Условие
В 0,5 л раствора содержится 8 г гидроксида натрия NaOH. Найди молярную концентрацию раствора. Сколько миллилитров такого раствора нужно взять, чтобы в нём было 0,04 моль щёлочи?
Что известно и что ищем
- Известны масса вещества (8 г), объём раствора (0,5 л) и состав NaOH.
- Ищем молярную концентрацию: количество вещества в молях, приходящееся на один литр раствора.
- Дополнительный вопрос проверяет понимание: концентрация — это «плотность частиц» в растворе, и по ней легко найти любую порцию.
Ход решения
- Шаг 1. Считаем молярную массу NaOH. Складываем молярные массы атомов: натрий 23 г/моль, кислород 16 г/моль, водород 1 г/моль. В сумме получаем 40 г/моль.
- Шаг 2. Переводим массу в количество вещества. 8 г делим на 40 г/моль и получаем 0,2 моль. Единицы проверяем отдельно: граммы делятся на граммы на моль, в ответе остаются моли.
- Шаг 3. Считаем молярную концентрацию. Найденные 0,2 моль содержатся в 0,5 л раствора, значит в одном литре их вдвое больше: 0,2 делим на 0,5 и получаем 0,4 моль на литр.
- Шаг 4. Проверяем себя через пропорцию. Если в литре 0,4 моль, то в половине литра — 0,2 моль, а это ровно 8 г исходной щёлочи. Сходится с условием, значит концентрация найдена верно.
- Шаг 5. Отвечаем на дополнительный вопрос. Нужно 0,04 моль, то есть в десять раз меньше, чем в литре: значит нужно взять 0,1 л, то есть 100 мл.
- Шаг 6. Отмечаем, зачем нужна молярная концентрация. В реакциях в растворах важно не сколько граммов налито, а сколько частиц: одна частица реагирует с одной частицей. Поэтому в лабораторной практике растворы удобнее готовить именно с заданной молярной концентрацией. И здесь же самая частая потеря балла: если объём подставить в миллилитрах вместо литров, концентрация получится в тысячу раз больше.
Проверь себя
- Ответ: молярная концентрация равна 0,4 моль/л; чтобы взять 0,04 моль, нужно 100 мл раствора.
- Проверка вывода: пересчёт «назад» обязателен — умножаем концентрацию на объём и получаем количество вещества: 0,4 моль/л на 0,5 л даёт 0,2 моль, что соответствует 8 г NaOH. Если обратный пересчёт не сходится, ищем ошибку в единицах.
- Ловушка: считать молярную концентрацию как массу, делённую на объём (8 г на 0,5 л). Такой расчёт даёт массовую концентрацию, а не молярную: в молях вещества будет другое число.
Как объяснить ребёнку
«Молярная концентрация — это плотность жильцов в доме: сколько моль на литр. Чтобы её узнать, сначала переведём граммы в моли (то есть посчитаем самих жильцов), а потом поделим на объём дома. Если перепутать литры и миллилитры, дом получится в тысячу раз меньше, и плотность жильцов в тысячу раз больше — вот откуда берутся самые обидные ошибки в этой теме».
Тема для отчёта родителю
«Молярная концентрация: от массы вещества к количеству частиц в литре».
Формулировка задания — наш аналог по теме, а не текст из учебника.