Растворы: растворимость, массовая доля растворённого вещества и задачи на смешивание

Раствор — однородная смесь растворителя, растворённого вещества и продуктов их взаимодействия. Масса раствора складывается из массы растворённого вещества и массы растворителя. Насыщенный раствор — раствор, в котором при данной температуре вещество больше не растворяется. Растворимость выражают в граммах вещества на 100 г воды; у большинства твёрдых веществ она растёт с температурой, у газов — падает.

ω = m(в-ва) / m(р-ра) · 100 %; m(в-ва) = m(р-ра) · ω / 100 % (г); m(р-ра) = m(в-ва) · 100 % / ω (г). Все массы в граммах, доля в процентах.

m = ρ · V, где ρ — плотность, г/мл, V — объём, мл. Для воды ρ = 1 г/мл, поэтому 230 мл воды имеют массу 230 г. Для раствора плотностью 1,1 г/мл объёмом 200 мл: m(р-ра) = 1,1 г/мл · 200 мл = 220 г.

Дано: нужно приготовить m(р-ра) = 250 г раствора NaCl с ω = 8 %. Найти: m(NaCl) и V(H2O). Решение: m(NaCl) = 250 г · 8 % / 100 % = 20 г; m(H2O) = 250 г − 20 г = 230 г; при ρ(H2O) = 1 г/мл объём V(H2O) = 230 г : 1 г/мл = 230 мл. Ответ: 20 г соли и 230 мл воды.

Дано: смешали 150 г раствора с ω1 = 10 % и 100 г раствора с ω2 = 20 % того же вещества. Найти: ω полученного раствора. Решение: m1(в-ва) = 150 г · 10 % / 100 % = 15 г; m2(в-ва) = 100 г · 20 % / 100 % = 20 г; суммарная масса вещества 15 г + 20 г = 35 г; масса раствора 150 г + 100 г = 250 г; ω = 35 г : 250 г · 100 % = 14 %. Ответ: ω = 14 %.

В знаменателе формулы стоит масса всего раствора: если растворили 20 г соли в 230 г воды, то m(р-ра) = 250 г, и ω = 20 : 250 · 100 % = 8 %, а не 20 : 230 · 100 % = 8,7 %. Вторая ловушка — сложение процентов при смешивании: 10 % и 20 % не дают 30 % и не всегда дают 15 %; считать нужно через массы вещества и раствора.