3 а 0.800 моль дм -3 (0,8 М) раствор серной кислоты? б Какая масса кислоты в этом растворе? [A r ‘s: H = 1, S = 32, O = 16] (а) молярность = моль / объем в дм 3 , уравнение перестановки для серной кислоты (б) масса = моль x формула масса Молярность пример расчета 11.5 Это включает в себя расчет концентрации другими способами, например масса / объем шт. Какие — концентрация хлорида натрия (NaCl) в г / дм 3 и г / см 3 в 1,50 молярном растворе? At. массы: Na = 23, Cl = 35,5, формула массы NaCl = 23 + 35,5 = 58,5 , поскольку масса = моль x масса по формуле, за 1 дм 3 концентрация = 1.5 x 58,5 = 87,8 г / дм 3 и концентрация = 87,75 / 1000 = 0,0878 г / см 3 – Молярность расчет Пример 11,6 Раствор кальция сульфат (CaSO 4 ) содержал 0.500 г растворяют в 2,00 дм 3 воды. Рассчитайте концентрацию в (а) г / дм 3 , (б) г / см 3 и (в) моль / дм 3 . (а) концентрация = 0,500 / 2,00 = 0,250 г / дм 3 , то с 1 дм 3 = 1000 см 3 (б) концентрация = 0.250/1000 = 0,00025 г / см 3 (или от 0,500 / 2000) (c) At. массы: Ca = 40, S = 32, O = 64, формульная масса CaSO 4 = 40 + 32 + (4 x 16) = 136 Пример расчета молярности 11,7 Также хорошо иметь возможность делать разведение » расчеты в разделе 14.3 разведение растворов Есть еще вопросы с учетом молярности в разделе 12. на титрования и раздел 14.3 на расчеты разбавления и НАЧАЛО СТРАНИЦЫ (c) ПРИЛОЖЕНИЕ 1 о РАСТВОРИМОСТИ и расчет концентраций Как узнать, насколько растворим вещество находится в воде? Напоминание: растворенное вещество + растворитель ==> раствор я.е. растворенное вещество — это то, что растворяется, растворитель — это то, что растворяет его, и в результате получается гомогенная смесь раствор . Растворимость вещества максимальная его количество, которое будет растворяться в данном объеме растворителя, например вода. Полученный раствор известен как насыщенный раствор . раствор , потому что растворенное вещество больше не будет растворяться в растворителе. Растворимость можно измерить и выразить в различные единицы концентрации e.грамм. г / 100 см 3 , г / дм 3 и молярность ( моль / дм 3 ). Растворимость также можно выразить как массу растворенного вещества на массу воды, например г / 100г воды. Растворимость можно определить титрованием, если растворенное вещество вступает в реакцию с подходящим реагентом, например кислотно-щелочное титрование и особенно подходит для веществ с низкой растворимостью в воде, например раствор гидроксида кальция (щелочная известковая вода) можно титровать стандартным раствор соляной кислоты. Однако многие вещества, такие как соли, очень растворим в воде, и подойдет простой метод испарения, который описан ниже например для термостойкой соли, такой как хлорид натрия. (1) Насыщенный раствор готовят путем смешивания соль с 25 см 3 воды, пока она не перестанет растворяться в комнате температура. (2) Раствор фильтруют, чтобы убедиться, что нерастворенные кристаллы соли загрязняют насыщенный раствор. (3) Далее устанавливается испаритель (таз). точно взвесили. Затем аккуратно внесите пипеткой 10 см 3 насыщенного солевой раствор в таз и повторно взвесьте блюдо с содержимым. С помощью пипетки можно растворимость в двух разных единицах. (4) Таз и раствор тщательно нагреваются. чтобы испарить воду. (5) Когда кажется, что у вас есть сухие кристаллы соли, вы дайте тазу остыть и снова взвесьте его. (6) Затем раковину снова осторожно нагревают и затем охладили и снова взвесили. Это повторяется до тех пор, пока вес блюда и соль постоянна, доказывая, что вся вода испарилась Путем вычитания исходного веса блюдо из конечной массы получается масса соли, растворенная в объеме или масса насыщенного солевого раствора, с которого вы начали. Вы можете повторить эксперимент, чтобы получить более точный и надежный результат. (7) Расчеты С помощью пипетки можно рассчитать растворимость двумя способами, выраженными двумя совершенно разными единицы измерения. Допустим, блюдо весило 95,6 г. С 10,0 см 3 соли раствор массой 107,7 г После испарения воды блюдо весил 96,5 г Масса из 10.0 см 3 раствор соли = 107,7 — 95,6 = 12,1 г Масса соли в 10 см 3 раствора соли = 96,5 — 95,6 = 0,9 г Масса выпаренной воды = 107,7 — 96,5 = 11,2 г (a) Выражение растворимости в граммах соли на 100 г воды Из массовых данных выше 0,9 г соли растворяется в 11.2 г воды Следовательно, X г соли растворяется в 100 г вода, X = 100 x 0,9 / 11,2 = 8,0 Следовательно, растворимость соль = 8,0 г / 100 г воды Вы можете масштабировать до 80,0 г / 1000 г H 2 O, или подсчитайте, сколько соли растворилось бы в любой данной массе воды. Растворимость можно также выразить как г соль / 100г раствора. 0,9 г соли растворяют в 12,1 г раствора, Х г в 100г раствора Следовательно, X = 100 x 0,9 / 12,1 = 7,4, поэтому растворимость = 7,4 г / 100 г раствора Эти расчеты не требуют оригинальный солевой раствор для пипетки. Вы можете просто измерить примерно 10 см 3 солевого раствора с 10см 3 мерный цилиндр, и проведите эксперимент и эти расчеты точно так же. (b) Однако, если вы знаете точный объем солевого раствора и растворенной в нем массы, то можно рассчитать концентрация в г / дм 3 , и если вы знаете формулу массы соли, можно рассчитать молярность раствора. Из части (а) у нас 0,9 г соли в 10,0 см 3 Следовательно, X g растворится в 1000 см 3 решение, X = 1000 x 0.9/10 = 90 г / 1000 см 3 Растворимость соли = 90 г / дм 3 Предположим, что формульная масса соли была 200, рассчитайте молярность насыщенного раствора. моль соли = масса / формула масса = 90/200 = 0,45 моль Следовательно, растворимость насыщенных раствор соли по молярности = 0,45 моль / дм 3 ПРИМЕЧАНИЕ Растворимость зависит от температуры , видеть Растворимость газов и солей в воде и кривых растворимости, и обычно (но не всегда) увеличивается с повышением температуры.Итак, в описанном эксперименте выше следует указать температуру насыщенного раствора или, возможно, регулируется для насыщения при 20 o C или 25 o C. НАЧАЛО СТРАНИЦЫ (d) ПРИЛОЖЕНИЕ 2 — Как составить стандартное решение — решение точно известного концентрация Способ и порядок изготовления стандартный раствор растворимого твердого вещества e.грамм. соль, полностью описана. Процедура f или составление стандартного раствора известной молярности Способ и порядок изготовления стандартный раствор растворимого твердого вещества, например соль, полностью описана Допустим, вы хотите приготовить 250 см 3 соли раствор концентрации 20г / дм 3 (20г / литр, 20г / 1000см 3 , 20 г / 1000 мл). Пример 1. c = m / v, m = c x v , m = 20 x 250/1000 = 5g , поэтому 5 г соли необходимо превратить в водный раствор ровно 250,0 см 3 . Порядок действий к является подробно описан пример 2. ниже. Чтобы приготовить раствор известной молярности, нужно работать в обратном направлении от требуемый объем и молярность, чтобы узнать, сколько твердого вещества вам нужно. Пример 2. Предположим, вы хотите приготовить 250 см 3 концентрированного раствора хлорида натрия. 0,20 молдм -3 Предварительный расчет : От молярности формула (справа): моль = молярность (моль / дм 3 ) x объем (дм 3 ) и объем в см 3 /1000 = дм 3 Требуется моль NaCl = 0.20 x 250/1000 = 0,20 x 0,25 = 0,05 моль NaCl Атомные массы: Na = 23 и Cl = 35,5, поэтому молярная масса NaCl = 23 + 35,5 = 58,5 Из основной мольной формулы: необходимая масса NaCl = моль NaCl x масса формулы NaCl масса необходимого NaCl = 0,05 x 58,5 = 2,925 г (это нормально, если вы баланс с 3-мя знаками после запятой!), так что 2,295 г чистой соли NaCl необходимо для получения 250,0 см 3 раствор с точной концентрацией 0.20 моль / дм 3 . Процедура изготовления стандартного раствора, т.е. одного из известных концентрация твердого (в данном случае) An точная электронная балансировка одной панорамы установлена ​​на ноль (желательно с точностью двух знаков после запятой). На весы ставят стакан и записывают показания. (не обращайте внимания на цифры на схеме). Очень осторожно шпателем (не показан) добавляют кристаллы соли в стакан. пока он не весит ровно 2.На 925 грамм больше, чем в стакане. Это может быть очень неудобно процедуру, если вы хотите ровно 2,925 г соли. Чистый затем в стакан добавляется вода (дистиллированная / деионизированная) для полного растворения соли и использования палочка для перемешивания помогает ускорить процесс. Количество воды, которую вы добавляете в мензурка должна быть намного меньше , чем 250 см 3 , чтобы обеспечить перенос и промывка раствора в мерную стандартную колбу с использованием Бутылка для мытья под давлением! В конце концов должен быть виден прозрачный раствор соли, не должно быть остатков соли кристаллы на дне или по бокам стакана.Ты можешь использовать промывной бутыль, чтобы смыть кристаллы со стороны стакана, но следите за объем, который вы используете .. An точно откалиброванная мерная колба 250 см 3 необходимо промыть и несколько раз промыли чистой водой. Тогда все решение в стакан переносится в колбу с помощью воронки, чтобы избежать риск разлива. Чтобы убедиться, что каждая капля солевого раствора попала в колбу, промывочная бутыль с чистой водой используется для ополаскивания стакана несколько раз. раз, И также промойте стержень для перемешивания и воронку.Это не для того, чтобы ничего гарантировать теряется при переносе из стакана в колбу. Потом, очень осторожно доливаем в колбу чистую воду, чтобы мениск оставался точно на калибровочной отметке 250,0 см 3 , можно использовать сосковую пипетку на последние несколько капель воды. Надевается пробка, и колба осторожно встряхнуть несколько раз, чтобы раствор полностью перемешался. Наконец, проверьте, что мениск лежит на калибровочной отметке , на случай, если необходимо несколько капель.В любом случае, нужно добавить последние капли воды. осторожно с помощью сосковой пипетки. Работа сделана! Примечание по стандартным растворам кислот и щелочей Вы можете приобрести стандартные решения, готовые к использованию. ИЛИ, флакон концентрированной кислоты или щелочи, который вы разбавить до определенного объема, чтобы получить определенную молярность. Помимо взвешивания твердого тела, процедура представляет собой такой же как а также , убедиться, что каждая капля из флакона смывается по воронке в калиброванная мерная колба. См. Расчеты разбавления в разделе 14.3 разведение растворов (e) Тесты для самооценки по расчетам молярности: введите ответ ВИКТОРИНА по молярности или несколько выбор ВИКТОРИНА по молярности введите ответ на титрование Викторина или большой выбор титрование ВИКТОРИНА (хорошая редакция для студентов A level) Смотрите также Продвинутый уровень GCE-AS-A2 вопросы расчета кислотно-щелочного титрования Выше представлена ​​типичная таблица Менделеева, используемая в спецификациях по науке и химии GCSE в выполнение расчетов молярности, и я «обычно» использовал эти значения в своих расчетах на примере, чтобы охватить большинство учебные программы НАЧАЛО СТРАНИЦЫ ДРУГИЕ РАСЧЕТНЫЕ СТРАНИЦЫ Что такое относительная атомная масса ?, относительная изотопная масса и расчет относительной атомной массы Расчет относительной формула / молекулярная масса соединения или молекулы элемента Закон сохранения массы и простые вычисления реагирующей массы Состав по процентной массе элементов в комплексе Эмпирическая формула и формула массы соединения из реагирующих масс (легкий старт, без кротов) Расчет соотношения реагирующих масс реагентов и продуктов из уравнений (Не используется моль) и краткое упоминание фактического процентного выхода и теоретического выхода, атомная экономика и определение массы по формуле Введение в моли: связь между молями, массой и формульной массой — основа расчета молярных соотношений реагирующих веществ. (относящиеся к реагирующим массам и формуле масса) С использованием моль, чтобы вычислить эмпирическую формулу и вывести молекулярную формулу соединения / молекулы (начиная с реагирующих масс или% состава) Моли и молярный объем газа, закон Авогадро Объем реагирующего газа отношения, закон Авогадро и закон Гей-Люссака (соотношение газообразных реактивы-продукты) Молярность, объемы и раствор концентрации (и схемы аппаратов) (эта страница) Как сделать кислотно-щелочной расчеты титрования, схемы аппаратов, подробности процедур Расчет продуктов электролиза (отрицательный катод и положительный анод) Прочие расчеты е.грамм. % чистоты,% процентного содержания и теоретический выход, разбавление растворов (и схемы аппаратов), кристаллизационная вода, количество реагентов требуется, атом эконом Передача энергии при физических / химических изменениях, экзотермические / эндотермические реакции Расчеты по газу с учетом отношений PVT, Лоулз Бойля и Чарльза Расчеты радиоактивности и периода полураспада, включая датирующие материалы Ключевые слова: Количественные химические расчеты Справка для решения задач при расчете молярности по заданным массам, объемам и молекулярные / формульные массы.Практикуйте уточняющие вопросы по расчету молярность из данных массы, объема и формулы массы, используя данные эксперимента, делая предсказания. Как определить концентрацию раствора? Как мы рассчитать концентрацию? Какие единицы мы используем для концентрации? Что такое молярность? Как мы используем моли для расчета массы вещества, составляющего удельный объем раствора определенной концентрации? Все методы расчета полностью объяснены с полностью разработанными примерами вопросов.Онлайн практика экзамен по химии РАСЧЕТЫ и решенные задачи для KS4 Science GCSE / IGCSE ХИМИЯ и базовые начальные химические расчеты для продвинутого уровня Курсы AS / A2 / IB. Эти примечания к пересмотру и практические вопросы о том, как делать расчеты молярности при использовании растворов в химии и рабочие примеры должны оказались полезными для новых химических наук AQA, Edexcel и OCR GCSE (91) курсы. определение молярности расчеты концентрации раствора Ревизия KS4 Наука пересматривает определение расчет молярности концентрации раствора Дополнительная Тройная премия по науке Курсы по отдельным наукам помогают определить расчеты молярности концентрация растворов редакция учебника Уровень GCSE / IGCSE / O Химическое определение решения для расчета молярности концентрации Информация Исследование Заметки для пересмотра для AQA GCSE Научное определение концентраций растворов для расчетов молярности, Edexcel GCSE Science / IGCSE Chemistry определение концентраций растворов для расчетов молярности и OCR 21st Century Science, OCR Gateway Научное определение расчетов молярности концентрации растворов WJEC gcse science chemistry определение молярности расчеты концентрации раствора CEA / CEA gcse science chemistry O Уровень химии (пересмотреть курсы, соответствующие 8-му классу США, 9-му классу определение 10-го класса расчетов молярности концентрации растворов) Уровень Примечания к пересмотру определения молярности расширенного вспомогательного уровня GCE расчеты концентрации растворов AS Продвинутый уровень A2 IB Пересмотр определения расчетов молярности концентрации растворов AQA GCE Chemistry OCR GCE Chemistry определение решения для расчета молярности концентрации Edexcel GCE Chemistry Salters Химическое определение молярности расчеты концентрации раствора CIE Химическое определение концентраций растворов для расчетов молярности, WJEC GCE AS A2 Chemistry определение молярных расчетов концентраций растворов, CCEA / CEA GCE AS A2 Chemistry revision определение курсов молярности расчетов концентраций растворов для студенты доуниверситетского образования (равные 11 и 12 классам США и AP с отличием / отличием) определение уровня расчетов молярности руководство по пересмотру концентраций раствора для определения концентраций растворов для расчета молярности, каковы единицы молярности? как рассчитать молярность? практические вопросы по молярность, моль и расчеты молярности, эксперимент по определению растворимости в г / дм3 моль / дм3, расчет концентрации в г / см3, как преобразовать г / дм3 в молярность моль / дм3 или г / см3, как преобразовать молярность в моль / дм3 в г / дм3 или г / см3, пересмотр ГКСЭ по химии бесплатные подробные заметки по расчетам молярности для уровня A химия, чтобы помочь пересмотреть химию igcse Заметки о пересмотре химии igcse по расчетам молярности для Химия уровня O химия уровня Не требующие пересмотра подробные примечания по расчетам молярности для A уровень химии, чтобы помочь пересмотреть gcse бесплатные химические подробные заметки по расчетам молярности для A уровень химии, чтобы помочь пересмотреть уровень O бесплатный онлайн-сайт по химии, чтобы помочь проверить молярность расчеты для уровня химии для gcse бесплатный онлайн-сайт по химии, чтобы помочь проверить молярность расчеты для уровня химии для Бесплатный онлайн-сайт по химии igcse, который поможет пересмотреть уровень O расчеты молярности для уровня химии как добиться успеха в вопросах по расчеты молярности для химии уровня A для gcse химия как добиться успеха в igcse химия как добиться успеха по химии уровня O хороший сайт для бесплатных вопросов по расчеты молярности для химии уровня A, чтобы помочь сдать вопросы химии gcse на расчеты молярности для уровня химии хороший сайт бесплатно помогите пройти igcse химия с доработкой заметки по расчетам молярности для химии уровня A хороший сайт для бесплатной помощи для прохождения уровня O химия НАЧАЛО СТРАНИЦЫ

Глава 7 — Растворы — Химия

Глава 7: Растворы A Стехиометрия раствора

7.1 Введение

7.2 Типы решений

7.3 Растворимость

7,4 Температура и растворимость

7.5 Влияние давления на растворимость газов: закон Генри

7,6 Твердые гидраты

7,7 Концентрация раствора

7.7.1 Молярность

7.7.2 Количество частей в решениях

7,8 Разведения

7.9 концентраций ионов в растворе

7.10 Резюме

7.11 Ссылки

---

7.1 Введение:

Напомним из главы 1, что растворы определяются как гомогенные смеси, которые перемешаны настолько тщательно, что ни один компонент не может наблюдаться независимо от другого. Решения повсюду вокруг нас. Например, воздух — это решение. Если вы живете рядом с озером, рекой или океаном, этот водоем не является чистым H ₂ O, но, скорее всего, это решение.Многие из того, что мы пьем, например газированные напитки, кофе, чай и молоко, являются растворами. Решения — большая часть повседневной жизни. Большая часть химии, происходящей вокруг нас, происходит в растворе. Фактически, большая часть химии, происходящей в нашем собственном организме, происходит в растворах, и многие растворы, такие как раствор лактата Рингера для внутривенного введения, важны для здравоохранения. В нашем понимании химии нам нужно немного разбираться в растворах. В этой главе вы узнаете об особых характеристиках решений, их характеристиках и некоторых их свойствах.

Навыки для развития

• Определите эти термины: раствор, растворенное вещество и растворитель.
• Различают растворы, смеси и коллоиды.
• Опишите различные типы решений.
• Различают ненасыщенные, насыщенные и пересыщенные растворы.

Главный компонент раствора называется растворитель , а второстепенный компонент (ы) называется растворенным веществом . Если оба компонента в растворе составляют 50%, термин «растворенное вещество» может относиться к любому компоненту.Когда газообразный или твердый материал растворяется в жидкости, газ или твердый материал называется растворенным веществом. Когда две жидкости растворяются друг в друге, основной компонент называется растворителем , а второстепенный компонент — растворенным веществом .

Многие химические реакции протекают в растворах, и растворы также тесно связаны с нашей повседневной жизнью. Воздух, которым мы дышим, жидкости, которые мы пьем, и жидкости в нашем теле — все это решения.Кроме того, нас окружают такие решения, как воздух и вода (в реках, озерах и океанах).

По теме решений мы включаем следующие разделы.

1. Типы растворов: газообразные, жидкие и твердые растворы в зависимости от состояния раствора.
2. Стехиометрия раствора: выражение концентрации в различных единицах (масса на единицу объема, моль на единицу объема, процент и доли), расчеты стехиометрии реакции с использованием растворов.
3. Растворы электролитов: растворы кислот, оснований и солей, в которых растворенные вещества диссоциируют на положительные и отрицательные гидратированные ионы.
4. Метатезис или обменные реакции: реакция электролитов, приводящая к нейтральным молекулам, газам и твердым веществам.

Решение проблем стехиометрии раствора требует концепций, введенных в стехиометрию в главе 6, которая также обеспечивает основу для обсуждения реакций.

(Вернуться к началу)

---

7.2 типа решений

В главе 1 вы познакомились с концепцией смеси , которая представляет собой вещество, состоящее из двух или более веществ. Напомним, что смеси могут быть двух типов: гомогенные и гетерогенные, где гомогенные смеси сочетаются настолько тесно, что их можно рассматривать как единое вещество, хотя это не так. С другой стороны, гетерогенные смеси неоднородны и имеют участки смеси, которые отличаются от других участков смеси.Гомогенные смеси можно разделить на две категории: коллоиды и растворы. Коллоид — это смесь, содержащая частицы диаметром от 2 до 500 нм. Коллоиды кажутся однородными по своей природе и имеют одинаковый состав во всем, но являются мутными или непрозрачными. Молоко — хороший пример коллоида. Истинные растворы имеют размер частиц типичного иона или небольшой молекулы (от 0,1 до 2 нм в диаметре) и прозрачны, хотя могут быть окрашены. В этой главе основное внимание будет уделено характеристикам истинных решений.

Материал существует в трех состояниях: твердом, жидком и газообразном. Решения также существуют во всех этих состояниях:

1. Газовые смеси обычно однородны и обычно представляют собой газо-газовые растворы . Для количественной обработки такого типа растворов мы посвятим единицу газам. Атмосфера представляет собой газообразный раствор, состоящий из азота, кислорода, аргона, двуокиси углерода, воды, метана и некоторых других второстепенных компонентов. Некоторые из этих компонентов, такие как вода, кислород и углекислый газ, могут различаться по концентрации в разных местах на Земле в зависимости от таких факторов, как температура и высота над уровнем моря.
2. Когда молекулы газа, твердого вещества или жидкости диспергированы и смешаны с молекулами жидкости, гомогенные (однородные) состояния называются жидкими растворами . Твердые вещества, жидкости и газы растворяются в жидком растворителе с образованием жидких растворов. В этой главе большая часть химии, которую мы будем обсуждать, происходит в жидких растворах, в которых вода является растворителем.
3. Многие сплавы, керамика и полимерные смеси представляют собой твердые растворы . В определенных пределах медь и цинк растворяются друг в друге и затвердевают с образованием твердых растворов, называемых латунью.Серебро, золото и медь образуют множество различных сплавов, уникальных по цвету и внешнему виду. Сплавы и другие твердые растворы важны в мире химии материалов.

(Вернуться к началу)

---

7.3 Растворимость

Максимальное количество вещества, которое может быть растворено в данном объеме растворителя, называется растворимостью . Часто растворимость в воде выражается в граммах / 100 мл. Раствор, не достигший максимальной растворимости, называется ненасыщенным раствором . Это означает, что к растворителю все еще может быть добавлено больше растворенного вещества, и растворение все равно будет происходить.

Раствор, достигший максимальной растворимости, называется насыщенным раствором . Если в этот момент добавить больше растворенного вещества, оно не растворится в растворе. Вместо этого он останется в осадке в виде твердого вещества на дне раствора. Таким образом, часто можно сказать, что раствор является насыщенным, если присутствует дополнительное растворенное вещество (оно может существовать в виде другой фазы, такой как газ, жидкость или твердое вещество).В насыщенном растворе нет чистого изменения количества растворенного вещества, но система никоим образом не статична. Фактически растворенное вещество постоянно растворяется и откладывается с одинаковой скоростью. Такое явление называется равновесием . Например:

В особых случаях раствор может быть перенасыщенным . Перенасыщенные растворы — это растворы, в которых растворенные вещества растворяются за пределами нормальной точки насыщения.Обычно для создания перенасыщенного раствора требуются такие условия, как повышенная температура или давление. Например, ацетат натрия имеет очень высокую растворимость при 270 К. При охлаждении такой раствор остается растворенным в так называемом метастабильном состоянии . Однако, когда к раствору добавляют кристалл затравки , дополнительное растворенное вещество быстро затвердевает. В процессе кристаллизации выделяется тепло, и раствор становится теплым. Обычные грелки для рук используют этот химический процесс для выработки тепла.

Видео, показывающее кристаллизацию перенасыщенного раствора ацетата натрия. Видео: Школа естественных и математических наук Северной Каролины

---

Итак, как мы можем предсказать растворимость вещества?

Одна из полезных классификаций материалов — полярность. Читая о ковалентных и ионных соединениях в главах 3 и 4, вы узнали, что ионные соединения имеют самую высокую полярность, образуя полные катионы и анионы внутри каждой молекулы, поскольку электроны передаются от одного атома к другому.Вы также узнали, что ковалентные связи могут быть полярными или неполярными по своей природе в зависимости от того, разделяют ли атомы, участвующие в связи, электроны неравномерно или поровну, соответственно. Напомним, что по разнице электроотрицательностей можно определить полярность вещества. Обычно ионная связь имеет разность электроотрицательностей 1,8 или выше, тогда как полярная ковалентная связь составляет от 0,4 до 1,8, а неполярная ковалентная связь составляет 0,4 или ниже.

Рисунок 7.1 Диаграмма разности электроотрицательностей. Приведенная выше диаграмма является руководством для определения типа связи между двумя разными атомами. Взяв разницу между значениями электроотрицательности для каждого из атомов, участвующих в связи, можно предсказать тип связи и полярность. Обратите внимание, что полный ионный характер достигается редко, однако, когда металлы и неметаллы образуют связи, они называются в соответствии с правилами ионного связывания.

---

Вещества с нулевой или низкой разностью электроотрицательности, такие как H ₂ , O ₂ , N ₂ , CH ₄ , CCl ₄ , являются неполярными соединениями , тогда как H ₂ O, NH ₃ , CH ₃ OH, NO, CO, HCl, H ₂ S, PH ₃ , более высокая разница электроотрицательности — это полярных соединения .Обычно соединения, имеющие сходную полярность, растворимы друг в друге. Это можно описать правилом:

Нравится Растворяется Нравится.

Это означает, что вещества должны иметь одинаковые межмолекулярные силы для образования растворов. Когда растворимое растворенное вещество вводится в растворитель, частицы растворенного вещества могут взаимодействовать с частицами растворителя. В случае твердого или жидкого растворенного вещества взаимодействия между частицами растворенного вещества и частицами растворителя настолько сильны, что отдельные частицы растворенного вещества отделяются друг от друга и, окруженные молекулами растворителя, входят в раствор.(Газообразные растворенные вещества уже отделены от составляющих частиц, но концепция окружения частицами растворителя все еще применима.) Этот процесс называется solvatio n и проиллюстрирован на рисунке 7.2. Когда растворителем является вода, вместо сольватации используется слово гидратация .

Обычно полярные растворители растворяют полярные растворенные вещества, тогда как неполярные растворители растворяют неполярные растворенные вещества. В целом процесс растворения зависит от силы притяжения между частицами растворенного вещества и частицами растворителя.Например, вода — это высокополярный растворитель, способный растворять многие ионные соли. На рис. 7.2 показан процесс растворения, в котором вода действует как растворитель для растворения кристаллической соли хлорида натрия (NaCl). Обратите внимание, что когда ионные соединения растворяются в растворителе, они распадаются на свободно плавающие ионы в растворе. Это позволяет соединению взаимодействовать с растворителем. В случае растворения хлорида натрия в воде ион натрия притягивается к частичному отрицательному заряду атома кислорода в молекуле воды, тогда как ион хлорида притягивается к частичным положительным атомам водорода.

Рисунок 7.2: Процесс растворения. Когда ионная соль, такая как хлорид натрия, показанная на (A), вступает в контакт с водой, молекулы воды диссоциируют ионные молекулы хлорида натрия в их ионное состояние, что показано в виде молекулярной модели на (B) твердого тела. кристаллическая решетка хлорида натрия и (C) хлорид натрия, растворенный в водном растворителе. (Фотография хлорида натрия предоставлена ​​Крисом 73).

---

Многие ионные соединения растворимы в воде, однако не все ионные соединения растворимы.Ионные соединения, растворимые в воде, существуют в растворе в ионном состоянии. На рис. 7.2 вы заметите, что хлорид натрия распадается на ион натрия и ион хлорида по мере растворения и взаимодействия с молекулами воды. В случае ионных соединений, не растворимых в воде, ионы настолько сильно притягиваются друг к другу, что не могут быть разрушены частичными зарядами молекул воды. Следующая таблица может помочь вам предсказать, какие ионные соединения будут растворимы в воде.

Таблица 7.1 Правила растворимости

Диссоциация растворимых ионных соединений придает растворам этих соединений интересное свойство: они проводят электричество. Из-за этого свойства растворимые ионные соединения обозначаются как электролиты . Многие ионные соединения полностью диссоциируют и поэтому называются сильными электролитами . Хлорид натрия — пример сильного электролита.Некоторые соединения растворяются, но диссоциируют лишь частично, и растворы таких растворенных веществ могут лишь слабо проводить электричество. Эти растворенные вещества называются слабыми электролитами . Уксусная кислота (CH ₃ COOH), входящая в состав уксуса, является слабым электролитом. Растворенные вещества, которые растворяются в отдельные нейтральные молекулы без диссоциации, не придают своим растворам дополнительную электропроводность и называются неэлектролитами . Полярные ковалентные соединения, такие как столовый сахар (C ₁₂ H ₂₂ O ₁₁ ), являются хорошими примерами неэлектролитов .

Термин электролит используется в медицине для обозначения любых важных ионов, растворенных в водном растворе в организме. Важные физиологические электролиты включают Na ⁺ , K ⁺ , Ca ^{2 +} , Mg ^{2 +} и Cl ^— . Спортивные напитки, такие как Gatoraid, содержат комбинации этих ключевых электролитов, которые помогают восполнить потерю электролитов после тяжелой тренировки.

Точно так же решения могут быть получены путем смешивания двух совместимых жидкостей.Жидкость с более низкой концентрацией называется растворенным веществом , , а жидкость с более высокой концентрацией — растворителем . Например, зерновой спирт (CH ₃ CH ₂ OH) представляет собой полярную ковалентную молекулу, которая может смешиваться с водой. Когда два одинаковых раствора помещаются вместе и могут смешиваться в раствор, они считаются смешиваемыми . С другой стороны, жидкости, которые не имеют одинаковых характеристик и не могут смешиваться вместе, называются несмешивающимися .Например, масла, содержащиеся в оливковом масле, такие как олеиновая кислота (C ₁₈ H ₃₄ O ₂ ), имеют в основном неполярные ковалентные связи, которые не имеют межмолекулярных сил, достаточно сильных, чтобы разорвать водородную связь между молекулы воды. Таким образом, вода и масло не смешиваются и считаются несмешивающимися .

Другие факторы, такие как температура и давление, также влияют на растворимость растворителя. Таким образом, при определении растворимости следует также помнить об этих других факторах.

(Вернуться к началу)

---

7,4 Температура и растворимость

При рассмотрении растворимости твердых веществ соотношение температуры и растворимости не является простым или предсказуемым. На рис. 7.3 показаны графики растворимости некоторых органических и неорганических соединений в воде в зависимости от температуры. Хотя растворимость твердого вещества обычно увеличивается с повышением температуры, нет простой взаимосвязи между структурой вещества и температурной зависимостью его растворимости.Многие соединения (например, глюкоза и CH ₃ CO ₂ Na) демонстрируют резкое увеличение растворимости с повышением температуры. Другие (такие как NaCl и K ₂ SO ₄ ) мало изменяются, а третьи (такие как Li ₂ SO ₄ ) становятся менее растворимыми с повышением температуры.

Рис. 7.3. Растворимость некоторых неорганических и органических твердых веществ в воде в зависимости от температуры. Растворимость может увеличиваться или уменьшаться с температурой; величина этой температурной зависимости широко варьируется между соединениями.

---

Изменение растворимости в зависимости от температуры было измерено для широкого диапазона соединений, и результаты опубликованы во многих стандартных справочниках. Химики часто могут использовать эту информацию для разделения компонентов смеси путем фракционной кристаллизации , разделения соединений на основе их растворимости в данном растворителе. Например, если у нас есть смесь 150 г ацетата натрия (CH ₃ CO ₂ Na) и 50 г KBr, мы можем разделить два соединения, растворив смесь в 100 г воды при 80 ° C. а затем медленно охлаждают раствор до 0 ° C.Согласно температурным кривым на рис. 7.3, оба соединения растворяются в воде при 80 ° C, и все 50 г KBr остаются в растворе при 0 ° C. Однако только около 36 г CH ₃ CO ₂ Na растворимы в 100 г воды при 0 ° C, поэтому кристаллизуется примерно 114 г (150 г — 36 г) CH ₃ CO ₂ Na при охлаждении. Затем кристаллы можно отделить фильтрованием. Таким образом, фракционная кристаллизация позволяет нам восстановить около 75% исходного CH ₃ CO ₂ Na в практически чистой форме всего за одну стадию.

Фракционная кристаллизация — это распространенный метод очистки таких разнообразных соединений, как показано на рис. 7.3, и от антибиотиков до ферментов. Чтобы методика работала должным образом, интересующее соединение должно быть более растворимым при высокой температуре, чем при низкой температуре, чтобы понижение температуры заставляло его кристаллизоваться из раствора. Кроме того, примеси должны быть на больше, чем на растворимыми, чем представляющее интерес соединение (как KBr в этом примере), и предпочтительно присутствовать в относительно небольших количествах.

Растворимость газов в жидкостях гораздо более предсказуема. Растворимость газов в жидкостях уменьшается с повышением температуры, как показано на рисунке 7.4. Привлекательные межмолекулярные взаимодействия в газовой фазе практически равны нулю для большинства веществ, потому что молекулы находятся так далеко друг от друга, когда находятся в газовой форме. Когда газ растворяется, это происходит потому, что его молекулы взаимодействуют с молекулами растворителя. Когда формируются эти новые силы притяжения, выделяется тепло. Таким образом, если к системе добавляется внешнее тепло, оно преодолевает силы притяжения между газом и молекулами растворителя и снижает растворимость газа.

Рис. 7.4. Зависимость растворимости нескольких обычных газов в воде от температуры при парциальном давлении 1 атм. Растворимость газов уменьшается с повышением температуры.

---

Уменьшение растворимости газов при более высоких температурах имеет как практические, так и экологические последствия. Любой, кто регулярно кипятит воду в чайнике или электрочайнике, знает, что внутри накапливается белый или серый налет, который в конечном итоге необходимо удалить.То же явление происходит в гораздо большем масштабе в гигантских котлах, используемых для подачи горячей воды или пара для промышленных целей, где это называется «котельная накипь», — осадок, который может серьезно снизить пропускную способность труб горячего водоснабжения ( Рисунок 7.5). Проблема не только в современном мире: акведуки, построенные римлянами 2000 лет назад для транспортировки холодной воды из альпийских регионов в более теплые и засушливые регионы на юге Франции, были забиты аналогичными отложениями. Химический состав этих отложений умеренно сложен, но движущей силой является потеря растворенного диоксида углерода (CO ₂ ) из раствора.Жесткая вода содержит растворенные ионы Ca ²⁺ и HCO ₃ ^— (бикарбонат). Бикарбонат кальция [Ca (HCO ₃ ) ₂ ] довольно растворим в воде, но карбонат кальция (CaCO ₃ ) совершенно нерастворим. Раствор бикарбонат-ионов может реагировать с образованием диоксида углерода, карбонат-иона и воды:

2HCO ₃ ^— (водн.) → CO ₂ ^2- (водн.) + H ₂ O (л) + CO ₂ (водн.)

Нагревание раствора снижает растворимость CO ₂ , который уходит в газовую фазу над раствором.В присутствии ионов кальция ионы карбоната осаждаются в виде нерастворимого карбоната кальция, основного компонента накипи в котле.

Рис. 7.5 Вес котла в водопроводе. Отложения карбоната кальция (CaCO ₃ ) в трубах горячего водоснабжения могут значительно снизить пропускную способность труб. Эти отложения, называемые котельной накипью, образуются, когда растворенный CO ₂ переходит в газовую фазу при высоких температурах.

В коде термическое загрязнение озерная или речная вода, которая используется для охлаждения промышленного реактора или электростанции, возвращается в окружающую среду при более высокой температуре, чем обычно.Из-за пониженной растворимости O ₂ при более высоких температурах (рис. 7.4) более теплая вода содержит меньше растворенного кислорода, чем вода, когда она попадала в растение. Рыбы и другие водные организмы, которым для жизни нужен растворенный кислород, могут буквально задохнуться, если концентрация кислорода в их среде обитания будет слишком низкой. Поскольку теплая, обедненная кислородом вода менее плотная, она имеет тенденцию плавать поверх более холодной, плотной и более богатой кислородом воды в озере или реке, образуя барьер, препятствующий растворению атмосферного кислорода.В конце концов, если проблему не устранить, можно задохнуться даже в глубоких озерах. Кроме того, большинство рыб и других водных организмов, не являющихся млекопитающими, хладнокровны, а это означает, что температура их тела такая же, как температура окружающей среды. Температура, значительно превышающая нормальный диапазон, может привести к тяжелому стрессу или даже смерти. Системы охлаждения для электростанций и других объектов должны быть спроектированы таким образом, чтобы свести к минимуму любые неблагоприятные воздействия на температуру окружающих водоемов.На северо-западе Тихого океана популяции лососевых чрезвычайно чувствительны к изменениям температуры воды. В пределах этой популяции оптимальная температура воды составляет от 12,8 до 17,8 ^° ° C (55-65 ^° ° F). Помимо пониженного уровня кислорода, популяции лосося гораздо более восприимчивы к болезням, хищничеству и паразитарным инфекциям при более высоких температурах воды. Таким образом, тепловое загрязнение и глобальное изменение климата создают реальные проблемы для выживания и сохранения этих видов.Для получения дополнительной информации о влиянии повышения температуры на популяции лососевых посетите Focus Publication штата Вашингтон.

Похожий эффект наблюдается в повышении температуры водоемов, таких как Чесапикский залив, крупнейший эстуарий в Северной Америке, причиной которого является глобальное потепление. На каждые 1,5 ° C, которые нагревает вода в заливе, способность воды растворять кислород уменьшается примерно на 1,1%. Многие морские виды, находящиеся на южной границе своего распространения, переместили свои популяции дальше на север.В 2005 году угорь, являющийся важным местом обитания рыб и моллюсков, исчез на большей части залива после рекордно высоких температур воды. Предположительно, снижение уровня кислорода уменьшило популяцию моллюсков и других питателей, что затем уменьшило светопропускание, что позволило угрям расти. Сложные взаимоотношения в экосистемах, таких как Чесапикский залив, особенно чувствительны к колебаниям температуры, вызывающим ухудшение качества среды обитания.

(Вернуться к началу)

---

7.5 Влияние давления на растворимость газов: закон Генри

Внешнее давление очень мало влияет на растворимость жидкостей и твердых тел. Напротив, растворимость газов увеличивается с увеличением парциального давления газа над раствором. Эта точка проиллюстрирована на рисунке 7.6, где показано влияние повышенного давления на динамическое равновесие, которое устанавливается между молекулами растворенного газа в растворе и молекулами в газовой фазе над раствором.Поскольку концентрация молекул в газовой фазе увеличивается с увеличением давления, концентрация молекул растворенного газа в растворе в состоянии равновесия также выше при более высоких давлениях.

Рис. 7.6. Модель, показывающая, почему растворимость газа увеличивается при увеличении парциального давления при постоянной температуре. (a) Когда газ входит в контакт с чистой жидкостью, некоторые молекулы газа (пурпурные сферы) сталкиваются с поверхностью жидкости и растворяются.Когда концентрация растворенных молекул газа увеличилась так, что скорость, с которой молекулы газа уходят в газовую фазу, была такой же, как скорость, с которой они растворяются, было установлено динамическое равновесие, как показано здесь. (б) Увеличение давления газа увеличивает количество молекул газа в единице объема, что увеличивает скорость, с которой молекулы газа сталкиваются с поверхностью жидкости и растворяются. (c) По мере того, как дополнительные молекулы газа растворяются при более высоком давлении, концентрация растворенного газа увеличивается до тех пор, пока не установится новое динамическое равновесие.

---

Взаимосвязь между давлением и растворимостью газа количественно описывается законом Генри, названным в честь его первооткрывателя, английского врача и химика Уильяма Генри (1775–1836):

C = кП

, где C — концентрация растворенного газа в состоянии равновесия, P — парциальное давление газа, а k — постоянная закона Генри , которая должна определяться экспериментально для каждой комбинации газа, растворителя, и температура.Хотя концентрацию газа можно выразить в любых удобных единицах, мы будем использовать исключительно молярность. Таким образом, единицами измерения постоянной закона Генри являются моль / (л · атм) = М / атм. Значения констант закона Генри для растворов нескольких газов в воде при 20 ° C приведены в таблице 7.2.

---

Видеоурок по закону Генри от Академии Кана

Все материалы Khan Academy доступны бесплатно на сайте www.khanacademy.org

---

Как данные в таблице 7.2 демонстрируют, что концентрация растворенного газа в воде при заданном давлении сильно зависит от ее физических свойств. Для ряда родственных веществ дисперсионные силы Лондона увеличиваются с увеличением молекулярной массы. Таким образом, среди элементов группы 18 константы закона Генри плавно возрастают от He до Ne и до Ar. Из таблицы также видно, что O ₂ почти в два раза более растворим, чем N ₂ . Хотя силы лондонской дисперсии слишком слабы, чтобы объяснить такое большое различие, O ₂ является парамагнитным веществом и, следовательно, более поляризуемым, чем N ₂ , что объясняет его высокую растворимость.(Примечание: когда вещество является парамагнитным , оно очень слабо притягивается полюсами магнита, но не сохраняет никакого постоянного магнетизма).

Таблица 7.2 Константы закона Генри для выбранных газов в воде при 20 ° C

Парциальное давление газа можно выразить как концентрацию, записав закон Генри как P _газ = C / k. Это важно во многих сферах жизни, включая медицину, где обычно измеряются газы крови, такие как кислород и углекислый газ.Поскольку парциальное давление и концентрация прямо пропорциональны, если парциальное давление газа изменяется, а температура остается постоянной, новую концентрацию газа в жидкости можно легко рассчитать, используя следующее уравнение:

Где C ₁ и P ₁ — соответственно концентрация и парциальное давление газа в исходном состоянии, а C ₂ и P ₂ — концентрация и парциальное давление, соответственно, газа в конечном состоянии.Например:

Практическая задача: Концентрация CO ₂ в растворе составляет 0,032 М при 3,0 атм. Какова концентрация CO ₂ при давлении 5,0 атм?

Решение: Чтобы решить эту проблему, сначала мы должны определить, что мы хотим найти. Это концентрация CO ₂ при давлении 5,0 атм. Эти два значения представляют собой C ₂ = ?? и P ₂ = 5.0 атм. На этом этапе будет проще всего изменить приведенное выше уравнение, чтобы найти C ₂ . Далее нам нужно определить начальные условия: C ₁ = 0,032 M и P ₁ = 3,0 атм. Затем мы можем подставить эти значения в уравнение и решить для C ₂ :

Газы, которые химически реагируют с водой, такие как HCl и другие галогениды водорода, H ₂ S и NH ₃ , не подчиняются закону Генри; все эти газы гораздо более растворимы, чем предсказывает закон Генри.Например, HCl реагирует с водой с образованием H ⁺ (водный) и Cl ^— (водный), , а не растворенных молекул HCl, и его диссоциация на ионы приводит к гораздо более высокой растворимости, чем ожидалось для нейтральной молекулы. В целом газы, вступающие в реакцию с водой, не подчиняются закону Генри.

Обратите внимание на узор

Закон Генри имеет важные приложения. Например, пузырьки CO ₂ образуются, как только открывается газированный напиток, потому что напиток был разлит под CO ₂ при давлении более 1 атм.При открытии бутылки давление CO ₂ над раствором быстро падает, и часть растворенного газа улетучивается из раствора в виде пузырьков. Закон Генри также объясняет, почему аквалангисты должны быть осторожны, чтобы медленно всплывать на поверхность после погружения, если они дышат сжатым воздухом. При более высоком давлении под водой во внутренних жидкостях дайвера растворяется больше N ₂ из воздуха. Если дайвер всплывает слишком быстро, быстрое изменение давления вызывает образование мелких пузырьков N ₂ по всему телу, состояние, известное как «изгибы».Эти пузырьки могут блокировать кровоток по мелким кровеносным сосудам, вызывая сильную боль и в некоторых случаях даже смертельный исход.

Из-за низкой константы закона Генри для O ₂ в воде уровни растворенного кислорода в воде слишком низки для удовлетворения энергетических потребностей многоклеточных организмов, включая человека. Чтобы увеличить концентрацию O ₂ во внутренних жидкостях, организмы синтезируют хорошо растворимые молекулы-носители, которые обратимо связывают O ₂ . Например, красные кровяные тельца человека содержат белок, называемый гемоглобином, который специфически связывает O ₂ и облегчает его транспортировку из легких в ткани, где он используется для окисления молекул пищи с целью получения энергии.Концентрация гемоглобина в нормальной крови составляет около 2,2 мМ, и каждая молекула гемоглобина может связывать четыре молекулы O ₂ . Хотя концентрация растворенного O ₂ в сыворотке крови при 37 ° C (нормальная температура тела) составляет всего 0,010 мМ, общая концентрация растворенного O ₂ составляет 8,8 мМ, что почти в тысячу раз больше, чем было бы возможно без гемоглобина. Синтетические переносчики кислорода на основе фторированных алканов были разработаны для использования в качестве экстренной замены цельной крови.В отличие от донорской крови, эти «кровезаменители» не требуют охлаждения и имеют длительный срок хранения. Их очень высокие константы закона Генри для O ₂ приводят к концентрации растворенного кислорода, сравнимой с таковой в нормальной крови.

(Вернуться к началу)

---

7,6 Твердые гидраты:

Некоторые ионные твердые вещества примут небольшое количество молекул воды в свою кристаллическую решетку и останутся в твердом состоянии.Эти твердые вещества называются твердыми гидратами . Твердые гидраты содержат молекулы воды, объединенные в определенном соотношении в качестве неотъемлемой части кристалла, которые либо связаны с металлическим центром, либо кристаллизовались с комплексом металла. Сообщается также, что такие гидраты содержат кристаллизационной воды или гидратной воды .

Ярким примером является хлорид кобальта (II), который при гидратации меняет цвет с синего на красный и поэтому может использоваться в качестве индикатора воды.

Рис. 7.7: Хлорид кобальта как пример твердого гидрата. Безводный хлорид кобальта (вверху слева) и его структура кристаллической решетки (внизу слева) по сравнению с гексагидратом хлорида кобальта (вверху справа) и его кристаллическая решетка (внизу справа). Обратите внимание, что молекулы воды, показанные красным (кислород) и белым (водород), интегрированы в кристаллическую решетку хлорида кобальта (II), показанного синим (кобальт) и зеленым (хлорид), в зависимости от полярности. Частично отрицательные атомы кислорода притягиваются к положительно заряженному кобальту, а частично положительные атомы водорода притягиваются к отрицательно заряженным ионам хлорида.Изображения предоставлены Wikipedia Commons (вверху слева и внизу слева), Benjah-bmm27 (вверху справа) и Smokefoot (внизу справа)

Обозначение, используемое для представления твердого гидрата: « гидратированное соединение ⋅ n H ₂ O », где n — количество молекул воды на формульную единицу соли. n обычно является низким целым числом, хотя возможны дробные значения. Например, в моногидрате n равно единице, а в гексагидрате n равно 6.В примере на рис. 7.7 гидратированный хлорид кобальта будет обозначен: «хлорид кобальта (II) 6 H ₂ O». Цифровые префиксы греческого происхождения, которые используются для обозначения твердых гидратов:

• Hemi — 1/2
• моно — 1
• Sesqui — 1½
• Ди — 2
• Три — 3
• Тетра — 4
• Пента — 5
• Hexa — 6
• Hepta — 7
• Окта — 8
• Нона — 9
• Дека — 10
• ундека — 11
• Додека — 12

Гидрат, потерявший воду, называют ангидридом ; оставшуюся воду, если она есть, можно удалить только при очень сильном нагревании.Вещество, не содержащее воды, обозначается как безводное . Некоторые безводные соединения настолько легко гидратируются, что вытягивают воду из атмосферы и становятся гидратированными. Эти вещества считаются гигроскопичными и могут использоваться как осушители или осушители .

(Вернуться к началу)

---

7,7 Концентрация раствора

В химии концентрация определяется как содержание компонента, деленное на общий объем смеси.Все мы качественно представляем, что подразумевается под концентрацией . Любой, кто варил растворимый кофе или лимонад, знает, что слишком много порошка дает сильно ароматный и высококонцентрированный напиток, а слишком маленькое — разбавленный раствор, который трудно отличить от воды. Количественно концентрация раствора описывает количество растворенного вещества, которое содержится в определенном количестве этого раствора. Знание концентрации растворенных веществ важно для контроля стехиометрии реагентов для реакций, протекающих в растворе, и имеет решающее значение для многих аспектов нашей жизни, от измерения правильной дозы лекарства до обнаружения химических загрязнителей, таких как свинец и мышьяк.Химики используют множество разных способов определения концентраций. В этом разделе мы рассмотрим наиболее распространенные способы представления концентрации раствора. К ним относятся: молярность и количество частей на раствор.

7.7.1 Молярность

Наиболее распространенной единицей концентрации является молярность , что также является наиболее полезным для расчетов, включающих стехиометрию реакций в растворе. Молярность (M) раствора — это количество молей растворенного вещества, присутствующего точно в 1 л раствора.

Таким образом, единицами молярности являются моль на литр раствора (моль / л), сокращенно М. Обратите внимание, что указанный объем является общим объемом раствора и включает как растворенное вещество, так и растворитель. Например, водный раствор, который содержит 1 моль (342 г) сахарозы в достаточном количестве воды, чтобы получить конечный объем 1,00 л, имеет концентрацию сахарозы 1,00 моль / л или 1,00 М. В химических обозначениях квадратные скобки вокруг названия или формула растворенного вещества представляет собой концентрацию растворенного вещества.Итак,

[сахароза] = 1,00 M

читается как «концентрация сахарозы 1,00 молярная». Приведенное выше уравнение можно использовать для расчета количества растворенного вещества, необходимого для получения любого количества желаемого раствора.

Пример проблемы:

Рассчитайте количество молей гидроксида натрия (NaOH), необходимое для получения 2,50 л 0,100 M NaOH.

Дано: (1) идентичность растворенного вещества = NaOH, (2) объем = 2,50 л и (3) молярность раствора = 0.100 моль / л (Примечание: при расчете задач всегда записывайте единицы молярности как моль / л, а не М. Это позволит вам отменить единицы при выполнении расчета.)

Запрошено: количество растворенного вещества в молях

Стратегия: (1) Измените приведенное выше уравнение, чтобы найти желаемую единицу, в данном случае молей. (2) Еще раз проверьте все единицы в уравнении и убедитесь, что они совпадают. Выполните все необходимые преобразования, чтобы единицы совпадали. (3) Введите значения соответствующим образом и выполните математические вычисления.

Решение:

(1) Измените приведенное выше уравнение, чтобы найти количество молей.

(2) Еще раз проверьте все единицы в уравнении и убедитесь, что они совпадают.

Приведенные значения для этого уравнения: объем 2,50 л и молярность 0,100 моль / л. Единицы объема для обоих этих чисел указаны в литрах (L) и, следовательно, совпадают. Следовательно, никаких преобразований производить не нужно.

(3) Введите значения соответствующим образом и выполните математические вычисления.

Приготовление растворов

Обратите внимание, что в приведенном выше примере у нас все еще недостаточно информации, чтобы фактически приготовить раствор в лаборатории. Не существует оборудования, которое могло бы измерить количество молей вещества. Для этого нам нужно преобразовать количество молей образца в количество граммов, представленное этим числом. Затем мы можем легко использовать весы для взвешивания количества вещества, необходимого для приготовления раствора.В приведенном выше примере:

Чтобы фактически приготовить раствор, обычно растворяют растворенное вещество в небольшом количестве растворителя, а затем, когда растворенное вещество растворяется, конечный объем может быть доведен до 2,50 л. Если вы добавляете 10 г NaOH напрямую до 2,50 л конечный объем будет больше 2,50 л, а концентрация раствора будет меньше 0,100 М. Помните, что конечный объем должен включать как растворенное вещество, так и растворитель.

На рисунке 7.8 показана процедура приготовления раствора дигидрата хлорида кобальта (II) в этаноле.Обратите внимание, что объем растворителя не указан. Поскольку растворенное вещество занимает пространство в растворе, необходимый объем растворителя на меньше , чем желаемый общий объем раствора.

Рисунок 7.8: Приготовление раствора известной концентрации с использованием твердого вещества. Чтобы приготовить раствор, сначала добавьте в колбу часть растворителя. Затем взвесьте необходимое количество растворенного вещества и медленно добавьте его к растворителю.После растворения в растворителе объем раствора можно довести до конечного объема раствора. Для показанной мерной колбы это обозначено черной линией на горловине колбы. В данном случае это 500 мл раствора. Мерные колбы бывают разных размеров, чтобы вместить разные объемы раствора. Градуированные цилиндры также можно использовать для точного доведения раствора до конечного объема. Другая стеклянная посуда, включая химические стаканы и колбы Эрленмейера, недостаточно точна для большинства решений.

---

Пример расчета молярности

Раствор на рисунке 7.8 содержит 10,0 г дигидрата хлорида кобальта (II), CoCl ₂ · 2H ₂ O, в этаноле, достаточном для приготовления ровно 500 мл раствора. Какова молярная концентрация CoCl ₂ · 2H ₂ O?

Дано: масса растворенного вещества и объем раствора

Запрошено: концентрация (M)

Стратегия:

1.Мы знаем, что молярность равна

моль / литр.

2. Чтобы вычислить молярность, нам нужно выразить:

• масса в виде родинок
• объем в литрах
• Подставьте оба в уравнение выше и вычислите

Решение:

1. Преобразование массы в моль. Мы можем использовать молярную массу для перевода граммов CoCl ₂ · 2H ₂ O в моль.

• Молярная масса CoCl ₂ · 2H ₂ O составляет 165.87 г / моль (включая две молекулы воды, поскольку они являются частью структуры кристаллической решетки этого твердого гидрата!)

2. Перевести объем в литры

3. Подставьте значения в уравнение полярности:

7.7.2 Количество частей в решениях

В потребительском и промышленном мире наиболее распространенный метод выражения концентрации основан на количестве растворенного вещества в фиксированном количестве раствора.Упомянутые здесь «количества» могут быть выражены в массе, в объеме или и в том, и в другом (т. Е. Масса растворенного вещества в данном объеме раствора). Чтобы различать эти возможности, используются сокращения (m / м), (об / об) и (м / об).

В большинстве прикладных областей химии часто используется мера (м / м), тогда как в клинической химии обычно используется (м / об), где масса выражается в граммах, и объем в мл.

Один из наиболее распространенных способов выражения таких концентраций как « частей на 100 », который мы все знаем как « процентов ».« Cent » — это префикс латинского происхождения, относящийся к числу 100
(L. centum ), как в столетии или столетиях . Он также обозначает 1/100 (от L. centesimus ), как сантиметр и денежная единица центов . Процентные растворы определяют количество растворенного вещества, которое растворено в количестве раствора, умноженном на 100. Процентные растворы могут быть выражены в единицах массы растворенного вещества на массу раствора (м / м%) или массы растворенного вещества на объем раствора (м / об.%) или объем растворенного вещества на объем раствора (об. / об.%).При создании процентного раствора важно указать, какие единицы измерения используются, чтобы другие также могли правильно принять решение. Также помните, что раствор представляет собой сумму как растворителя, так и растворенного вещества, когда вы выполняете расчет процентов.

Раствор = Раствор + Растворитель

Таким образом, при вычислении процентных решений можно использовать следующее уравнение:

Пример 1:

В качестве примера, раствор этанола в воде с концентрацией 7,0% об. / Об. Должен содержать 7 мл этанола в общем количестве 100 мл раствора.Сколько воды в растворе?

В этой задаче мы знаем, что:

Раствор = Раствор + Растворитель

Таким образом, мы можем ввести значения, а затем найти неизвестное.

100 мл = 7 мл + X мл растворителя (в данном случае вода)

переводя 7 на другую сторону, мы видим, что:

100 мл — 7 мл = 93 мл H ₂ O

Пример 2

Сколько (м / об)% раствора, если 24.0 г сахарозы растворяют в общем растворе 243 мл?

Пример 3

Сколько граммов NaCl требуется для приготовления 625 мл 13,5% раствора?

---

Для более разбавленных растворов используются части на миллион (10 ⁶ частей на миллион) и части на миллиард (10 ⁹ ; частей на миллиард). Эти термины широко используются для обозначения количества следов загрязняющих веществ в окружающей среде.

Подобные процентные («части на сотню») единицы, ppm и ppb могут быть определены в единицах массы, объема или смешанных единиц массы-объема.Также существуют единицы ppm и ppb, определяемые по количеству атомов и молекул.

Здесь приведены массовые определения ppm и ppb:

Как ppm, так и ppb являются удобными единицами измерения концентраций загрязняющих веществ и других микропримесей в воде. Концентрации этих загрязнителей, как правило, очень низкие в очищенных и природных водах, и их уровни не могут превышать относительно низкие пороговые значения концентрации, не вызывая неблагоприятных последствий для здоровья и дикой природы.Например, EPA определило, что максимально безопасный уровень фторид-иона в водопроводной воде составляет 4 ppm. Встроенные фильтры для воды предназначены для снижения концентрации фторида и некоторых других незначительных примесей в водопроводной воде (рис. 7.9).

Рисунок 7.9. (a) В некоторых районах следовые концентрации загрязняющих веществ могут сделать нефильтрованную водопроводную воду небезопасной для питья и приготовления пищи. (б) Встроенные фильтры для воды снижают концентрацию растворенных веществ в водопроводной воде.(кредит А: модификация работы Дженн Дарфи; кредит б: модификация работы «Вастатепаркстафф» / Wikimedia commons

---

---

При сообщении о загрязнителях, таких как свинец, в питьевой воде, концентрации ppm и ppb часто указываются в смешанных единицах измерения массы / объема. Это может быть очень полезно, поскольку нам легче думать о воде с точки зрения ее объема, а не массы. Кроме того, плотность воды составляет 1,0 г / мл или 1,0 мг / 0,001 мл, что упрощает преобразование между двумя единицами измерения.Например, если мы обнаружим, что содержание свинца в воде составляет 4 ppm, это будет означать, что есть:

7,74 Эквиваленты

Концентрации ионных растворенных веществ иногда выражаются в единицах, называемых эквивалентами (уравнение). Один эквивалент равен 1 моль положительного или отрицательного заряда. Таким образом, 1 моль / л Na ⁺ (водн.) Также равно 1 экв / л, потому что натрий имеет заряд 1+. Раствор ионов Ca ^{2 +} (водн.) С концентрацией 1 моль / л имеет концентрацию 2 экв / л, потому что кальций имеет заряд 2+.Разбавленные растворы могут быть выражены в миллиэквивалентах (мэкв.) — например, общая концентрация плазмы крови человека составляет около 150 мэкв / л.

В более формальном определении, эквивалент — это количество вещества, необходимое для выполнения одного из следующих действий:

• реагирует или поставляет один моль ионов водорода (H ⁺ ) в кислотно-щелочной реакции
• реагирует или поставляет один моль электронов в окислительно-восстановительной реакции.

Согласно этому определению, эквивалент — это количество молей иона в растворе, умноженное на валентность этого иона.Если 1 моль NaCl и 1 моль CaCl ₂ растворяются в растворе, в этом растворе содержится 1 экв. Na, 2 экв. Ca и 3 экв. Cl. (Валентность кальция равна 2, поэтому для этого иона у вас есть 1 моль и 2 эквивалента.)

(Вернуться к началу)

---

7,8 Разведения

Раствор желаемой концентрации также можно приготовить путем разбавления небольшого объема более концентрированного раствора дополнительным растворителем. Для этой цели часто используется основной раствор, который представляет собой приготовленный раствор известной концентрации.Разбавление основного раствора предпочтительнее при приготовлении растворов с очень слабой концентрацией, потому что альтернативный метод, взвешивание крошечных количеств растворенного вещества, может быть трудным для выполнения с высокой степенью точности. Разбавление также используется для приготовления растворов из веществ, которые продаются в виде концентрированных водных растворов, таких как сильные кислоты.

Процедура приготовления раствора известной концентрации из основного раствора показана на рисунке 7.10. Это требует расчета желаемого количества растворенного вещества в конечном объеме более разбавленного раствора, а затем расчета объема исходного раствора, который содержит это количество растворенного вещества.Помните, что разбавление данного количества исходного раствора растворителем не приводит к изменению , а не количества присутствующего растворенного вещества, изменяется только объем раствора. Соответственно, соотношение между объемом и концентрацией исходного раствора и объемом и концентрацией желаемого разбавленного раствора может быть выражено математически как:

Где M _s — концентрация основного раствора, V _s — объем основного раствора, M _d — концентрация разбавленного раствора, а V _d — объем разбавленного раствора. .

Рис. 7.10 Приготовление раствора известной концентрации путем разбавления исходного раствора. (a) Объем ( V _s ), содержащий желаемое количество растворенного вещества (M _s ), измеряют из исходного раствора известной концентрации. (b) Отмеренный объем исходного раствора переносят во вторую мерную колбу. (c) Измеренный объем во второй колбе затем разбавляется растворителем до объемной отметки [( V _s ) (M _s ) = ( V _d ) (M _d ). ].

---

Пример расчета разбавления

Какой объем 3,00 М исходного раствора глюкозы необходим для приготовления 2500 мл 0,400 М раствора?

Дано: Объем и молярность разбавленного раствора, а также молярность основного раствора

Запрошено: объем основного раствора

Стратегия и решение:

Для задач разбавления, если вы знаете 3 переменные, вы можете решить для 4-й переменной.

1. Начните с перестановки уравнения, чтобы найти переменную, которую вы хотите найти. В этом случае вы хотите найти объем основного раствора, В _с

2. Затем убедитесь, что одинаковые термины имеют одинаковые единицы измерения. Например, Md и Ms являются концентрациями, поэтому для проведения расчетов они должны быть в одной и той же единице (в данном случае они оба указаны в молярности). Если бы концентрации были разными, скажем, один был дан в молярности, а другой в процентах, или один был в молярности, а другой был в миллимолярности, один из терминов нужно было бы преобразовать, чтобы они совпадали.Таким образом, единицы будут отменены, и в этом случае вы останетесь с единицами громкости.

3. Наконец, заполните уравнение с известными значениями и вычислите окончательный ответ.

Обратите внимание, что если требуется 333 мл исходного раствора, вы также можете рассчитать количество растворителя, необходимое для окончательного разбавления. (Общий объем — объем исходного раствора = объем растворителя, необходимый для окончательного разбавления. В этом случае 2500 мл — 333 мл = 2167 мл воды, необходимой для окончательного разбавления (это следует делать в мерном цилиндре или мерной колбе). .

(Вернуться к началу)

---

7,9 Концентрации ионов в растворе

До сих пор мы обсуждали концентрацию всего раствора в терминах общего растворенного вещества, деленного на объем раствора. Давайте более подробно рассмотрим, что это означает при рассмотрении ионных и ковалентных соединений. Когда ионные соединения растворяются в растворе, они распадаются до своего ионного состояния.Катионы и анионы связываются с полярными молекулами воды. Напомним, что растворы, содержащие ионы, называются электролитами из-за их способности проводить электричество. Например, дихромат аммония (NH ₄ ) ₂ Cr ₂ O ₇ представляет собой ионное соединение, которое содержит два иона NH ₄ ⁺ и один ион Cr ₂ O ₇ ²⁻ ионов на формульную единицу. Как и другие ионные соединения, это сильный электролит, который диссоциирует в водном растворе с образованием гидратированных ионов NH ₄ ⁺ и Cr ₂ O ₇ ^2-.Если мы рассмотрим это решение математически, мы увидим, что для каждой молекулы дихромата аммония, которая растворяется, образуются три результирующих иона (два иона NH ₄ ⁺ и один Cr ₂ O ₇ ^2- ион). Это также можно представить в более крупном молярном масштабе. Когда 1 моль (NH ₄ ) ₂ Cr ₂ O ₇ растворяется, получается 3 моля ионов (1 моль Cr ₂ O ₇ ^2- анионов и 2 моль катионов NH ₄ ⁺ ) в растворе (рисунок 7.11). Чтобы обсудить взаимосвязь между концентрацией раствора и результирующим количеством ионов, используется термин эквиваленты .

Один эквивалент определяется как количество ионного соединения, которое обеспечивает 1 моль электрического заряда (+ или -). Он рассчитывается путем деления молярности раствора на общий заряд, созданный в растворе.

Рис. 7.11 Растворение 1 моля ионного соединения. Растворение 1 моля формул дихромата аммония в воде дает 1 моль анионов Cr ₂ O ₇ ^2- и 2 моль катионов NH ₄ ⁺ . (Молекулы воды не показаны с молекулярной точки зрения для ясности.)

---

Когда мы проводим химическую реакцию с использованием раствора соли, такой как дихромат аммония, нам необходимо знать концентрацию каждого иона, присутствующего в растворе. Если раствор содержит 1,43 M (NH ₄ ) ₂ Cr ₂ O ₇ , то концентрация Cr ₂ O ₇ ^2- также должна быть 1.43 M, потому что на формульную единицу приходится один ион Cr ₂ O ₇ ^2-. Однако на формульную единицу приходится два иона NH ₄ ⁺ , поэтому концентрация ионов NH ₄ ⁺ составляет 2 × 1,43 M = 2,86 М. Поскольку каждая формульная единица (NH ₄ ) ₂ Cr ₂ O ₇ при растворении в воде образует три иона (2NH ₄ ⁺ + 1Cr ₂ O ₇ ^2-), общая концентрация ионов в решение 3 × 1.43 M = 4,29 M. Эквивалентное значение (NH ₄ ) ₂ Cr ₂ O ₇ можно затем рассчитать, разделив 1,43 M на 4,29 M, получив 0,333 эквивалента. Таким образом, для (NH ₄ ) ₂ Cr ₂ O ₇ растворение 0,333 моля соединения даст 1 моль ионов в растворе.

Пример 1

Каковы концентрации всех ионных частиц, полученных из растворенных веществ в этих водных растворах?

1. 0.21 М NaOH
2. 3,7 M (CH ₃ ) CHOH
3. 0,032 M дюйм (NO ₃ ) ₃

Дано: молярность

Запрошено: концентрации

Стратегия:

A Классифицируйте каждое соединение как сильный электролит или как неэлектролит.

B Если соединение неэлектролит, его концентрация такая же, как молярность раствора. Если соединение является сильным электролитом, определите количество каждого иона, содержащегося в одной формульной единице.Найдите концентрацию каждого вида, умножив количество каждого иона на молярность раствора.

Решение:

1. 0,21 М NaOH

A Гидроксид натрия — это ионное соединение, которое является сильным электролитом (и сильным основанием) в водном растворе:

B Поскольку каждая формульная единица NaOH производит один ион Na ⁺ и один ион OH ^— , концентрация каждого иона такая же, как концентрация NaOH: [Na ⁺ ] = 0.21 M и [OH ^— ] = 0,21

2. 3,7 M (CH ₃ ) CHOH

A Формула (CH ₃ ) ₂ CHOH представляет собой 2-пропанол (изопропиловый спирт) и содержит группу –OH, поэтому это спирт. Напомним из раздела 4.1 «Водные растворы», что спирты — это ковалентные соединения, которые растворяются в воде с образованием растворов нейтральных молекул. Таким образом, спирты не являются электролитами

B Таким образом, единственными растворенными веществами в растворе являются (CH ₃ ) ₂ молекул CHOH, поэтому [(CH ₃ ) ₂ CHOH] = 3.7 M

3. 0,032 M In (NO ₃ ) ₃

A Нитрат индия — это ионное соединение, которое содержит ионы In ³⁺ и ионы NO ₃ ^—, поэтому мы ожидаем, что он будет вести себя как сильный электролит в водном растворе

B Одна формульная единица In (NO ₃ ) ₃ дает один ион In ³⁺ и три иона NO ₃ ^—, поэтому 0,032 M In (NO ₃ ) _{3 Решение} содержит 0.032 M In ³⁺ и 3 × 0,032 M = 0,096 M NO ₃ ^— , то есть [In ³⁺ ] = 0,032 M и [NO ₃ ^— ] = 0,096 M

(Вернуться к началу)

---

7.10 Резюме

Чтобы убедиться, что вы понимаете материал этой главы, вам следует проанализировать значения терминов, выделенных жирным шрифтом в следующем резюме, и спросить себя, как они соотносятся с темами в главе.

Раствор представляет собой гомогенную смесь. Основным компонентом является растворитель , а второстепенным компонентом — растворенное вещество . Решения могут иметь любую фазу; например, сплав представляет собой твердый раствор. Растворимые вещества — это растворимые или нерастворимые , что означает, что они растворяются или не растворяются в конкретном растворителе. Термины смешивающийся, и несмешивающийся, вместо «растворимый и нерастворимый» используются для жидких растворенных веществ и растворителей.Утверждение « подобно растворяется как » является полезным руководством для прогнозирования того, будет ли растворенное вещество растворяться в данном растворителе.

Растворение происходит путем сольватации , процесса, в котором частицы растворителя окружают отдельные частицы растворенного вещества, разделяя их с образованием раствора. Для водных растворов используется слово гидратация . Если растворенное вещество является молекулярным, оно растворяется на отдельные молекулы. Если растворенное вещество является ионным, отдельные ионы отделяются друг от друга, образуя раствор, который проводит электричество.Такие растворы называются электролитами . Если диссоциация ионов завершена, в растворе будет сильный электролит . Если диссоциация только частичная, раствор представляет собой слабый электролит . Растворы молекул не проводят электричество и называются неэлектролитами .

Количество растворенного вещества в растворе представлено концентрацией раствора. Максимальное количество растворенного вещества, которое будет растворяться в данном количестве растворителя, называется растворимостью растворенного вещества.Такими решениями являются насыщенные . Растворы с количеством меньше максимального — ненасыщенные . Большинство растворов являются ненасыщенными, и их концентрацию можно указать разными способами. Массовый / массовый процент , объемный / объемный процент и массовый / объемный процент указывают процент растворенного вещества в общем растворе. частей на миллион (ppm) и частей на миллиард (ppb) используются для описания очень малых концентраций растворенного вещества. Молярность , определяемая как количество молей растворенного вещества на литр раствора, является стандартной единицей концентрации в химической лаборатории. Эквиваленты выражают концентрации в молях заряда на ионах. Когда раствор разбавляется, мы используем тот факт, что количество растворенного вещества остается постоянным, чтобы можно было определить объем или концентрацию конечного разбавленного раствора. Растворы известной концентрации могут быть приготовлены либо путем растворения известной массы растворенного вещества в растворителе и разбавления до желаемого конечного объема, либо путем разбавления соответствующего объема более концентрированного раствора (исходный раствор ) до желаемого конечного объема.

Ключевые вынос

• Концентрации раствора обычно выражаются в виде молярности и могут быть получены путем растворения известной массы растворенного вещества в растворителе или разбавления исходного раствора.

Концептуальные проблемы

1. Какое из представлений лучше всего соответствует 1 М водному раствору каждого соединения? Обоснуйте свои ответы.

   1. NH ₃
   2. HF
   3. CH ₃ CH ₂ CH ₂ OH

   4. Na ₂ SO ₄

2. Какое из представлений, показанных в задаче 1, лучше всего соответствует 1 М водному раствору каждого соединения? Обоснуйте свои ответы.

   1. CH ₃ CO ₂ H
   2. NaCl
   3. Na ₂ S
   4. Na ₃ PO ₄
   5. ацетальдегид

3. Ожидаете ли вы, что 1,0 М раствор CaCl ₂ будет лучше проводить электричество, чем 1,0 М раствор NaCl? Почему или почему нет?

4. Альтернативный способ определения концентрации раствора — моляльность , сокращенно м .Моляльность определяется как количество молей растворенного вещества в 1 кг растворителя . Чем это отличается от молярности? Ожидаете ли вы, что 1 M раствор сахарозы будет более или менее концентрированным, чем 1 m раствор сахарозы? Поясните свой ответ.

5. Каковы преимущества использования решений для количественных расчетов?

Ответ

1. a) Nh4 является слабым основанием, что означает, что некоторые молекулы будут принимать протон от молекул воды, заставляя их диссоциировать на ионы H + и -OH.Ион H + будет ассоциироваться с Nh4 с образованием Nh5 +. Таким образом, это будет больше всего похоже на стакан №2. б) HF — слабая кислота, хотя F сильно электроотрицателен. Это связано с тем, что молекула H-F может образовывать прочные водородные связи с молекулами воды и оставаться в ковалентной связи, которую труднее диссоциировать. Таким образом, стакан № 2 также является хорошим выбором для этой молекулы, так как только часть H-F будет диссоциировать на ионы h4O + и F-. c) CH ₃ CH ₂ CH ₂ OH является ковалентным соединением и не будет диссоциировать в какой-либо заметной степени, поэтому стакан № 3 является правильным выбором.г) Na ₂ SO ₄ — это растворимое ионное соединение, которое полностью диссоциирует на ионы, больше всего напоминающие химический стакан № 1.
   

3. Да, потому что когда CaCl ₂ диссоциирует, он образует 3 иона (1 Ca ²⁺ и 2 иона Cl ^—), тогда как NaCl будет диссоциировать только на 2 иона (Na ⁺ и Cl ^—) для каждой молекулы. Таким образом, CaCl ₂ будет генерировать больше ионов на моль, чем 1 моль NaCl, и будет лучше проводить электричество.

5. Если количество вещества, необходимое для реакции, слишком мало для точного взвешивания, использование раствора вещества, в котором растворенное вещество диспергировано в гораздо большей массе растворителя, позволяет химикам измерить количество вещества. вещество, точнее.

Числовые задачи

1. Рассчитайте количество граммов растворенного вещества в 1.000 л каждого раствора.

   1. 0,2593 M NaBrO ₃
   2. 1.592 М КНО ₃
   3. 1,559 М уксусная кислота
   4. 0,943 M йодат калия

2. Рассчитайте количество граммов растворенного вещества в 1.000 л каждого раствора.

   1. 0,1065 млн бай ₂
   2. 1,135 M Na ₂ SO ₄
   3. 1,428 M NH ₄ Br
   4. 0,889 М ацетат натрия

3. Если все растворы содержат одно и то же растворенное вещество, какой раствор содержит большую массу растворенного вещества?

   1. 1.40 л 0,334 М раствора или 1,10 л 0,420 М раствора
   2. 25,0 мл 0,134 М раствора или 10,0 мл 0,295 М раствора
   3. 250 мл 0,489 М раствора или 150 мл 0,769 М раствора

4. Заполните следующую таблицу для 500 мл раствора.

   Соединение	Масса (г)	Моль	Концентрация (M)
   сульфат кальция	4,86 ​​
   уксусная кислота		3.62
   дигидрат иодистого водорода			1,273
   бромид бария	3,92
   глюкоза			0,983
   ацетат натрия		2,42

5. Какая концентрация каждого вида присутствует в следующих водных растворах?

   1. 0,489 моль NiSO ₄ в 600 мл раствора
   2. 1.045 моль бромида магния в 500 мл раствора
   3. 0,146 моль глюкозы в 800 мл раствора
   4. 0,479 моль CeCl ₃ в 700 мл раствора

6. Какая концентрация каждого вида присутствует в следующих водных растворах?

   1. 0,324 моль K ₂ MoO ₄ в 250 мл раствора
   2. 0,528 моль формиата калия в 300 мл раствора
   3. 0,477 моль KClO ₃ в 900 мл раствора
   4. 0.378 моль йодида калия в 750 мл раствора

7. Какова молярная концентрация каждого раствора?

   1. 8,7 г бромида кальция в 250 мл раствора
   2. 9,8 г сульфата лития в 300 мл раствора
   3. 12,4 г сахарозы (C ₁₂ H ₂₂ O ₁₁ ) в 750 мл раствора
   4. 14,2 г гексагидрата нитрата железа (III) в 300 мл раствора

8. Какова молярная концентрация каждого раствора?

   1. 12.8 г гидросульфата натрия в 400 мл раствора
   2. 7,5 г гидрофосфата калия в 250 мл раствора
   3. 11,4 г хлорида бария в 350 мл раствора
   4. 4,3 г винной кислоты (C ₄ H ₆ O ₆ ) в 250 мл раствора

9. Приведите концентрацию каждого реагента в следующих уравнениях, принимая 20,0 г каждого реагента и объем раствора 250 мл для каждого реагента.

   1. BaCl ₂ (водн.) + Na ₂ SO ₄ (водн.) →
   2. Ca (OH) ₂ (водн.) + H ₃ PO ₄ (водн.) →
   3. Al (NO ₃ ) ₃ (водн.) + H ₂ SO ₄ (водн.) →
   4. Pb (NO ₃ ) ₂ (водн.) + CuSO ₄ (водн.) →
   5. Al (CH ₃ CO ₂ ) ₃ (водн.) + NaOH (водн.) →

10. На эксперимент потребовалось 200.0 мл 0,330 М раствора Na ₂ CrO ₄ . Для приготовления этого раствора использовали исходный раствор Na ₂ CrO ₄ , содержащий 20,0% растворенного вещества по массе с плотностью 1,19 г / см ³ . Опишите, как приготовить 200,0 мл 0,330 М раствора Na ₂ CrO ₄ с использованием исходного раствора.

11. Гипохлорит кальция [Ca (OCl) ₂ ] — эффективное дезинфицирующее средство для одежды и постельного белья. Если в растворе концентрация Ca (OCl) ₂ равна 3.4 г на 100 мл раствора, какова молярность гипохлорита?

12. Фенол (C ₆ H ₅ OH) часто используется в качестве антисептика в жидкостях для полоскания рта и леденцах для горла. Если в жидкости для полоскания рта концентрация фенола составляет 1,5 г на 100 мл раствора, какова молярность фенола?

13. Если таблетка, содержащая 100 мг кофеина (C ₈ H ₁₀ N ₄ O ₂ ), растворяется в воде с получением 10,0 унций раствора, какова молярная концентрация кофеина в растворе?

14. На этикетке определенного лекарственного препарата есть инструкция по добавлению 10.0 мл стерильной воды, заявив, что каждый миллилитр полученного раствора будет содержать 0,500 г лекарства. Если пациенту назначена доза 900,0 мг, сколько миллилитров раствора следует ввести?

ответы

1. а. 39,13 г б. 161,0 г c. 93,57 г г. 201,8 г

3. а. 1,40 л 0,334 М раствора, б. 25,0 мл 0,134 М раствора, c. 150 мл 0,769 М раствора

5. а.0.815 М, г. 2.09 М, c. 0.182 М, д. 0,684 M

7. а. 0.174 М, г. 0.297 М, c. 0,048 М, д. 0,135 М

9. а. BaCl ₂ = 0,384 M, Na ₂ SO ₄ = 0,563 M, б. Ca (OH) ₂ = 1.08 M, h4PO4 = 0.816 M, c. Al (NO ₃ ) ₃ = 0,376 M, H ₂ SO ₄ = 0,816 M, d. Pb (NO ₃ ) ₂ = 0,242 M, CuSO ₄ = 0,501 M, т.е. Al (CH ₃ CO ₂ ) = 0.392 M, NaOH = 2,00 M

13. 1,74 × 10 ⁻³ M кофеин

(Вернуться к началу)

---

Список литературы

• Chung (Peter) Chieh (2016) Неорганическая химия. Либретексты . Доступно по адресу: https://chem.libretexts.org/Core/Inorganic_Chemistry/Chemical_Reactions/Chemical_Reactions_1/Solutions
• Болл, Д. У., Хилл, Дж. У.и Скотт Р.Дж. (2016) MAP: Основы общей, органической и биологической химии . Свободные тексты. Доступно по адресу: https://chem.libretexts.org/Textbook_Maps/Introductory_Chemistry_Textbook_Maps/Map%3A_The_Basics_of_GOB_Chemistry_(Ball_et_al.)
• Аверилл, Б.А., Элдридж, П. (2012) Принципы химии . Свободные тексты. Доступно по адресу: https://2012books.lardbucket.org/books/principles-of-general-chemistry-v1.0/index.html
• Гидрат. (2017, 30 августа).В Википедия, Бесплатная энциклопедия . Получено 16:20, 26 сентября 2017 г., с https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Hydrate&oldid=798015169
.
• Нижний, С. (2010). Растворы 1: Растворы и их концентрации. В онлайн-учебнике «Виртуальный учебник Chem1». Доступно по адресу: http://www.chem1.com/acad/webtext/solut/solut-1.