Розчини: розчинність, приготування розчинів, масова частка розчиненої речовини; кристалогідрати

📌 Про що ця тема

Тут перевіряють уміння працювати з розчинами: розраховувати масову частку розчиненої речовини, готувати розчини потрібної концентрації, розуміти розчинність і робити обчислення з кристалогідратами. Ключове поняття — масова частка (w), яка показує, яку частину маси розчину становить розчинена речовина.

📖 Головне

• Розчин складається з розчиненої речовини та розчинника. Маса розчину = маса розчиненої речовини + маса розчинника: m(розчину) = m(реч.) + m(розчинника).

• Масова частка: w = m(реч.) / m(розчину). Виражають у частках або відсотках (×100%).

• З цієї формули випливає: m(реч.) = w · m(розчину); m(розчину) = m(реч.) / w.

• Через густину: m(розчину) = ρ · V, де V — об’єм розчину. Це потрібно, коли дано об’єм і густину.

• Розчинність — максимальна маса речовини, що розчиняється у 100 г розчинника за даної температури. Насичений розчин містить максимум речовини за цих умов.

• Для більшості твердих речовин розчинність зростає з нагріванням, для газів — навпаки, спадає.

• Розведення: при доливанні води маса речовини не змінюється, змінюється лише маса розчину (і w).

• Змішування двох розчинів: складаються окремо маси речовини і маси розчинів.

• Кристалогідрат — кристалічна сполука, що містить воду (кристалізаційну). Приклади: CuSO₄·5H₂O (мідний купорос), Na₂CO₃·10H₂O, CaSO₄·2H₂O (гіпс).

• У кристалогідраті розчиненою речовиною вважають безводну сіль. Треба вміти знаходити її масу через мольні маси.

🔢 Як це працює на прикладі

Приклад 1. У 150 г води розчинили 50 г солі. Знайти w.

m(розчину) = 50 + 150 = 200 г. w = 50/200 = 0,25 = 25%.

Приклад 2. Скільки CuSO₄·5H₂O треба для 200 г розчину з w(CuSO₄) = 8%?

m(CuSO₄) = 0,08 · 200 = 16 г.

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

У 250 г кристалогідрату — 160 г безводної солі. Складаємо пропорцію:

m(кристалогідрату) = 16 · 250/160 = 25 г. Води доливають: 200 − 25 = 175 г.

⚠️ Типові помилки

• Ділять масу речовини на масу розчинника, а не на масу розчину. У знаменнику завжди маса ВСЬОГО розчину.

• Забувають, що при розчиненні кристалогідрату його вода додається до розчинника — маса розчину дорівнює масі кристалогідрату плюс долита вода.

• Плутають масу безводної солі й масу кристалогідрату при розрахунку w.

• Не переводять об’єм у масу через густину (беруть об’єм замість маси розчину).

• При розведенні змінюють масу розчиненої речовини — вона лишається сталою, змінюється лише вода.

🎯 Що завчити напам’ять

• w = m(реч.) / m(розчину); m(розчину) = m(реч.) + m(розчинника).

• m(розчину) = ρ · V.

• Розчинність — на 100 г розчинника.

• M(H₂O) = 18 г/моль (для перерахунку кристалогідратів).

• У кристалогідраті розчинена речовина — безводна сіль.

🧠 Перевір себе

1. У 80 г води розчинили 20 г цукру. Яка w?

2. Скільки грамів солі в 300 г розчину з w = 15%?

3. M(CuSO₄·5H₂O) = ? (M(CuSO₄) = 160)

4. Що станеться з w, якщо до розчину долити воду?

Відповіді: 1 — 20/100 = 0,2 = 20%; 2 — 0,15·300 = 45 г; 3 — 250 г/моль; 4 — w зменшиться (маса розчину зросте, маса речовини стала).