Что значит 3 раствор. Как приготовить раствор
Приблизительные растворы. При приготовлении приблизительных растворов количества веществ, которые должны быть взяты для этого, вычисляют с небольшой точностью. Атомные веса элементов для упрощения расчетов допускается брать округленными иногда до целых единиц. Так, для грубого подсчета атомный вес железа можно принять равным 56 вместо точного -55,847; для серы - 32 вместо точного 32,064 и т. д.
Вещества для приготовления приблизительных растворов взвешивают на технохимических или технических весах.
Принципиально расчеты при приготовлении растворов совершенно одинаковы для всех веществ.
Количество приготовляемого раствора выражают или в единицах массы (г, кг), или в единицах объема (мл, л), причем для каждого из этих случаев вычисление количества растворяемого вещества проводят по-разному.
Пример. Пусть требуется приготовить 1,5 кг 15%-ного раствора хлористого натрия; предварительно вычисляем требуемое количе-ство соли. Расчет проводится согласно пропорции:
т. е. если в 100 г раствора содержится 15 г соли (15%), то сколько ее потребуется для приготовления 1500 г раствора?
Расчет показывает, что нужно отвесить 225 г соли, тогда воды иужио взять 1500 - 225 = 1275 г. ¦
Если же задано получить 1,5 л того же раствора, то в этом случае по справочнику узнают его плотность, умножают последнюю на заданный объем и таким образом находят массу требуемого количества раствора. Так, плотность 15%-нoro раствора хлористого натрия при 15 0C равна 1,184 г/см3. Следовательно, 1500 мл составляет
Следовательно, количество вещества для приготовления 1,5 кг и 1,5 л раствора различно.
Расчет, приведенный выше, применим только для приготовления растворов безводных веществ. Если взята водная соль, например Na2SO4-IOH2O1 то расчет несколько видоизменяется, так как нужно принимать во внимание и кристаллизационную воду.
Пример. Пусть нужно приготовить 2 кг 10%-ного раствора Na2SO4, исходя из Na2SO4 *10H2O.
Молекулярный вес Na2SO4 равен 142,041, a Na2SO4*10H2O 322,195, или округленно 322,20.
Расчет ведут вначале па безводную соль:
Следовательно, нужно взять 200 г безводной соли. Количество десятиводной соли находят из расчета:
Воды в этом, случае нужно взять: 2000 - 453,7 =1546,3 г.
Так как раствор не всегда готовят с пересчетом на безводную соль, то на этикетке, которую обязательно следует наклеивать на сосуд с раствором, нужно указать, из какой соли приготовлен раствор, например 10%-ный раствор Na2SO4 или 25%-ный Na2SO4*10H2O.
Часто случается, что приготовленный ранее раствор нужно разбавить, т. е. уменьшить его концентрацию; растворы разбавляют или по объему, или по массе.
Пример. Нужно разбавить 20%-ный раствор сернокислого аммония так, чтобы получить 2 л 5%-иого раствора. Расчет ведем следующим путем. По справочнику узнаем, что плотность 5%-ного раствора (NH4)2SO4 равна 1,0287 г/см3. Следовательно, 2 л его должны весить 1,0287*2000 = 2057,4 г. В этом количестве должно находиться сернокислого аммония:
Учитывая, что при отмеривании могут произойти потери, нужно взять 462 мл и довести их до 2 л, т. е. добавить к ним 2000-462 = = 1538 мл воды.
Если же разбавление проводить по массе, расчет упрощается. Но вообще разбавление проводят из расчета на объем, так как жидкости, особенно в больших количествах, легче отмерить по объему, чем взвесить.
Нужно помнить, что при всякой работе как с растворением, так и с разбавлением никогда не следует выливать сразу всю воду в сосуд. Водой ополаскивают несколько раз ту посуду, в которой проводилось взвешивание или отмеривание нужного вещества, и каждый раз добавляют эту воду в сосуд для раствора.
Когда не требуется особенной точности, при разбавлении растворов или смешивании их для получения растворов другой концентрации можно пользоваться следующим простым и быстрым способом.
Возьмем разобранный уже случай разбавления 20%-ного раствора сернокислого аммония до 5%-ного. Пишем вначале так:
где 20 - концентрация взятого раствора, 0 - вода и 5"--требуемая концентрация. Теперь из 20 вычитаем 5 и полученное значение пишем в правом нижнем углу, вычитая же нуль из 5, пишем цифру в правом верхнем углу. Тогда схема примет такой вид:
Это значит, что нужно взять 5 объемов 20%-ного раствора и 15 объемов воды. Конечно, такой расчет не отличается точностью.
Если смешивать два раствора одного и того же вещества, то схема сохраняется та же, изменяются только числовые значения. Пусть смешением 35%-ного раствора и 15%-ного нужно приготовить 25%-ный раствор. Тогда схема примет такой вид:
т. е. нужно взять по 10 объемов обоих растворов. Эта схема дает приблизительные результаты и ею можно пользоваться только тогда, когда особой точности не требуется.Для всякого химика очень важно воспитать в себе привычку к точности в вычислениях, когда это необходимо, и пользоваться приближенными цифрами в тех случаях, когда это не повлияет на результаты работы.Когда нужна большая точность при разбавлении растворов, вычисление проводят по формулам.
Разберем несколько важнейших случаев.
Приготовление разбавленного раствора . Пусть с - количество раствора, m%-концентрация раствора, который нужно разбавить до концентрации п%. Получающееся при этом количество разбавленного раствора х вычисляют по формуле:
а объем воды v для разбавления раствора вычисляют по формуле:
Смешивание двух растворов одного и того же вещества различной концентрации для получения раствора заданной концентрации. Пусть смешиванием а частей m%-ного раствора с х частями п%-ного раствора нужно получить /%-ный раствор, тогда:
Точные растворы. При приготовлении точных растворов вычисление количеств нужных веществ проверят уже с достаточной степенью точности. Атомные весы элементов берут по таблице, в которой приведены их точные значения. При сложении (или вычитании) пользуются точным значением слагаемого с наименьшим числом десятичных знаков. Остальные слагаемые округляют, оставляя после запятой одним знаком больше, чем в слагаемом с наименьшим числом знаков. В результате оставляют столько цифр после запятой, сколько их имеется в слагаемом с наименьшим числом десятичных знаков; при этом производят необходимое округление. Все расчеты производят, применяя логарифмы, пятизначные или четырехзначные. Вычисленные количества вещества отвешивают только на аналитических весах.
Взвешивание проводят или на часовом стекле, или в бюксе. Отвешенное вещество высыпают в чисто вымытую мерную колбу через чистую сухую воронку небольшими порциями. Затем из промывалки несколько раз небольшими порциями воды обмывают над воронкой бнже или часовое стекло, в котором проводилось взвешивание. Воронку также несколько раз обмывают из промывалки дистиллированной водой.
Для пересыпания твердых кристаллов или порошков в мерную колбу очень удобно пользоваться воронкой, изображенной на рис. 349. Такие воронки изготовляют емкостью 3, 6, и 10 см3. Взвешивать навеску можно непосредственно в этих воронках (негигроскопические материалы), предварительно определив их массу. Навеска из воронки очень легко переводится в мерную колбу. Когда навеска пересыпается, воронку, не вынимая из горла колбы, хорошо обмывают дистиллированной водой из промывалки.
Как правило, при приготовлении точных растворов и переведении растворяемого вещества в мерную колбу растворитель (например, вода) должен занимать не более половины емкости колбы. Закрыв пробкой мерную колбу, встряхивают ее до полного растворения твердого вещества. После этого полученный раствор дополняют водой до метки и тщательно перемешивают.
Молярные растворы. Для приготовления 1 л 1 M раствора какого-либо вещества отвешивают на аналитических весах 1 моль его и растворяют, как указано выше.
Пример. Для приготовления 1 л 1 M раствора азотнокислого серебра находят в таблице или подсчитывают молекулярную массу AgNO3, она равна 169,875. Соль отвешивают и растворяют в воде.
Если нужно приготовить более разбавленный раствор (0,1 или 0,01 M), отвешивают соответственно 0,1 или 0,01 моль соли.
Если же нужно приготовить меньше 1 л раствора, то растворяют соответственно меньшее количество соли в соответствущем объеме воды.
Нормальные растворы готовят аналогично, только отвешивая не 1 моль, а 1 грамм-эквивалент твердого вещества.
Если нужно приготовить полунормальный или децинормальный раствор, берут соответственно 0,5 или 0,1 грамм-эквивалента. Когда готовят не 1 л раствора, а меньше, например 100 или 250 мл, то берут1/10 или 1/4 того количества вещества, которое требуется для приготовления I л, и растворяют в соответствующем объеме воды.
Рис 349. Воронки для пересыпания навески а колбу.
После приготовления раствора его нужно обязательно проверить титрованием соответствующим раствором другого вещества с известной нормальностью. Приготовленный раствор может не отвечать точно той нормальности, которая задана. В таких случаях иногда вводят поправку.
В производственных лабораториях иногда готовят точные растворы «по определяемому веществу». Применение таких растворов облегчает расчеты при анализах, так как достаточно умножить объем раствора, пошедший на титрование, на титр раствора, чтобы получить содержание искомого вещества (в г) во взятом для анализа количестве какого-либо раствора.
Расчет при приготовлении титрованного раствора по определяемому веществу ведут также по грамм-эквиваленту растворяемого вещества, пользуясь формулой:
Пример. Пусть нужно приготовить 3 л раствора марганцовокислого калия с титром по железу 0,0050 г/мл. Грамм-эквивалент KMnO4 равен 31,61., а грамм-эквивалент Fe 55,847.
Вычисляем по приведенной выше формуле:
Стандартные растворы. Стандартными называют растворы с разными, точно определенными концентрациями, применяемые в колориметрии, например растворы, содержащие в 1 мл 0,1, 0,01, 0,001 мг и т. д. растворенного вещества.
Кроме колориметрического анализа, такие растворы бывают нужны при определении рН, при нефелометрических определениях и пр. Иногда стандартные растворы" хранят в запаянных ампулах, однако чаще приходится готовить их непосредственно перед применением. Стандартные растворы готовят в объеме не больше 1 л, а ча ще - меньше. Только при большом расходе стандартного раствори можно готовить несколько литров его и то при условии, что стандартный раствор не будет храниться длительный срок.
Количество вещества (в г), необходимое для получения таких растворов, вычисляют по формуле:
Пример. Нужно приготовить стандартные растворы CuSO4 5H2O для колориметрического определения меди, причем в 1 мл первого раствора должно содержаться 1 мг меди, второго - 0,1 мг, третьего -0,01 мг, четвертого - 0,001 мг. Вначале готовят достаточное количество первого раствора, например 100 мл.
Определите, что вам известно и что нет. В химии разведение обычно означает получение небольшого количества раствора известной концентрации с последующим его разбавлением нейтральной жидкостью (например водой) и получением, таким образом, менее концентрированного раствора большего объема. Эта операция очень часто применяется в химических лабораториях, поэтому в них реагенты хранятся для удобства в концентрированном виде и разбавляются при необходимости. На практике, как правило, известна начальная концентрация, а также концентрация и объем раствора, который необходимо получить; при этом неизвестен объем концентрированного раствора, который нужно разбавить .
Подставьте известные значения в формулу C 1 V 1 = C 2 V 2 . В этой формуле C 1 - концентрация начального раствора, V 1 - его объем, C 2 - концентрация конечного раствора, и V 2 - его объем. Из полученного уравнения вы без труда определите искомую величину.
- Иногда полезно поставить вопросительный знак перед величиной, которую требуется найти.
- Вернемся к нашему примеру. Подставим в равенство известные нам значения:
- C 1 V 1 = C 2 V 2
- (5 M)V 1 = (1 мM)(1 л). Концентрации имеют разные единицы измерения. Остановимся на этом чуть подробнее.
Учитывайте любое различие в единицах измерения. Поскольку разбавление приводит к уменьшению концентрации, и нередко значительному, иногда концентрации измерены в разных единицах. Если упустить это, вы можете ошибиться с результатом на несколько порядков. Перед решением уравнения приведите все значения концентрации и объема к одинаковым единицам измерения .
- В нашем случае используются две единицы концентрации, M и мM. Переведем все в М:
- 1 мM × 1 M/1.000 мM
- = 0,001 M .
Решим уравнение. Когда вы привели все величины к одинаковым единицам измерения, можете решать уравнение. Для его решения почти всегда достаточно знания простых алгебраических операций.
- Для нашего примера: (5 M)V 1 = (1 мM)(1 л). Приведя все к одинаковым единицам, решим уравнение относительно V 1 .
- (5 M)V 1 = (0,001 M)(1 л)
- V 1 = (0,001 M)(1 л)/(5 M).
- V 1 = 0,0002 л, или 0.2 мл.
Подумайте о применении полученного результата на практике. Допустим, вы вычислили искомую величину, но все еще затрудняетесь приготовить реальный раствор. Такая ситуация вполне понятна - язык математики и чистой науки иногда далек от реального мира. Если вам уже известны все четыре величины, входящие в уравнение C 1 V 1 = C 2 V 2 , поступите следующим образом:
- Измерьте объем V 1 раствора концентрацией C 1 . Затем долейте разводящую жидкость (воду и тому подобное), чтобы объем раствора стал равен V 2 . Этот новый раствор и будет обладать необходимой концентрацией (C 2).
- В нашем примере мы сначала отмеряем 0,2 мл исходного раствора концентрацией 5 M. Затем разводим его водой до объема 1 л: 1 л - 0,0002 л = 0,9998 л, то есть добавляем к нему 999,8 мл воды. Получившийся раствор будет иметь необходимую нам концентрацию 1 мM.
раствор для наружного применения
Владелец/регистратор
ФАРМЦЕНТР ВИЛАР, ЗАО
Международная классификация болезней (МКБ-10)
C84.0 Грибовидный микоз L40 Псориаз L63 Гнездная алопеция L81 Другие нарушения пигментацииФармакологическая группа
Фотосенсибилизирующий препарат
Фармакологическое действие
Фотосенсибилизирующее средство. Сенсибилизирует кожу к действию света: при облучении УФ-лучами стимулирует образование меланоцитами эндогенного пигмента кожи меланина. Применение совместно с УФ-облучением способствует восстановлению пигментации кожи при витилиго.
В качестве фотосенсибилизирующего средства в сочетании с УФО:
Витилиго;
Гнездная и тотальная алопеция;
Грибовидный микоз;
Псориаз.
Гиперчувствительность;
Острый гастрит;
Язвенная болезнь желудка и двенадцатиперстной кишки;
Панкреатит;
Гепатит;
Цирроз печени;
Сахарный диабет;
Кахексия;
Артериальная гипертензия;
Декомпенсированные эндокринные заболевания;
Тиреотоксикоз;
Туберкулез;
Заболевания крови;
Хроническая серденчая недостаточность;
Злокачественные и доброкачественные опухоли;
Беременность;
Период лактации;
Катаракта;
Множественные пигментные невусы.
C осторожностью - детский возраст (до 5 лет), пожилой возраст (старше 60 лет).
Головная боль, головокружение, сердцебиение, кардиалгия, диспепсия, тошнота, гастралгия. При передозировке солнечного и искусственного УФО - острый дерматит (гиперемия кожи, отек, пузыри).
Особые указания
При депигментации кожи (лейкодермии), связанной с деструкцией меланоцитов, неэффективен.
Необходимо предупреждать больных о возможности развития буллезных дерматитов при сочетании облучения очагов поражения ртутно-кварцевой лампой и воздействия солнечной радиации. Следует строго соблюдать предписанный режим облучения.
В летние месяцы во избежание суммированного действия искусственной и естественной УФ-радиации рекомендуется сочетать лечение с дозированным облучением солнечным светом.
Наилучший эффект отмечается у лиц молодого возраста, при небольшой давности заболевания, у брюнетов и лиц, склонных к загару.
Лечение должно проводиться под тщательным врачебным наблюдением.
При нарушении функций печен
Противопоказано при гепатите и циррозе печени.
Пожилым
C осторожностью - пожилой возраст (старше 60 лет).
Применение при беременности и кормлении грудью
Противопоказано к применению при беременности и в период лактации.
В сочетании с облучением (длинноволновые УФ-лучи 320-390 нм).
Наружно 0.3% раствор наносят на очаги поражения за 1 ч до облучения. При псориазе процедуры проводят 4 раза в неделю (понедельник, вторник, четверг, пятница), при других заболеваниях - 3-4 раза в неделю. УФ-облучение начинают с 1/2 биодозы, постепенно увеличивают до 5-6 биодоз, что соответствует продолжительности облучения от 1-2 до 10-15 мин. Общее количество облучений - 15-20.
Внутрь, после еды, запивая молоком, в дозе 0.8 мг/кг (высшая разовая доза - 80 мг) однократно за 2 ч до УФ-облучения.
(получить из более концентрированного раствора менее концентрированный)
1 действие:
Количество мл более концентрированного раствора (который необходимо развести)
Необходимый объем в мл (который необходимо приготовить)
Концентрация менее концентрированного раствора (того, который необходимо получить)
Концентрация более концентрированного раствора (того, который разводим)
2 действие:
Количество мл воды (или разбавителя) = или воды до (ad) необходимого объема ()
Задача№6. Во флаконе ампициллина находится 0,5 сухого лекарственного средства. Сколько нужно взять растворителя, чтобы в 0,5 мл раствора было 0,1 г сухого вещества.
Решение: при разведении антибиотика на 0,1 г сухого порошка берут 0,5 мл растворителя, следовательно, если,
0,1 г сухого вещества – 0,5 мл растворителя
0,5 г сухого вещества - х мл растворителя
получаем:
Ответ: чтобы в 0,5 мл раствора было 0,1 г сухого вещества необходимо взять 2,5 мл растворителя.
Задача № 7. Во флаконе пенициллина находится 1 млн. ЕД сухого лекарственного средства. Сколько нужно взять растворителя, чтобы в 0,5 мл раствора было 100000 ЕД сухого вещества.
Решение: 100000 ЕД сухого вещества – 0,5 мл сухого вещества, тогда в 100000 ЕД сухого вещества –0,5 мл сухого вещества.
1000000 ЕД – х
Ответ: чтобы в 0,5 мл раствора было 100000ЕД сухого вещества необходимо взять 5 мл растворителя.
Задача № 8. Во флаконе оксацилина находится 0,25 сухого лекарственного средства. Сколько нужно взять растворителя, чтобы в 1 мл раствора было 0,1 г сухого вещества
Решение:
1 мл раствора – 0,1г
х мл - 0,25 г
Ответ: чтобы в 1 мл раствора было 0,1 г сухого вещества нужно взять 2,5 мл растворителя.
Задача №9 . Цена деления инсулинового шприца – 4 ЕД. Скольким делениям шприца соответствует 28 ЕД. инсулина? 36 ЕД.? 52 ЕД.?
Решение: Для того, чтобы узнать скольким делениям шприца соответствует 28 ЕД. инсулина необходимо: 28:4 =7(делениям).
Аналогично: 36:4=9(делениям)
52:4=13(делениям)
Ответ: 7, 9, 13 делениям.
Задача № 10 . Сколько нужно взять 10% раствора осветленной хлорной извести и воды (в литрах) для приготовления 10л 5%раствора.
Решение:
1) 100 г – 5г
(г) 2) 100% – 10г
(мл) 10% раствора
3) 10000-5000=5000 (мл) воды
Ответ: необходимо взять 5000мл осветленной хлорной извести и 5000мл воды.
Задача № 11 . Сколько нужно взять 10% раствора хлорной извести и воды для приготовления 5л 1% раствора.
Решение:
Так как в 100 мл содержится 10 г активного вещества то,
1) 100г – 1мл
5000 мл – х
(мл) активного вещества
2) 100% – 10мл
00 (мл) 10% раствора
3) 5000-500=4500 (мл) воды.
Ответ: необходимо взять 500 мл 10% раствора и 4500мл воды.
Задача № 12 . Сколько нужно взять 10% раствора хлорной извести и воды для приготовления 2л 0,5% раствора.
Решение:
Так как в 100 мл содержится 10 мл активного вещества то,
1) 100 % – 0,5мл
0 (мл) активного вещества
2) 100 % – 10 мл
(мл) 10% раствора
3) 2000-100=1900 (мл) воды.
Ответ: необходимо взять 10 мл 10% раствора и 1900 мл воды.
Задача № 13 . Сколько нужно взять хлорамина (сухое вещество) в г и воды для приготовления 1 литра 3%раствора.
Решение:
1) 3г – 100 мл
г
2) 10000 – 300=9700мл.
Ответ: для приготовления 10 литров 3%раствора необходимо взять 300г хлорамина и 9700мл воды.
Задача № 14. Сколько нужно взять хлорамина (сухого) в г и воды для приготовления 3-х литров 0,5% раствора.
Решение:
Процент – количество вещества в 100 мл.
1) 0,5 г – 100 мл
г
2) 3000 – 15=2985мл.
Ответ: для приготовления 10 литров 3%раствора необходимо взять 15г хлорамина и 2985мл воды
Задача № 15. Сколько нужно взять хлорамина (сухого) в г и воды для приготовления 5 литров 3% раствора.
Решение:
Процент – количество вещества в 100 мл.
1) 3 г – 100 мл
г
2) 5000 – 150= 4850мл.
Ответ: для приготовления 5 литров 3%раствора необходимо взять 150г хлорамина и 4850 мл воды.
Задача № 16 . Для постановки согревающего компресса из 40% раствора этилового спирта необходимо взять 50мл. Сколько нужно взять 96% спирта для постановки согревающего компресса?
Решение:
По формуле (1)
мл
Ответ: Для приготовления согревающего компресса из 96% раствора этилового спирта необходимо взять 21 мл.
Задача № 17 . Приготовить 1 литр 1% раствор хлорной извести для обработки инвентаря из 1 литра маточного 10% раствора.
Решение: Подсчитайте сколько нужно взять мл 10% раствора для приготовления 1% раствора:
10г – 1000 мл
Ответ: Чтобы приготовить 1 литр 1% раствора хлорной извести нужно взять 100 мл 10% раствора и добавить 900 мл воды.
Задача № 18. Больной должен принимать лекарство по 1 мг в порошках 4 раза в день в течении 7 дней, то сколько необходимо выписать данного лекарства (расчет вести в граммах).
Решение: 1г = 1000мг, следовательно, 1 мг = 0,001 г.
Подсчитайте сколько больному необходимо лекарства в день:
4* 0,001 г = 0,004 г, следовательно, на 7 дней ему необходимо:
7* 0,004 г = 0,028 г.
Ответ: данного лекарства необходимо выписать 0,028 г.
Задача № 19. Больному необходимо ввести 400 тысяч единиц пенициллина. Флакон по 1 миллиону единиц. Развести 1:1. Сколько мл раствора необходимо взять.
Решение: При разведении 1:1 в 1 мл раствора содержится 100 тысяч единиц действия. 1 флакон пенициллина по 1 миллиону единиц разводим10 мл раствора. Если больному необходимо ввести 400 тысяч единиц, то необходимо взять 4 мл полученного раствора.
Ответ: необходимо взять 4 мл полученного раствора.
Задача № 20. Ввести больному 24 единицы инсулина. Цена деления шприца 0,1 мл.
Решение: в 1 мл инсулина содержится 40 единиц инсулина. В 0,1 мл инсулина содержится 4 единицы инсулина. Чтобы ввести больному 24 единицы инсулина необходимо взять 0,6 мл инсулина.
Растворы – гомогенные (однородные) системы переменного состава, содержащие два или несколько компонентов. Компонент, агрегатное состояние которого не изменяется при образовании раствора, принято называть растворителем , а другой компонент – растворенным веществом . При одинаковом агрегатном состоянии компонентов растворителем считают обычно то вещество, которое преобладает в растворе. Растворы бывают твердыми (сплавы металлов), жидкими и газообразными (смеси газов). В медицине наиболее распространены жидкие (чаще водные) растворы.
Концентрация раствора – величина, измеряемая количеством растворенного вещества в определенном объеме или массе раствора или растворителя. Существуют различные способы выражения концентрации растворов:
Процентная концентрация по массе С % (массовая доля) показывает число единиц массы растворенного вещества (г, кг) в 100 единицах массы раствора (г, кг) и рассчитывается по формуле:
С % =m в-ва · 100% / m р-ра (1),
где m р-ра - масса раствора, в котором содержится масса вещества m в-ва. Следовательно, физиологический раствор (0,9% NaCl) содержит 0,9г NaCl в 100г раствора.
Молярная концентрация С М (молярность) показывает число молей растворенного вещества в 1л (1дм 3) раствора. Согласно определению С М = ν/V, где количество вещества ν=m/M, а объем раствора V выражен в литрах. Таким образом получаем формулу:
С М =m / М·V (2),
где m-масса вещества, г; М-молярная масса вещества, г/моль; V – объем раствора, л.
Например, 5М раствор глюкозы содержит 5моль С 6 Н 12 О 6 в 1л раствора.
Нормальная концентрация С N (нормальность, молярная концентрация эквивалента) показывает, сколько эквивалентов вещества находится в 1л (1дм 3) раствора. Эквивалент Э (эквивалентная масса, молярная масса эквивалента) –это реальная или условная частица вещества, которая в данной реакции реагирует с одним атомом или ионом водорода, или одним электроном. Эквивалент зависит от типа реакции, в которой участвует данное вещество. В рамках нашего курса не рассматривается образование кислых, основных солей, а также более сложных продуктов, поэтому эквивалент кислоты находится делением молярной массы кислоты на ее основность (число атомов водорода в формуле), эквивалент основания – делением молярной массы на кислотность (число ОН групп), эквивалент соли равен молярной массе, деленной на произведение степени окисления металла на число его атомов в формуле. Например, Э(Н 2 SO 4)= 98/2=49 (г/моль), Э(Са(ОН) 2)=74/2=37 (г/моль), Э(Al 2 (SO 4) 3)=342/3·2=57 (г/моль). Для реагентов, используемых в окислительно-восстановительных реакциях, эквивалент находят делением молярной массы на число участвующих в превращении электронов.
Нормальную концентрацию рассчитывают по формуле:
С N =m /Э ·V (3),
где m-масса вещества, г; Э-эквивалент, г/моль; V – объем раствора, л. Запись 0,1N HCl (или 0,1н. HCl) означает, что 1л раствора содержит 0,1 эквивалента HCl.
Зная нормальность раствора, можно найти молярность, и наоборот. Так как масса растворенного вещества m=С N · Э · V= С M · M · V, то после сокращения объема получаем:
С N · Э = С M · M (4).
Моляльная концентрация С m (моляльность) показывает число молей растворенного вещества в 1 кг (1000г) растворителя.
С m = ν в-ва / m р-ля = m в-ва / М · m р-ля (5),
где ν в-ва - число моль вещества; m в-ва - масса вещества, г; m р-ля - масса растворителя, кг; М- молярная масса вещества, г/моль.
Например, 0.3С m раствор NaOH содержит 0,3моль вещества на 1000г воды.
Титр Т - это масса вещества (г) в 1мл (1см 3) раствора. Согласно определению Т=m/V (6),
где m –навеска вещества, г; V – объем раствора, мл.
Титр также может быть найден по формуле:
Т=Э · С N /1000 (7),
где Э-эквивалент вещества, г/моль; С N – нормальная концентрация, N; 1000 -коэффициент для пересчета размерности (в 1л 1000мл).
Мольная доля компонента – это отношение числа молей данного вещества к общему числу молей всех веществ в растворе. Если раствор содержит два компонента (1-растворенное вещество, 2- растворитель), то мольные доли находятся следующим образом:
Х 1 =ν 1 /(ν 1 + ν 2);
Х 2 =ν 2 /(ν 1 + ν 2) (8),
где ν 1 – число моль растворенного вещества, ν 2 – число моль растворителя. В сумме Х 1 + Х 2 =1.
Процентная концентрация считается приблизительной, остальные рассмотренные концентрации являются точными и широко применяются в медико-биологических исследованиях, химическом и фармакопейном анализе.
Примеры решения задач
Пример 1 .
10мл сыворотки крови взрослого человека содержат 0.015 г холестерина (C 27 H 47 O). Найдите процентную концентрацию по массе (массовую долю) и молярность, если принять плотность сыворотки ρ ≈1 г/мл.
Решение:
Процентную концентрацию C % можно найти следующим образом:
Где m(раствора) = V(раствора) · ρ =10 мл · 1г/мл = 10г, тогда C % =0.015·100/10=0.15%;
или воспользуемся определением процентной концентрации, которая показывает число грамм вещества в 100г раствора:
если 0.015г (холестерина) - в 10 г (сыворотки)
то X г (холестерина) - в 100 г (сыворотки),
и получаем такой же ответ: X=C % = 0.015 · 100 / 10 = 0.15 г = 0.15%
Молярная концентрация показывает число моль холестерина в 1 л раствора (сыворотки). Найдем сначала молярную(=молекулярную)массу: Mr(холестерина)= 27·Ar(C)+47·Ar(H)+1·Ar(O)=27·12+47·1+1·16=387;
М=387 г/моль, затем вычислим число моль вещества в данной пробе раствора (в 10мл): n = 0.015 / 387 = 0.0000388 (моль), наконец находим число моль вещества в 1л раствора: C M = 0.0000388 моль / 0.01 л = 0.00388 моль/л = 3.88 мМ.
Ответ: 0.15%; 3.88 мМ.
Пример 2 .
Как приготовить 400мл 25% раствора магнезии (MgSO 4) с плотностью ρ =1.2 г/мл из более концентрированного 5 М раствора?
Решение:
Найдем массу раствора, который мы собираемся приготовить:
m=V·ρ=400 ·1.2=480 (г)
В соответствии с определением процентной концентрации этот раствор должен содержать
25г (MgSO 4) в 100г(раствора),
или X г (MgSO 4) в 480г(раствора),
таким образом находим X=25·480 / 100 = 120 (г). Однако по условию задачи у нас нет кристаллического MgSO 4 , который мы могли бы взвесить для приготовления раствора: нужно разбавить более концентрированный раствор, который содержит 5 моль (MgSO 4) в 1л, или это m (MgSO 4)= n· M=5моль · 120 г/моль = 600 г.
Следовательно, найдем объем 5M раствора, который содержит 120 г MgSO 4:
600г(MgSO 4) – в 1000 мл
120г(MgSO 4) – в X мл, тогда X= 200 мл.
Таким образом, мы отбираем 200мл 5M раствора MgSO 4 , помещаем в мерную колбу на 400мл, добавляем необходимое количество дистиллированной воды до метки (фактически раствор должен быть разбавлен в 2 раза).
Существует множество других способов решения этого задания. Например, можно использовать формулы или найти сначала число моль MgSO 4 , необходимое для приготовления раствора: n=120/120=1 моль, ...и т.д.].
Ответ: 200мл 5М р-ра разбавить до 400мл.
Пример 3 .
Раствор MgSO 4 , приготовленный в предыдущем задании, был проверен фармацевтом. Обнаружено, что точная концентрация раствора равна 2.5M. Найдите нормальность, титр, моляльность и мольную долю вещества, если плотность раствора равна 1.2 г / мл.
Каков курс лечения данным препаратом (сколько дней), если пациенту назначили инъекции по 5мл один раз в день и суммарная (кумулятивная) доза должна составить 125 ммоль?
Решение:
Для нахождения нормальной концентрации C N
можно воспользоваться формулой C N ·Э = C M ·M, которая позволяет быстро перейти от молярности к нормальности (и наоборот). Для соли эквивалент равен: Э= 
,
поэтому C N ·M / 2 = C M ·M, после сокращения получаем C N = 2· C M = 2· 2.5 = 5 (N, н., моль/л)
Титр может быть найден следующим образом:
T=Э · C N / 1000 = 60 ·5 / 1000 = 0.3000 (г/мл)
Моляльная концентрация µ показывает число мольMgSO 4 в 1 кг растворителя, поэтому найдем сначала массу 1л раствора, затем массу MgSO 4 , и наконец массу воды:
m(раствора) = ρ ·V = 1.2 ·1000 = 1200 (г),
m(MgSO 4) = n · M = 2.5 · 120 = 300 (г),
m(H 2 O) = m(раствора) – m (MgSO 4) = 1200-300 = 900 (г)
Если 2.5 моль (MgSO 4) – в 900 г (воды),
то µ моль(MgSO 4) – в 1000 г(воды), получаем µ=2.5·1000/900 = 2.78 (моль/кг)
Для нахождения мольной доли X найдем число моль воды:
n (H 2 O) = m / M = 900 / 18 = 50 (моль),
затем найдем отношение X(MgSO 4) = 
=0.048
Если раствор магнезии используется в качестве лекарственного препарата, то с разовой дозой 5мл пациент получает следующее число моль MgSO 4:
2.5моль(MgSO 4) – в 1000 мл(раствора)
X моль(MgSO 4) - в 5 мл(раствора), тогда X=0.0125моль=12.5ммоль
ммоль(в день) · число дней = ммоль(суммарная доза)
12.5 · число дней = 125, => число дней = 10
Курс лечения 10 дней.
Ответ: 5н., 0.3000 г/мл, 2.78 моль/кг, 0.048; 10дней.
Задачи для самостоятельного решения
1. Физиологический раствор для внутривенных инфузий, который является 0.9% раствором NaCl в воде, имеет плотность ρ≈ 1г/мл. Сколько граммов NaCl нужно взвесить для приготовления 400мл раствора?
2. Витамин B 6 (пиридоксина гидрохлорид) обычно используется в виде 5% раствора для инъекций. Сколько миллиграммов витамина содержит одна ампула объемом 1cм 3 , если плотность раствора ρ ≈ 1г/мл?
3. Какая масса адреналина попала в организм, если ввели 1мл 0.1% раствора? (Считайте плотность ρ=1г/мл).
4. Найдите молярную концентрацию физиологического раствора, принимая плотность равной 1г/мл.
5. Рассчитайте молярную концентрацию 10% CaCl 2 , если плотность ρ=1.1 г/см 3 .
6. Найдите нормальную концентрацию и титр 0.1M H 2 SO 4 . (При условии полного замещения атомов водорода в предстоящей реакции H 2 SO 4).
7. Один моль фруктозы растворили в 500 г воды. Найдите моляльную концентрацию и мольную долю фруктозы в растворе.
8. 10% CaCl 2 назначен внутривенно по 10мл, 2 раза в день. Сколько моль CaCl 2 получит пациент после 10-дневного курса лечения? (Плотность раствора не учитывать).
9. Рассчитайте молярность 5% раствора глюкозы с плотностью ρ= 1.06 г/мл.
10. Как найти молярную концентрацию и титр 0.1N раствора Ba(OH) 2 ? (При условии полного замещения OH-групп в предстоящей реакции Ba(OH) 2).
11. Как приготовить 200мл 10% раствора NaCl (ρ=1.1 г/мл) из более концентрированного 5M раствора?
12. Один литр молока содержит около 10г кальция в виде Ca 2+ . Какова молярность Ca 2+ в молоке?
13. Найдите число моль и массу вещества в каждом из растворов:
а) 0.1л сыворотки крови с концентрацией холестерола (C 27 H 46 O), равной
5.04·10 -3 M (нормальный средний показатель человеческой крови).
b) 0.5 л моющего средства с концентрацией аммиака (NH 3) 0.5 M.
c) 393.6 мл антифриза с концентрацией этиленгликоля (C 2 H 4 (OH) 2) 9.087 M.
d) 1.0 л чистящего средства с концентрацией изопропанола (C 3 H 7 OH) 9.74 M
e) 325 мл питьевой воды с концентрацией сульфата железа (FeSO 4) 1.8·10 -6 M
(минимальное количество, которое можно различить на вкус).
14. Найдите молярность следующих растворов:
а) 1.82 кг H 2 SO 4 на литр концентрированной серной кислоты
b) 1.9·10 -4 г NaCN на 100 мл крови (минимальная летальная доза цианида).
c) 27 г глюкозы (C 6 H 12 O 6) в 500 мл раствора для внутривенных инъекций.
d) 2.2 кг формальдегида (CH 2 O) в 5.5 л формалина для хранения
анатомических препаратов
e) 0.029 г йода в 0.1 л раствора (растворимость I 2 в воде при 20˚C).
15. Найдите моляльность следующих растворов:
а) 69 г гидрокарбоната натрия (NaHCO 3) в 1 кг воды (насыщенный при 0˚C
раствор).
b) 583 г H 2 SO 4 в 1.5 кг воды (используется в автомобильных аккумуляторах).
c) 120 г NH 4 NO 3 в 250г воды (используется для приготовления охлаждающей
смеси в медицинских «ледяных пакетах»).
d) 0.86 г NaCl в 100г воды (используется при внутривенных инфузиях).
e) 46.85 г кодеина (C 18 H 21 NO 3) в 125.5 г этанола (C 2 H 5 OH).
16. Найдите мольную долю растворенного вещества и растворителя в каждом из растворов упражнения 15.
17. Какая масса концентрированной серной кислоты (95% раствор H 2 SO 4 по массе) требуется для приготовления 500 г 10% раствора?
18. Какая масса 3% раствора KOH содержит 5.1 г щелочи?
19. Какая масса HCl содержится в 45.0 мл 37.21% раствора HCl с плотностью 1.19 г/мл?
20. Какая масса твердого NaOH (97.0% NaOH по массе) требуется для приготовления 1.0 л 10% раствора? Плотность 10% раствора равна 1.109 г/см 3 .
21. Максимально допустимое содержание кадмия (Cd 2+) в питьевой воде составляет 0.01мг/л. Какова соответствующая молярная концентрация кадмия?
22. Концентрация глюкозы (C 6 H 12 O 6) в нормальной спинномозговой жидкости 75 мг/100г. Какова соответствующая моляльная концентрация?
23. Какой объем 0.2 M раствора Li 2 SO 4 содержит 5.7 г сульфата лития?
24. 1.577 M раствор AgNO 3 имеет плотность 1.22 г/см 3 . Найдите моляльность раствора.
25. Какой объем раствора серной кислоты (удельный вес 1.07, содержание H 2 SO 4 10% по массе) содержит 18.5 г чистого вещества при температуре 25˚C? Плотность воды при 25˚C составляет 0.99709 г/мл.
26. 15% раствор K 2 CrO 4 имеет плотность 1.129 г/см 3 . Найдите молярность раствора.
27. Газообразный раствор содержит 25% H 2 , 20% CO и 55% CO 2 по массе. Какова мольная доля каждого компонента?
28. Образец стекла приготовлен сплавлением 20.0 г оксида кремния, SiO 2 и 80.0 г оксида свинца(II), PbO. Найдите мольную долю SiO 2 и PbO в стекле.
29. Найдите мольную долю метанола, CH 3 OH, этанола, C 2 H 5 OH, и воды в растворе, содержащем 50% метанола, 30% этанола, 20% воды по массе.
30. Концентрированная соляная кислота содержит 37.0% HCl по массе и имеет удельный вес 1.19 при 25˚C. Плотность воды 0.997 г/мл. Найдите: (a) молярность раствора, (b) моляльность раствора, и (c) мольную долю HCl и H 2 O.
31. Рассчитайте: (a) процентную концентрацию и (b) моляльность водного раствора сахарозы, C 12 H 22 O 11 , если мольная доля сахарозы 0.0677.
32. Какой объем 10.00 M азотной кислоты, HNO 3 , требуется для приготовления 1л 0.05 M раствора?
33. Какой объем серной кислоты с концентрацией 96.0 % по массе и удельным весом 1.84 при 25˚C требуется для приготовления 8.0 л 1.5 M раствора? Плотность воды при 25˚C составляет 0.997 г/мл.
34. Какой объем 0.2 M азотной кислоты, HNO 3 , можно приготовить из 250 мл 14.5 M раствора?
35. Какой объем 0.75M HBr требуется для приготовления 1.0л 0.33M раствора?
36. Какой объем 3.5% KOH (плотность 1.012 г/мл) может быть приготовлен из 0.15 л 30.0 % раствора (плотность 1.288 г/мл)?
37. Газообразный водород растворяется в палладии, при этом атомы водорода распределяются между атомами металла. Найдите молярность, моляльность, процентную концентрацию (по массе) водородных атомов в растворе (плотность 10.8 г/см 3) при растворении 0.89 г водородных атомов в 215 г металлического палладия.
38. Сколько литров HCl(г) при 25˚C и 1.26 атм. требуется для приготовления 2.5 л 1.5 M раствора HCl ?
39. Найдите процентную концентрацию и моляльность раствора Na 2 SO 4 при растворении 11.5 г кристаллогидрата Na 2 SO 4 ·10H 2 O в 0.1 кг воды. Не забудьте учесть кристаллизационную воду.
40. Рассчитайте объем концентрированной кислоты и воды для приготовления 0.525 л 0.105 M азотной кислоты разбавлением 10.0 M раствора. Изменением объема при растворении пренебречь.
41. 0.75 л раствора H 3 PO 4 приготовили из 35.08г P 4 O 10 . Найти молярность.
42. 0.25 л раствора карбоната натрия приготовили из 2.032 г кристаллогидрата Na 2 CO 3 ·10H 2 O. Найдите молярность этого раствора.
43. 0.05% раствор нитрата серебра (AgNO 3) часто используется при лечении хронического гастрита и язвенной болезни желудка. Как приготовить 1л этого раствора из более концентрированного 0.1M AgNO 3 ?
44. Как приготовить 800мл 0.1% раствора CaCl 2 , используя чистое вещество? Используя более концентрированный 0.3M раствор? Плотность не учитывать.
45. Сколько граммов H 2 SO 4 (M=98 г/моль) нужно для приготовления 250мл 0.3N раствора?(Считать, что атомы водорода серной кислоты будут полностью замещены в предстоящей аналитической реакции.) Чему равна молярная концентрация такого раствора?
46. Сколько граммов CaCl 2 (M=111 г/моль) нужно для приготовления 150мл 0.4M раствора? Чему равна нормальная концентрация этого раствора?
47. Сколько граммов KF (M=58 г/моль) нужно для приготовления 500мл 2.5M раствора? Чему равна нормальная концентрация этого раствора?
48. Найдите молярную и процентную концентрации, если 20г MgSO 4 (M=120 г/моль) использовали для приготовления 200 мл водного раствора с плотностью 1.04 г/мл. Найдите мольную долю воды в таком растворе.
49. Концентрация ионов калия (К +) в сыворотке крови составляет примерно 16мг на 100г. Найдите молярность и процентную концентрацию, если плотность сыворотки 1.025 г/мл.
50. Имеются 3 склянки с серной кислотой (H 2 SO 4): 0.1M, 0.1N, 0.1%. Выбрать наиболее концентрированный раствор.
Тестовые задания
