Bài toán về chuyển đổi nồng độ

CHƯƠNG II : NỒNG ĐỘ DUNG DỊCH

2.3. TÍNH TỐN VỀ NỒNG ĐỘ DUNG DỊCH

2.3.2. Bài toán về chuyển đổi nồng độ

2.3.2.1. Đối với nồng độ phần trăm

Giả sử phải trộn dung dịch 1 có nồng độ phần trăm khối lượng là C1,thể tích V1, khối lượng riêng là d1 với dung dịch 2 có nồng độ % là C2, thể tích V2, khối lượng riêng là d2 để được dung dịch có nồng độ % là C. Người ta chứng minh được:

V1d1

V2d2 =C−C2

Ví dụ 2.10

Trộn 500,0 ml dung dịch HCl 30,1% với 400,0 ml dung dịch HCl 10,00 % thu được dung dịch HCl bao nhiêu % (cho d1 = 1,150 g/ml, d2 = l,047 g/ml). Giải Áp dụng cơng thức (2.26) ta có: 500×1,150 400×1,047=C−10,0 30,1−C Giải ra ta được: C = 21,63%. Ví dụ 2.11

Cần bao nhiêu ml dung dịch HNO3 25% (d = 1,19 g/ml) trộn với dung dịch HNO3 5 % (d = 1,04 g/ml) để được 1 lít dung dịch HNO3 10%.

Giải V1×1,19 (1−V1)×1,04= 10−5 25−10= 1 3 V1 = 0,0225 (l) Ví dụ 2.12

Cần thêm bao nhiêu nước vào 1,00 lít dung dịch ammoniac 24,0 % có tỷ trọng 0,910 để được dung dịch 8,00 %.

Giải

Đây là trường hợp pha lỗng dung dịch, trong đó dung dịch thứ 2 là H2O có nồng độ % bằng 0 và khối lượng riêng là 1,00 g/ml. Áp dụng (2.12) ta có:

1,00×0,910

(V2)×1,00 = 7−0 24−7= 7

17

Giải phương trình trên ta được: V2 = 2,21 lít = 2,21.103

(ml) Nghĩa là lượng nước cần thêm là 2210 (ml).

2.3.2.2. Đối với nồng độ CM, N

Giả sử phải trộn V1 ml dung dịch thứ nhất có nồng độ mol là CM1 (hoặc nồng độ đương lượng N1) với V2 ml dung dịch thứ hai có nồng độ

mol là CM2 (hoặc nồng độ N2) để được dung dịch có nồng độ là M (hoặc N) thể tích là V = V1 + V2 (ml). Trên đây chính là sự pha lỗng dung dịch 1 bằng dung dịch 2 có nồng độ bé hơn (dung dịch 2 có thể là nước) để được dung dịch mới có nồng độ cần pha. Khi đó ta có:

V1CM1 + V2CM2 = VCM Hoặc

V1N1 + V2N2 = VN (2.27)

 Các ví dụ:

1. Pha 1,5 lít dung dịch H2SO4 0,50 M với 1,0 lít dung dịch H2SO4 0,20 M được dung dịch bao nhiêu M?.

Áp dụng công thức (2.27) thay số vào ta có: 1,5  0,50 + 1,0  0,20 = 2,5  M → M = 0,38

2. Cần bao nhiêu mililít dung dịch NaCl 0,500 N trộn với 1,0 lít dung dịch NaCl 0,100 N để được 1,5 lít dung dịch NaCl 0,200 N.

Áp dụng (2.27) ta có:

V1  0,500 + 1,0  0,100 = 1,5  0,200 → V1 = 0,40 (L) = 4,0.102 ml

3. Cần phải lấy bao nhiêu mililít dung dịch acid HCl 0,50 M để pha thành 1,0 lít dung dịch HCl 0,10N.

Đây cũng là sự pha loãng dung dịch, trong đó nước là dung dịch thứ hai có nồng độ bằng khơng. Do đó áp dụng (2.27) ta có:

V1  0,50 + V2  0 = 1,0  0,10 → V1 = 0,20 (lít) = 2,0.102 ml Vậy cần lấy chính xác 0,20 lít dung dịch HCl 0,50M, chuyển tồn bộ sang bình định mức 1 lít, thêm nước đến vạch mức, đảo đều dung dịch.

CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP 2.1. Phân biệt các loại nồng độ:

a. Các loại nồng độ phần trăm: w/w, w/v, v/v b. CM và CN

c. ppm và ppb

2.2. Tính nồng độ mol của các dung dịch sau:

a. 0,694 mol hòa tan thành 3,55 lít dung dịch b. 2,19 mol NaCl hịa tan thành 700,0 ml dung dịch c. 0,3882 g KCl hòa tan thành 500 ml dung dịch

d. 1,003 g CuSO4.5H2O hòa tan thành 250,0 ml dung dịch

e. 30,00 ml dung dịch NaOH 6,0M pha loãng thành 100,0 ml dung dịch.

f. 0,100 lít dung dịch HCl 12,0M pha loãng thành 500,0 ml dung dịch.

2.3. Tính nồng độ đương lượng của các dung dịch sau:

a. 0,238 đương lượng một acid hòa tan thành 1,500 lít dung dịch. b. 0,904 mol H3PO4 hịa tan thành 250,0 ml dd dùng cho phản ứng sau:

3KOH + H3PO4  K3PO4 + 3H2O

c. 0,827 mol Al(OH)3 hòa tan thành 250,0 ml dd dùng cho phản ứng sau:

Al(OH)3 + 3HCl  AlCl3 + 3H2O

d. Hòa tan 1,38 g KOH thành 500,0 ml dd dùng cho phản ứng sau: 3KOH + H3PO4  K3PO4 + 3H2O

e. Tính nồng độ đương lượng của dung dịch Na2CO3 khi sử dụng một thể tích HCl 0,1N là 30,60 ml để trung hòa 150 ml mẫu thử. f. 2,18 g NaH2PO4 hòa tan thành 1,500 lít dd dùng cho phản ứng sau:

3NaH2PO4 + Al(OH)3  Al (NaHPO4)3 + 3H2O

g. 0,728 g KH2PO4 hòa tan thành 250,0 ml dd KH2PO4 dùng cho phản ứng sau:

KH2PO4 + Ba(OH)2  KBaPO4 + 2H2O

2.4. Trình bày cách pha các dd sau:

a. Từ chất rắn KOH tinh khiết pha 500,0 ml dd KOH 0,10N b. Từ NaCl tinh khiết pha 250,0 ml dd NaCl 0,15M

c. Từ glucose tinh khiết pha 100,0 ml dd glucose 2,0M d. Từ dd HCl đặc 12,0M pha 500,0 ml dd HCl 0,10M e. Từ dd NaOH 2,0M pha 100,0 ml dd NaOH 0,25M f. Từ H2SO4 đặc 18M pha 2,0 lít dd H2SO4 0,50M

2.5. Trình bày cách pha các dung dịch sau:

a. 200,0 ml dd Na2CO3 0,15N dùng cho phản ứng sau:

Na2CO3 + 2HBr  2NaBr + H2O + CO2

b. 300,0ml dd H3PO4 0,15N từ H3PO4 đặc 15M dùng cho phản ứng sau:

H3PO4 + Al(OH)3  AlPO4 + 3H2O

c. 750,0ml dd Ba(OH)2 0,11N từ hóa chất Ba(OH)2 tinh khiết dùng cho phản ứng sau:

3Ba(OH)2 + 2Na2HPO4  Ba3(PO4)2 + 4NaOH + 2H2O

2.6. Có bao nhiêu gam H2SO4 chứa trong dung dịch nếu trung hòa dung

dịch H2SO4 này tốn mất 20,00 ml NaOH có TNaOH = 0,004614 g/ml.

2.7. Cần phải thêm bao nhiêu nước vào 2 lít dung dịch NaOH 40%, d =

1,43 g/ml để có dung dịch kiềm 10%.

2.8. Khi chuẩn độ 0,0340 g AgNO3 phải dùng hết 20,0 ml HCl. Tìm độ

chuẩn THCl/Ag.

2.9. Cho 1 lít dung dịch H2SO4 98% (w/w) nồng độ 18,0M

a. Cần bao nhiêu ml dung dịch này để pha được 1 lít dung dịch H2SO4 2,0N

b. Tính tỷ trọng d của dung dịch H2SO4 98% đã cho

2.10. Tính nồng độ đương lượng và độ chuẩn của dung dịch KOH biết

rằng nếu đem chuẩn độ 0,1566 g acid xucxinic tinh khiết H2C4H4O4 (acid hai chức, 118 g/mol) bằng dung dịch KOH đến muối trung tính thì phải tiêu thụ hết 26,00 ml.

2.11. Làm thế nào để điều chế 2,00 lít dung dịch

a. KOH 0,10 M từ KOH rắn.

b. Ba(OH)2 0,010 M từ chất rắn Ba(OH)2.8H2O.

c. HCl 0,150 M từ dung dịch HCl 11,50 % (w/w) có khối lượng riêng là 1,0579 g/ml.