Молярная концентрация, растворимость, масса раствора после реакции

В задаче 34 почти всегда нужно найти массовую долю вещества в растворе после реакции, и главное здесь — масса раствора после реакции. Для этого соединяются все предыдущие умения: перевод концентраций в моли, расчёт по уравнению с избытком и недостатком, баланс масс раствора. Здесь — недостающие связи между величинами.

Молярная концентрация и массовая доля

Они связаны через плотность раствора \(\rho\) (г/мл):

\[ c = \frac{1000 \cdot \rho \cdot \omega}{M}; \qquad m(\text{р-ра}) = V \cdot \rho; \qquad n = c \cdot V \]

Пример: 10 %-й раствор серной кислоты с плотностью 1,07 г/мл: \(c = 1000 \cdot 1{,}07 \cdot 0{,}1 : 98 \approx 1{,}09\) моль/л. Если дан объём раствора и плотность, массу вещества находят как \(V \cdot \rho \cdot \omega\).

Растворимость и кристаллизация

Насыщенный раствор при данной температуре содержит определённую массовую долю вещества: \(\omega = S : (100 + S)\). При охлаждении насыщенного раствора растворимость падает, и избыток вещества выпадает в осадок. Если выпадает безводная соль, её масса на 100 г воды равна \(S_1 - S_2\). Если выпадает кристаллогидрат, составляют уравнение: в оставшемся растворе соль и вода должны быть в отношении, отвечающем растворимости при новой температуре.

Масса раствора после реакции

Главная формула задачи 34:

\[ m(\text{конечного р-ра}) = \sum m(\text{внесённых растворов и веществ}) - m(\text{газов}) - m(\text{осадков}) \]

Вода, образовавшаяся в реакции, остаётся в растворе — баланс масс её уже учитывает. Газ, полностью поглощённый раствором («пропустили через раствор, газ поглотился полностью»), прибавляет свою массу. Металл, растворившийся в кислоте, прибавляет свою массу, а выделившийся водород её уменьшает.