Растворы. Растворимость. Массовая доля

Опорный конспект № 5.1 Растворы. Растворимость. Массовая доля.
Проверяемый элемент содержания:
ОГЭ — данный пункт в явном виде отсутствует в кодификаторе, но тема «Растворы» входит в программу 8–9 классов и необходима для решения расчётных задач (ОГЭ 1.4, 1.5).

Что такое раствор

💡 Вспомните: вы растворяете сахар в чае. Сахар исчезает, а жидкость становится сладкой. Это и есть раствор.
📌 Раствор — это гомогенная (однородная) система, состоящая из двух или более веществ: растворителя и растворённого вещества.
В водных растворах растворителем является вода — это самый распространённый растворитель в природе и в химии.

Интересный факт: вода растворяет больше веществ, чем любая другая жидкость. Именно поэтому её называют универсальным растворителем.

Виды растворов

📌 По степени насыщения растворы делятся на три типа:

💡 Насыщение зависит от температуры: при нагревании в воде растворяется больше веществ, при охлаждении — меньше.

Растворимость веществ

📌 Растворимость — это способность вещества растворяться в воде или другом растворителе.

📌 Количественно растворимость выражается массой вещества, которая может раствориться в 100 г воды при данной температуре.

По растворимости все вещества делятся на три группы:

⚠️ Растворимость большинства твёрдых веществ увеличивается с повышением температуры (исключение — газы, их растворимость уменьшается).

Интересный факт: в природе вода растворяет горные породы, образуя пещеры, карстовые воронки и сталактиты. Вода с растворённым CO₂ растворяет известняк CaCO₃.

Таблица растворимости

📌 В химии существует таблица растворимости, которая показывает, растворяется ли данная соль, основание или кислота в воде.

💡 Таблицу растворимости нужно уметь использовать на экзамене: она помогает определять, пойдёт ли реакция обмена (условие — образование осадка).

📌 Основные правила (запомнить):

• Все нитраты (NO₃⁻) — растворимы
• Все соли натрия, калия, аммония — растворимы
• Все хлориды (Cl⁻) — растворимы, кроме AgCl, PbCl₂, Hg₂Cl₂ (нерастворимы)
• Все сульфаты (SO₄²⁻) — растворимы, кроме BaSO₄, PbSO₄, CaSO₄ (малорастворим)
• Карбонаты (CO₃²⁻) и фосфаты (PO₄³⁻) — нерастворимы, кроме солей щелочных металлов и аммония
• Сульфиды (S²⁻) — нерастворимы, кроме солей щелочных металлов и аммония
• Сильные кислоты (HCl, H₂SO₄, HNO₃) — растворимы

⚠️ Эти правила нужно запомнить! Они помогут вам быстро определять, пойдёт ли реакция ионного обмена.

Массовая доля растворённого вещества

📌 Массовая доля растворённого вещества (ω) — это отношение массы растворённого вещества к массе всего раствора.

ω = m(в-ва) / m(р-ра) × 100%

где:

• m(в-ва) — масса растворённого вещества (г)
• m(р-ра) — масса раствора = m(в-ва) + m(воды) (г)

💡 Массовая доля показывает, сколько граммов вещества содержится в 100 г раствора. Например, 10%-й раствор — это 10 г вещества и 90 г воды в 100 г раствора.

• Массовая доля — это относительная величина. Её значение не зависит от того, какой именно объём раствора мы рассматриваем. Если раствор 10%-ный, то в любой его порции (100 г, 1 кг, 10 г) ровно десятая часть массы будет приходиться на соль.
• В реальных условиях (особенно для твёрдых веществ в жидкостях) существует предел растворимости. Поэтому массовая доля растворённого вещества в насыщенном растворе всегда будет меньше 100%.

Расчёты с массовой долей широко используются в химии: при приготовлении растворов нужной концентрации, в лабораторных экспериментах, на производстве, а также в быту (например, при расчёте концентрации удобрений или лекарств)

Пример 1. Вычисление массовой доли

Задача. В 200 г воды растворили 25 г соли. Найдите массовую долю соли в растворе.

Решение: m(р-ра) = m(в-ва) + m(воды) = 25 + 200 = 225 г
ω = 25 / 225 × 100% = 11,1%
✅ Ответ: 11,1%.

Пример 2. Расчёт массы вещества и воды

Задача. Сколько граммов соли и воды нужно взять для приготовления 500 г 15%-го раствора?

Решение: m(соли) = ω × m(р-ра) / 100% = 15% × 500 / 100% = 75 г
m(воды) = m(р-ра) − m(соли) = 500 − 75 = 425 г
✅ Ответ: 75 г соли и 425 г воды.

Задачи на разбавление и упаривание

📌 При разбавлении раствора (добавлении воды) масса вещества не меняется, меняется только масса раствора.

📌 При упаривании раствора (испарении воды) масса вещества также не меняется, меняется масса раствора.

Пример 3. Разбавление раствора

Задача. К 300 г 20%-го раствора соли добавили 200 г воды. Найдите массовую долю соли в новом растворе.

Решение: m(соли) = 20% × 300 / 100% = 60 г
m(нового р-ра) = 300 + 200 = 500 г
ω(новая) = 60 / 500 × 100% = 12%
✅ Ответ: 12%.

Пример 4. Упаривание раствора

Задача. Из 400 г 10%-го раствора выпарили 100 г воды. Найдите новую массовую долю.

Решение: m(в-ва) = 10% × 400 / 100% = 40 г
m(нового р-ра) = 400 − 100 = 300 г
ω(новая) = 40 / 300 × 100% = 13,3%
✅ Ответ: 13,3%.

Задачи на смешивание растворов

📌 При смешивании двух растворов одного вещества:

• Масса вещества в новом растворе = сумма масс веществ в исходных растворах
• Масса нового раствора = сумма масс исходных растворов

Пример 5. Смешивание растворов

Задача. Смешали 150 г 10%-го и 250 г 20%-го растворов соли. Найдите массовую долю соли в полученном растворе.

Решение:
m₁(соли) = 10% × 150 / 100% = 15 г
m₂(соли) = 20% × 250 / 100% = 50 г
m(общая соли) = 15 + 50 = 65 г
m(общая раствора) = 150 + 250 = 400 г
ω = 65 / 400 × 100% = 16,25%
✅ Ответ: 16,25%.

Задачи с кристаллогидратами

📌 Кристаллогидраты — это соли, содержащие молекулы воды в кристаллической решётке (CuSO₄·5H₂O, Na₂CO₃·10H₂O и др.).
⚠️ При расчётах нужно учитывать, что воду из кристаллогидрата добавлять в раствор нельзя: она входит в состав соли.

Пример 6. Кристаллогидрат

Задача. Какую массу медного купороса CuSO₄·5H₂O нужно взять для приготовления 200 г 8%-го раствора CuSO₄?

Решение:
M(CuSO₄·5H₂O) = 64 + 32 + 4×16 + 5×18 = 250 г/моль
M(CuSO₄) = 64 + 32 + 4×16 = 160 г/моль
Массовая доля CuSO₄ в кристаллогидрате: 160 / 250 = 0,64 (64%)
m(CuSO₄) в 8%-м растворе: 8% × 200 / 100% = 16 г
m(CuSO₄·5H₂O) = 16 / 0,64 = 25 г
✅ Ответ: 25 г медного купороса.

Практическое задание

📌 Задание 1. Вычислите массовую долю вещества в растворе:

1. В 120 г воды растворили 40 г сахара.
2. В 250 г 12%-го раствора добавили 50 г вещества.

📌 Задание 2. Сколько граммов соли и воды нужно взять для приготовления:

1. 300 г 20%-го раствора
2. 150 г 8%-го раствора

📌 Задание 3. К 200 г 15%-го раствора добавили 100 г воды. Найдите новую массовую долю.

📌 Задание 4. Из 250 г 12%-го раствора выпарили 50 г воды. Найдите новую массовую долю.

📌 Задание 5. Смешали 100 г 5%-го и 300 г 15%-го растворов. Найдите массовую долю в полученном растворе.

📌 Задание 6 (повышенной сложности). Какую массу кристаллической соды Na₂CO₃·10H₂O нужно взять для приготовления 500 г 10%-го раствора Na₂CO₃?

Памятка

• ✅ Раствор — гомогенная смесь растворителя и растворённого вещества.
• ✅ Насыщенный раствор — содержит максимум растворённого вещества при данной температуре.
• ✅ Растворимость — способность вещества растворяться (выражается в г на 100 г воды).
• ✅ Массовая доля — ω = m(в-ва) / m(р-ра) × 100%.
• ✅ При разбавлении и упаривании масса вещества не меняется.
• ✅ При смешивании растворов массы веществ и растворов складываются.
• ✅ Для кристаллогидратов учитывайте массовую долю соли в кристаллогидрате.

Вы смотрели конспект урока химии по теме «Растворы. Растворимость. Массовая доля». Выберите дальнейшее действие:

• Перейти к Списку конспектов по химии (по классам)
• Найти конспект в Кодификаторе ОГЭ по химии
• Найти конспект в Кодификаторе ЕГЭ по химии