巧破溶质质量分数计算
□安徽 朱军
关于溶质质量分数计算,常涉及到“溶质质量、溶剂质量、溶液质量和溶质质量分数”四个量,具有“买二赠二”的关系,即已知某一溶液中的任意两个量,便可根据公式求得另两个量。解题时,注意以下关节点的甄别:
1.溶质是什么?
在溶液配制过程中,加入水中物质不一定就是溶质有些物质可以跟水反应,生成物作为溶质[如:SO3+H2O=H2SO4,CaO+H2O=Ca(OH)2];还有的在溶液中发生化学反应,溶质发生转化,[如:Fe + CuSO4 = FeSO4 + Cu,HCl + NaOH = NaCl + H2O],需要通过化学方程式计算确定溶质的种类和质量。物质中本身含水的,如结晶水合物(后面将学到)溶于水时,结晶水不能算溶质。
2.溶质能不能全溶?
除少数液体能与水以任意比互溶外,固体或气体在水中都有一定的溶解度,且受温度影响。物质在一定温度下溶于水,由于溶解度限制,可能出现溶质有剩余的情况,此时为此温度下的饱和溶液,其溶质质量分数与溶解度是可以相互换算的,且是此温度下这种溶质质量分数的最大值。如:在20℃时,将40g氯化钠加入60g水中,再怎么充分溶解,溶质质量分数也不会达到40%。(因为在20℃时,氯化钠的溶解度为36g,饱和溶的溶质质量分数为。)
3.溶剂的质量发生怎样的变化?
溶液中溶剂质量增加的过程可能有:加水、加入物质中含有结晶水、两种溶液混合、反应有水生成。溶剂质量减少过程可能有:蒸发溶剂、反应消耗水、取部分溶液。分析实验操作过程中水的质量变化,才能在计算时,采取相应的步骤,避免出错。
4.溶液的质量受哪些因素影响?
溶液是一个混合体系,其质量计算方法可用:“总打总算法”,即进入混合体系的总质量,减去放出气体的质量、生成沉淀(或未溶固体)的质量;或“各部求和法”,即分析溶质是什么,有哪些来源,溶剂用哪些来源,有没有消耗,分别计算出溶质质量和溶剂质量,求和,即得溶液总质量。
5.变化过程会造成哪些间接影响?
在溶液中取出部分后,溶液质量减少。相应地,溶质和溶剂的质量都减少,而溶质的质量分数不变。当溶质质量在溶解度范围内增加,溶液的质量也会相应地增加,溶质质量分数增大。当溶剂质量增加时,溶液质量也会相应地增加,溶质质量分数却减小。两溶液混合时,溶质质量分数不能累加,如10%和30%的同种溶质的溶液混合,所得溶液的溶质质量分数则介于10%~30%之间,且不包含这两点。只有当两种溶液质量相等时,混合溶液的溶质质量分数才能达到中点20%。
2010年3月31日发表于《学习方法报·化学周刊》第39期(总247期)第一版疑难对对碰栏目