Concentratia molara a solutiilor

Concentratia molara a solutiilor

Clasa: a IX-a

Tipul lectiei: lectie mixta

Obiective cognitive:

La sfarsitul lectiei elevii trebuie:

O_l - Sa cunoasca diferite modalitati de exprimare a concentratiei solutiilor (procentuala, molara).

O₂- Sa stie algoritmul de calcul al concentratiilor solutiilor: procentuala, molara.

O₃- Sa cunoasca aplicabilitatea diferitelor modalitati de exprimare a concentratiei.

Obiective operationale:

La sfarsitul lectiei elevii trebuie sa fie capabili:

O₁ - Sa deduca formulele de calcul pentru concentratia molara.

O₂ - Sa prepare experimental solutii de diferite concentratii molare.

O₃ - Sa rezolve probleme si exercitii referitoare la concentratia solutiilor (concentratia procentuala si concentratia molara).

O₄ - Sa faca corelatii intre concentratia procentuala si cea molara.

Strategii didactice:

a) Metode si procedee: Experimentul, conversatia euristica, descoperirea dirijata, algoritmul, rezolvarea de exercitii si probleme.

b) Mijloace de invatamant: Manual, culegere, sistem periodic, fisa de activitate independenta, ustensile de laborator, substante chimice.

Organizarea procesului de predare-invatare

Informatie: Deoarece numeroase reactii chimice au loc in solutie este necesara cunoasterea concentratiei solutiilor. Concentratia este un termen general care exprima cantitatea de solut dizolvat intr-o masa sau un volum de solvent sau solutie.

Intrebare: Ce modalitati de exprimare a concentratiei cunoasteti?

Raspuns: Concentratia procentuala.

Inlrebare: Ce reprezinta concentratia procentuala?

Raspuns: Concentratia procentuala reprezinta masa de solut exprimata in grame substanta dizolvata in 100 g solutie.

Informatie: O alta modaliate de exprimare a concentratiei este concentratia molara (c_m) sau molaritatea. Concentratia molara reprezinta numarul de moli de substanta dizolvata intr-un litru de solutie.

Intrebare: Cum se calculeaza numarul de moli dintr-o substanta dizolvata intr-un litru de solutie stiind ca in V_S litri de solutie sunt dizolvati n moli de solvat?

Indicatie: Folositi relatia de calcul a numarului de moli: n = m_d/M, unde m_d= masa de substanta dizolvata; M = masa molara a dizolvantului.

Raspuns:      V_{S l}solutie .........n = m_d/M moli solut

1 lsolutie .........x

m_d/M
X = ----- ----- -------= C_M

V_s. l

Concluzie:      m_d

CM = ----- ----- -----

M.V_s

Informatie: Concentratia molara se exprima in moli/l. Exemplu:

- o solulie 2 M HCl (dublu molara) contine 2 moli HCI dizolvati intr-un litru de solutie;

- o solutie 0,1 M HCI (decimolara) contine 0,1 moli HCl intr-un litru de solutie;

- o solutie 0,01 M HCl (centimolara) contine 10^-2 moli HCl intr-un litru de solutie.

Informatie: Pentru a prepara o solutie de concentratie molara cunoscuta se parcurg urmatoarele etape:

1) Se calculeaza numarul de moli de solut necesari si masa de solut necesara.

2) Se cantareste masa de solut necesara si se introduce printr-o palnie de sticla intr-un balon cotat.

3) Se adauga un volum mic de apa distilata si se agita pana la dizolvarea completa a solutului.

4) Se adauga apa pana la semn.

Tinand cont de indicatiile de mai sus se efectueaza experimentul 1 din 'Fisa de activitate independenta'.

Rezolvare: Se calculeaza numarul de moli de K₂Cr₂O7, necesari:

1 lsolutie 0,1 moli K₂Cr₂O₇

0, 5 lsolutie x

0,5.0,1

x = = 0,05 moli K₂Cr₂O7,

1

Se calculeaza masa de K₂Cr₂O7, necesara:

M(K₂Cr₂O₇) = 294

m(K₂Cr₂O₇) = 0,05.284 - 14,7 g K₂Cr₂O₇

Informatie: Pe baza concentratie molare a solutiilor se pot efectua diverse calcule.

Se efectueaza activitatea independenta 1 din 'Fisa de activitate independenta'.

Raspuns:

Se efectueaza punctul a al experimentului 2 din 'Fisa de activitate independenta'

Raspuns:

Se efectueaza punctul b al experimentului 2 din 'Fisa de activitate independenta'.

Raspuns: Relatia intre concentratia procentuala c% si concentratia molara c_m a unei solutii este de forma:

C% r

C_M = ----- ----- --------- ----- -------

M

unde: r = densitatea (g/cm³);

M = masa moleculara

Se efectueaza punctul c al experimentului 2 din 'Fisa de activitate independenta'.

Raspuns: Se introduc intr-un balon cotat de 250 ml, 52 ml solutie de acid clorhidric 30% masurati corect cu pipeta.

Se efectueaza activitatea independenta 2 din 'Fisa de activitate independenta'

Raspun

Observatie: Reactia de neutralizare sta la baza unei metode de analiza volumetrica.

Tema: Activitatea independenta 3 din 'Fisa de activitate independenta', diferentiat: integral pentru elevii buni; punctele a, b pentru elevii slabi si mediocri.

La sfarsitul lectiei se efectueaza testul de progres nr.4 (10.4 - Teste de evaluare. Interpretari).

FISA DE ACTIVITATE INDEPENDENTA

Experimentul 1

Aveti la mesele de lucru baloane cotate, palnii de sticla, apa distilata, bicromat de potasiu.

Preparati 500 cm³ solutie de bicromat de potasiu 0,1 M urmarind etapele indicate de profesor.

Se dau:      A_K = 39; A_Cr. = 52; A_o = 16

Calculele necesare:

Activitate independenta 1

Cate grame de acid sulfuric sunt necesare pentru a obtine 1500 ml solutie      1 M H₂SO₄?

Indicatie: Rezolva in doua moduri!

Raspuns:

Experimentul 2

Aveti la mesele de lucru baloane cotate, pipete, para de cauciuc, apa distilata, solutie concentrata de acid clorhidric.

Atentie! Solutia concentrata de acid clorhidric ataca pielea si imbracamintea si nu se aspira in pipeta decat cu para de cauciuc.

a) Calculati volumul de solutie de acid clorhidric 30% necesar pentru prepararea a 250 ml solutie de acid clorhidric 2 M. Se considera densitatea solutiei de acid clorhidric 30% ca find r = 1,17 g/cm³.

Raspuns:

b) Stabileste o relatie matematica intre concentratia procentuala si concentratia molara a unei solutii.

Raspuns:

c) Modul de lucru: Pentru a prepara 250 ml solutie de acid clorhidric 2 M introduceti in balonul cotat de 250 ml,... ml solutie de acid clorhidric 30% calculat la punctul a.

Indicatie: Masurati corect cu pipeta!

Completati apoi pana la semn cu apa distilata, in mai multe etape, cu agitare. Se lasa in repaus pentru a se scurge apa de pe peretii balonului si se aduce corect la semn.

Activitate independenta 2

Ce volum de solutie 0,25 M de hidroxid de calciu este necesar pentru a neutraliza 100 ml solutie de acid clorhidric 3 M?

Raspuns:

Activitate independenta

Un chimist trebuie sa dilueze un volum de solutie de acid sulfuric 82% (r 5 g/cm) cu trei volume de apa distilata (r = 1 g/cm³).

a) Calculeaza concentratia molara a solutiei de H₂SO₄ 82%.

Raspuns:

b) Determina prin calcul concentratia procentuala si molara a solutiei de H₂SO₄ rezultata prin diluare.

Raspuns:

a)        Peste 100 g solutie diluata de H₂SO₄ se adauga KOH solid, astfel incat concentratia solutiei de H₂SO₄ devine 10%. Calculeaza masa de KOH adaugata.

Raspuns:

FISA DE ACTIVITATE INDEPENDENTA

(rezolvare)

Experimentul 1

Aveti la mesele de lucru baloane cotate, palnii de sticla, apa distilata, bicromat de potasiu.

Preparati 500 cm³ solutie de bicromat de potasiu 0,1 M urmarind etapele indicate de profesor.

Se dau:      A_K = 39; A_Cr. = 52; A_o = 16

Calculele necesare:

Se calculeaza numarul de moli de K₂Cr₂O7, necesari:

1 lsolutie 0,1 moli K₂Cr₂O₇

0, 5 lsolutie x

0,5.0,1

x = = 0,05 moli K₂Cr₂O7,

1

Se calculeaza masa de K₂Cr₂O7, necesara:

M(K₂Cr₂O₇) = 294

m(K₂Cr₂O₇) = 0,05.284 - 14,7 g K₂Cr₂O₇

Activitate independenta 1

Cate grame de acid sulfuric sunt necesare pentru a obtine 1500 ml solutie      1 M H₂SO₄?

Indicatie: Rezolva in doua moduri!

Raspuns:

Experimentul 2

Aveti la mesele de lucru baloane cotate, pipete, para de cauciuc, apa distilata, solutie concentrata de acid clorhidric.

Atentie! Solutia concentrata de acid clorhidric ataca pielea si imbracamintea si nu se aspira in pipeta decat cu para de cauciuc.

a) Calculati volumul de solutie de acid clorhidric 30% necesar pentru prepararea a 250 ml solutie de acid clorhidric 2 M. Se considera densitatea solutiei de acid clorhidric 30% ca find r = 1,17 g/cm³.

Raspuns:

b) Stabileste o relatie matematica intre concentratia procentuala si concentratia molara a unei solutii.

Raspuns:

C% r

C_M = ----- ----- --------- ----- -------

M

c) Modul de lucru: Pentru a prepara 250 ml solutie de acid clorhidric 2 M introduceti in balonul cotat de 250 ml,... ml solutie de acid clorhidric 30% calculat la punctul a.

Indicatie: Masurati corect cu pipeta!

Completati apoi pana la semn cu apa distilata, in mai multe etape, cu agitare. Se lasa in repaus pentru a se scurge apa de pe peretii balonului si se aduce corect la semn.

Raspuns:

Se introduc intr-un balon cotat de 250 ml, 52 ml solutie de acid clorhidric 30% masurati corect cu pipeta.

Activitate independenta 2

Ce volum de solutie 0,25 M de hidroxid de calciu este necesar pentru a neutraliza 100 ml solutie de acid clorhidric 3 M?

Raspuns:

Activitate independenta

Un chimist trebuie sa dilueze un volum de solutie de acid sulfuric 82% (r 5 g/cm) cu trei volume de apa distilata (r = 1 g/cm³).

a) Calculeaza concentratia molara a solutiei de H₂SO₄ 82%.

Raspuns:

b) Determina prin calcul concentratia procentuala si molara a solutiei de H₂SO₄ rezultata prin diluare.

Raspuns:

c) Peste 100 g solutie diluata de H₂SO₄ se adauga KOH solid, astfel incat concentratia solutiei de H₂SO₄ devine 10%. Calculeaza masa de KOH adaugata.

Raspuns:

a)Vs acid=1000ml

Vapa adaugata=3000ml

Cm=md/Vs∙M; ρ=m/V → m solutie de acid=ρ∙V=1,75∙1000=1750g

c=md∙100/ms→ md=c∙ ms/100=82∙1750/100=1435g H2SO4

Cm=1435/1∙98=14,64M

b)Cm" = md/Vs"∙M=1435/4∙98∙1003.66M

c%"=md∙100/ms" =1435/4750∙100=30,21%

c)      98 2∙56

H2SO4 + 2KOH → K2SO4 + 2H2O

22,45 y

m H2SO4 reactionat cu KOH = x md H2SO4 = 30,21

m d H2SO4 ramas = 30,21-x

100 g sol. .......10 g H2SO4

100-x g sol......30,21 g H2SO4

3021-100x=1000-10x

2021= 90x

x=22,45

y = 22,45∙2∙56/98=25,66 g KOH