Молярная концентрация и разбавление: задачи с пошаговыми решениями

Другие названия: молярность · разбавление растворов · концентрация растворов

Бесплатные задачи по теме Молярная концентрация и разбавление с рисунками, подсказками и подробными решениями. Каждый раз новые значения, трёх уровней: молярная концентрация и масса, разбавление, смешивание растворов.

Бесплатная задачаЛёгкая
200 mLc = 0,1 mol/L

Какая масса m вещества NaOH (M = 40 g/mol) нужна, чтобы приготовить 200 mL раствора с концентрацией 0,1 mol/L?

V = 200 mLc = 0,1 mol/LM = 40 g/mol
g
Следующая задача →

Что вы отрабатываете

  1. Лёгкаямолярная концентрация и масса
  2. Средняяразбавление
  3. Сложнаясмешивание растворов

Как решать задачи по теме «Молярная концентрация и разбавление»

  1. Переведите массу в моли по n = m/M.
  2. Переведите объём в литры.
  3. Молярная концентрация c = n/V в mol/L.
  4. При разбавлении количество вещества не меняется: c₁V₁ = c₂V₂.

Типичные ошибки

  • Оставляют объём в mL.
  • Указывают количество вещества в молях вместо концентрации.
  • Путают объём исходного раствора с объёмом добавляемой воды.

Основные формулы

Молярная концентрация
c = n/V (mol/L)
Моли
n = m/M
Разбавление
c1V1 = c2V2
Смешение
c = (c1V1 + c2V2)/(V1 + V2)

Изучите тему «Молярная концентрация и разбавление» с нуля

Перед этим: Стехиометрия

1Что такое концентрация

Раствор — это вещество, растворённое вещество, растворённое в жидкости, растворителе. Солёная вода — это соль, растворённая в воде.

Ложка сахара в чашке на вкус слаще, чем та же ложка в ведре. Важно, сколько растворённого вещества приходится на объём: это концентрация.

Химики считают растворённое вещество в молях, поэтому используют молярность: число молей растворённого вещества на литр раствора.

c = n / V (mol/L)

Раствор 1 mol/L содержит 1 mol растворённого вещества в каждом литре. Пол-литра такого раствора содержит 0,5 mol.

Единицу mol/L часто записывают как M, поэтому «0,5 M» означает 0,5 mol/L.

Самопроверка 0,2 mol глюкозы растворили, получив 0,5 L раствора. Какова молярность?
  1. 0,1 mol/L
  2. 0,2 mol/L
  3. 0,4 mol/L
  4. 2,5 mol/L

Ответ: 0,4 mol/L. c = n/V = 0,2/0,5 = 0,4 mol/L. Умножение (0,1) или деление наоборот (2,5) неправильно использует формулу, а 0,2 — это количество, а не концентрация.

2От граммов к молярности

В лаборатории вы взвешиваете растворённое вещество в граммах и измеряете объём в миллилитрах. Два перевода приводят вас к mol/L.

  • Граммы в моли через молярную массу: n = m / M.
  • Миллилитры в литры: разделите на 1000. Значит, 250 mL = 0,250 L.

Вместе:

c = m / (M · V)

Можно пойти и в обратную сторону: масса, нужная для раствора, равна m = c · V · M.

Пример: для 100 mL раствора KCl 0,5 mol/L (M = 74,55 g/mol) нужно 0,5 · 0,100 · 74,55 = 3,73 g KCl.

Самопроверка 5,85 g NaCl (M = 58,5 g/mol) растворили, получив 250 mL раствора. Какова молярность?
  1. 0,0004 mol/L
  2. 0,1 mol/L
  3. 0,4 mol/L
  4. 25 mol/L

Ответ: 0,4 mol/L. n = 5,85/58,5 = 0,1 mol и V = 0,250 L, поэтому c = 0,1/0,250 = 0,4 mol/L. 0,0004 оставляет объём в mL, а 0,1 — это количество в молях.

3Разбавление и смешение

Чтобы разбавить раствор, добавляют растворитель. Объём растёт, но число молей растворённого вещества остаётся тем же.

c1​V1​+ H₂Oc2​V2​

До: n = c₁ · V₁. После: n = c₂ · V₂. Числа молей равны, поэтому:

c₁ · V₁ = c₂ · V₂

Здесь оба объёма в одной единице, поэтому их можно оставить в mL. Вода, которую нужно добавить, равна V₂ − V₁.

Когда вы смешиваете два раствора одного вещества, сложите числа молей и разделите на общий объём:

c = (c₁V₁ + c₂V₂) / (V₁ + V₂)

Результат всегда лежит между двумя концентрациями, ближе к той, у которой объём больше.

Самопроверка 100 mL раствора 0,4 mol/L смешали с 200 mL раствора 0,6 mol/L того же вещества. Какова концентрация смеси?
  1. 0,16 mol/L
  2. 0,5 mol/L
  3. 0,53 mol/L
  4. 1,0 mol/L

Ответ: 0,53 mol/L. Моли: 0,4 · 100 + 0,6 · 200 = 160 mmol в 300 mL, поэтому 160/300 = 0,53 mol/L. 0,5 — простое среднее, которое не учитывает, что второго раствора вдвое больше.

4Метод по шагам

  1. Запишите, что дано и что спрашивается, каждое с единицей.
  2. Для молярности по массе: переведите граммы в моли по n = m/M, а mL в L.
  3. Вычислите c = n/V или m = c · V · M для нужной массы.
  4. Для разбавления: используйте c₁V₁ = c₂V₂ и решите относительно неизвестной. Вода, которую нужно добавить, равна V₂ − V₁.
  5. Для смешения: сложите числа молей обоих растворов и разделите на общий объём.
  6. Проверьте, что ответ осмыслен: разбавленный раствор слабее исходного, смесь лежит между своими частями.

5Разобранный пример

Пройдите каждый шаг. Попробуйте предсказать следующий, прежде чем открыть его.

Разобранный пример

Вам нужно 200 mL раствора 0,25 mol/L, а у вас есть исходный раствор 2 mol/L. Какой объём V₁ исходного раствора нужен и сколько воды добавить?

1

Запишите данные

Исходный: c₁ = 2 mol/L, V₁ неизвестно. Нужный: c₂ = 0,25 mol/L и V₂ = 200 mL.

2

Запишите правило разбавления

Число молей растворённого вещества не меняется при добавлении воды.

c₁ · V₁ = c₂ · V₂
3

Решите относительно V₁

V₁ = c₂ · V₂ / c₁ = 0,25 · 200 / 2 = 25 mL

Оба объёма в mL, поэтому перевод не нужен.

4

Найдите воду

Vwater = V₂ − V₁ = 200 − 25 = 175 mL
c1​ = 2 MV1​ = 25 mL+ H₂Oc2​ = 0,25 MV2​ = 200 mL
5

Проверьте ответ

Исходный раствор в 2 / 0,25 = 8 раз крепче, поэтому его нужно разбавить в 8 раз. 25 mL × 8 = 200 mL. Числа сходятся.

Ответ

Возьмите V₁ = 25 mL исходного раствора и добавьте 175 mL воды.

6Типичные ошибки

  • Объём остался в mL в c = n/V. Ответ получается в 1000 раз меньше.
  • Указано число молей, когда спрашивается концентрация.
  • Путаница между объёмом исходного раствора (V₁) и объёмом добавляемой воды (V₂ − V₁).
  • Перестановка c₁ и c₂, из-за чего объём исходного раствора получается больше конечного объёма.
  • Усреднение двух концентраций при смешении вместо сложения чисел молей.
Самопроверка Вам нужно 100 mL раствора 0,4 mol/L из исходного раствора 1 mol/L. Сколько воды нужно добавить к исходному раствору?
  1. 100 mL
  2. 250 mL
  3. 40 mL
  4. 60 mL

Ответ: 60 mL. V₁ = 0,4 · 100 / 1 = 40 mL исходного раствора, поэтому воды 100 − 40 = 60 mL. 40 mL — это объём исходного раствора, а не воды. 250 mL получается перестановкой c₁ и c₂.

7Как выглядят экзаменационные задачи

  • Лёгкая: молярность и масса. Найдите молярность по массе и объёму или массу, нужную для раствора.
  • Средняя: разбавление. Найдите нужный объём исходного раствора или объём добавляемой воды.
  • Сложная: смешение растворов. Смешиваются два объёма одного вещества с разными концентрациями; найдите новую концентрацию.

Молярная масса дана в условии. Считайте, что объёмы при смешении растворов складываются.

Изучайте шаг за шагом в приложенииИзучайте шаг за шагом в приложении

Разобранные примеры

Пример 1Лёгкая
5 g KMnO4​V = 1000 mL

5 g вещества KMnO4 (M = 158,03 g/mol) растворяют в воде и получают 1000 mL раствора. Найдите молярную концентрацию c.

m = 5 gM = 158,03 g/molV = 1000 mL

Найти: c (mol/L)

Показать подсказки
  1. Переведите массу в моли: n = m/M.
  2. Молярная концентрация — это число молей в литре, поэтому переведите mL в L.
  3. n = 0,03164 mol.
Показать ответ и пошаговое решение

Молярная концентрация: концентрация c = n/V в mol/L, где n = m/M. При разбавлении добавляют растворитель, но не растворённое вещество, поэтому количество вещества не меняется: c₁·V₁ = c₂·V₂. При смешивании двух растворов одного и того же вещества количества вещества складываются, как и объёмы.

Количество растворённого вещества

n = m/M = 5/158,03 = 0,03164 mol

Концентрация

c = n/V = 0,03164/1 = 0,03164 mol/L

Ответ

c = 0,03164 mol/L
Пример 2Средняя
2 mol/LV1​ = ?0,5 mol/L1000 mL

Нужно 1000 mL раствора с концентрацией 0,5 mol/L, а в наличии есть исходный раствор с концентрацией 2 mol/L. Какой объём V1 исходного раствора нужен?

c1 = 2 mol/Lc2 = 0,5 mol/LV2 = 1000 mL

Найти: V1 (mL)

Показать подсказки
  1. При разбавлении количество вещества сохраняется: c₁·V₁ = c₂·V₂.
  2. Выразите V₁ = c₂·V₂/c₁. Объёмы можно оставить в mL.
  3. c₂·V₂ = 500 mmol.
Показать ответ и пошаговое решение

Молярная концентрация: концентрация c = n/V в mol/L, где n = m/M. При разбавлении добавляют растворитель, но не растворённое вещество, поэтому количество вещества не меняется: c₁·V₁ = c₂·V₂. При смешивании двух растворов одного и того же вещества количества вещества складываются, как и объёмы.

Объём исходного раствора

V1 = c2·V2/c1 = 0,5·1000/2 = 250 mL

Ответ

V1 = 250 mL
Пример 3Сложная
1,5 mol/L250 mL0,6 mol/L500 mLc = ?750 mL

250 mL раствора с концентрацией 1,5 mol/L смешивают с 500 mL раствора того же вещества с концентрацией 0,6 mol/L. Найдите концентрацию c смеси (объёмы аддитивны).

c1 = 1,5 mol/LV1 = 250 mLc2 = 0,6 mol/LV2 = 500 mL

Найти: c (mol/L)

Показать подсказки
  1. Найдите количество вещества в каждом растворе: n = c·V.
  2. Сложите количества вещества и сложите объёмы.
  3. n = 375 + 300 mmol.
Показать ответ и пошаговое решение

Молярная концентрация: концентрация c = n/V в mol/L, где n = m/M. При разбавлении добавляют растворитель, но не растворённое вещество, поэтому количество вещества не меняется: c₁·V₁ = c₂·V₂. При смешивании двух растворов одного и того же вещества количества вещества складываются, как и объёмы.

Общее количество вещества

n = 1,5·250 + 0,6·500 = 675 mmol

Концентрация смеси

c = 675/750 = 0,9 mol/L

Ответ

c = 0,9 mol/L

Вопросы и ответы

Молярная концентрация и разбавление: что это?

Ложка сахара в чашке на вкус слаще, чем та же ложка в ведре. Важно, сколько растворённого вещества приходится на объём: это концентрация.

Химики считают растворённое вещество в молях, поэтому используют молярность: число молей растворённого вещества на литр раствора.

Молярная концентрация и разбавление: как решать задачи шаг за шагом?
  1. Переведите массу в моли по n = m/M.
  2. Переведите объём в литры.
  3. Молярная концентрация c = n/V в mol/L.
  4. При разбавлении количество вещества не меняется: c₁V₁ = c₂V₂.
Молярная концентрация и разбавление: какие ошибки самые частые?
  • Оставляют объём в mL.
  • Указывают количество вещества в молях вместо концентрации.
  • Путают объём исходного раствора с объёмом добавляемой воды.
Молярная концентрация и разбавление: что вы тренируете?
  • Лёгкая: молярная концентрация и масса
  • Средняя: разбавление
  • Сложная: смешивание растворов

В каждой задаче новые значения, поэтому вы учите метод, а не ответ. Застряли? Сначала откройте небольшую подсказку, а полное объяснение — только когда оно понадобится.

Как проходят занятия

  • В каждой задаче новые значения, поэтому вы учите метод, а не ответ.
  • Застряли? Сначала откройте небольшую подсказку, а полное объяснение — только когда оно понадобится.
  • Ваш прогресс, ошибки и сохранённые задачи остаются, поэтому перед экзаменом вы сможете всё повторить.

Темы до и после этой

Сначала изучите

Далее

Калькуляторы

Курсы с этой темой

Другие темы: Естественные науки

Лист заданий для печати