Химия · 8 класс4 четвертьТема 9Лабораторная работаГОСО РК 2026Базовый

Растворы: массовая доля растворенного вещества, молярная концентрация

Растворы: массовая доля растворенного вещества, молярная концентрация

Время изучения~75 минтеория + практика
Разделы темы5 разд.пошаговый разбор
Тест темы3 вопр.с мгновенным ответом
СОР / СОЧ4 четвертьдескрипторы ГОСО

Состав раствора выражают количественно с помощью различных способов выражения концентрации. Наиболее распространенным в школьном курсе является массовая доля растворенного вещества (ω).

Массовая доля (ω) — это отношение массы растворенного вещества m(в-ва) к общей массе всего раствора m(р-ра):

ω = m(в-ва) / m(р-ра).

Массовая доля является безразмерной величиной (доли единицы) или выражается в процентах (%):

ω(%) = (m(в-ва) / m(р-ра)) · 100%.

Масса раствора равна сумме масс растворенного вещества и растворителя (воды):

m(р-ра) = m(в-ва) + m(H₂O).

Если известен объем раствора V и его плотность ρ, то масса раствора вычисляется как: m(р-ра) = V · ρ.

Схема: Способы выражения концентрации растворов

Векторная схема
Гидратация ионов в водеNa⁺O δ⁻O δ⁻O δ⁻O δ⁻Водная гидратная оболочкаКривая растворимостиt, °CS, гKNO₃NaClРастворимость солей растет с ростом tРастворение — физико-химический процесс: m(раствора) = m(в-ва) + m(растворителя)
Массовая доля ω = m(в-ва)/m(р-ра), молярная концентрация CM = n/V(р-ра) [моль/л].
Безразмерная доля

Массовая доля ω

Отношение массы компонента к полной массе раствора (доли единицы или проценты).
Аддитивность масс

Масса раствора

Сумма массы растворенного вещества и массы растворителя: m(р-ра) = m(в-ва) + m(воды).

Правило смешения (крест Пирсона)

Диагональная схема смешения позволяет быстро рассчитать весовые пропорции двух исходных растворов для получения раствора нужной концентрации.

Шаг 1
Нахождение массы раствора
Сложить массы вещества и воды или перемножить объем на плотность: m = V · ρ.
Шаг 2
Вычисление доли
Разделить массу вещества на массу раствора: ω = m(в-ва) / m(р-ра).
Шаг 3
Перевод в проценты
Умножить результат на 100%.
Расчетные формулы массовой доли
ω=mв-ваmр-ра=mв-ваmв-ва+mводы;mв-ва=mр-ра⋅ω\omega = \frac{m_{\text{в-ва}}}{m_{\text{р-ра}}} = \frac{m_{\text{в-ва}}}{m_{\text{в-ва}} + m_{\text{воды}}};\quad m_{\text{в-ва}} = m_{\text{р-ра}} \cdot \omega
При разбавлении раствора водой масса растворенного вещества m(в-ва) остается постоянной!

В аналитической и препаративной химии объемы растворов отмеривать мерной посудой (колбами, пипетками, бюретками) намного быстрее и точнее, чем взвешивать растворы на весах. Поэтому используют молярную концентрацию (молярность, Cm или M).

Молярная концентрация (Cm) — это отношение количества растворенного вещества n к общему объему раствора V (выраженному в литрах):

Cm = n / V = m(в-ва) / (M · V).

Единица измерения молярной концентрации в СИ — моль/л (или М, читается «молярный»). Например, 1 М раствор NaOH содержит ровно 1 моль (40 г) NaOH в 1 литре раствора; 0.1 М раствор HCl содержит 0.1 моль (3.65 г) HCl в 1 л раствора.

Объемная концентрация

Молярность Cm

Число молей растворенного вещества в одном литре готового раствора (моль/л).
Точная посуда

Мерная колба

Специальный сосуд с узким горлышком и круговой меткой для приготовления титрованных растворов.

Не путать с моляльностью

Молярность рассчитывается на 1 литр всего РАСТВОРА, а не на 1 литр растворителя воды!

Шаг 1
Расчет количества молей
Найти n = m / M растворенного вещества.
Шаг 2
Перевод объема в литры
Объем раствора V в миллилитрах разделить на 1000 (V(л) = V(мл) / 1000).
Шаг 3
Вычисление Cm
Разделить количество молей n на объем раствора в литрах: Cm = n / V.
Связь молярности и массовой доли
Cm=10⋅ω(%)⋅ρMC_m = \frac{10 \cdot \omega(\%) \cdot \rho}{M}
где ρ — плотность раствора в г/мл, ω(%) — массовая доля в процентах, M — молярная масса растворенного вещества.

Приготовление раствора с заданной массовой долей соли включает следующие этапы:

1. Теоретический расчет масс соли и воды по формулам: m(соли) = m(р-ра) · ω, m(воды) = m(р-ра) - m(соли).

2. Взвешивание сухой соли на электронных весах на часовом стекле или в бюксе с точностью до 0.01 г.

3. Отмеривание объема дистиллированной воды мерным цилиндром (так как плотность чистой воды ρ = 1.00 г/мл, объем воды в миллилитрах численно равен ее массе в граммах: V(H₂O) = m(H₂O)).

4. Перенесение навески соли в химический стакан, приливание отмеренного объема воды и перемешивание стеклянной палочкой до полного растворения кристаллов.

5. Измерение плотности полученного раствора ареометром (денсиметром) и переливание в чистую подписанную склянку.

Лабораторный навык

Приготовление раствора

Последовательность операций взвешивания, отмеривания растворителя и растворения навески.
Прибор контроля

Ареометр

Стеклянный поплавок со шкалой для быстрого определения плотности и концентрации растворов.

Правило растворения кислот

При разбавлении концентрированных кислот (особенно H₂SO₄) строго соблюдают правило: КИСЛОТУ ПРИЛИВАЮТ В ВОДУ тонкой струйкой при перемешивании, а не наоборот!

Шаг 1
Расчет навески
Вычислить точную массу сухого вещества и массу воды.
Шаг 2
Взвешивание и отмеривание
Взвесить соль на весах, отмерить объем воды цилиндром.
Шаг 3
Растворение и маркировка
Растворить при перемешивании, перелить в склянку и наклеить этикетку с указанием ω.
Формула смешивания двух растворов
ωсмеси=m1ω1+m2ω2m1+m2\omega_{\text{смеси}} = \frac{m_1 \omega_1 + m_2 \omega_2}{m_1 + m_2}
Масса растворенного вещества в смеси равна сумме масс растворенных веществ в исходных порциях.

Быстрый расчет пропорций смешивания растворов:

Шаг 1
Запись исходных массовых долей
В левые углы воображаемого креста записать массовые доли смешиваемых растворов (ω₁ > ω₂), в центр — желаемую долю ω₃.
Шаг 2
Вычитание по диагоналям
Из большего вычесть меньшее по диагоналям: правый верхний угол = (ω₃ - ω₂); правый нижний угол = (ω₁ - ω₃).
Шаг 3
Нахождение отношения масс
Отношение полученных разностей m₁ / m₂ = (ω₃ - ω₂) / (ω₁ - ω₃) дает массовые части первого и второго растворов.

Типовая сложная задача ЕНТ:

«В 160 г воды растворили 40 г медного купороса CuSO₄ · 5H₂O. Найдите массовую долю безводного сульфата меди в полученном растворе».

Главная ловушка:

Ученики делят 40 г на общую массу (40 / 200 = 20%). Это неверно!

40 г — это масса КРИСТАЛЛОГИДРАТА, в котором содержится кристаллизационная вода!

Правильный расчет:

1. M(CuSO₄ · 5H₂O) = 160 + 5 * 18 = 250 г/моль;

2. M(CuSO₄) = 160 г/моль;

3. Массовая доля безводной соли в кристаллогидрате: 160 / 250 = 0.64 (64%);

4. Масса чистой безводной соли: m(CuSO₄) = 40 * 0.64 = 25.6 г;

5. Масса всего раствора: m(р-ра) = 160 + 40 = 200 г;

6. Массовая доля соли в растворе: ω = 25.6 г / 200 г = 0.128 (12.8%)!

Кристаллогидрат — это не чистая соль

При растворении кристаллогидрата растворенным веществом является ТОЛЬКО безводная соль, а кристаллизационная вода переходит в состав растворителя!

Ваш прогресс по теме25%
Шпаргалка формул8 класс
Количество вещества через массу:
n=m/Mn = m / M[моль]
Число структурных частиц:
N=n⋅NAN = n \cdot N_A[частиц]
Молярный объем газов при н.у.:
V=n⋅VmV = n \cdot V_m[л]
Относительная плотность газов:
DB(A)=M(A)/M(B)D_B(A) = M(A) / M(B)
Следующая тема

Тепловой эффект химических реакций. Термохимические уравнения

Перейти к теме →