Объем раствора из мешка смеси 25 кг: Сколько мешков пескобетона в 1м3: методика расчета

Содержание

Сколько раствора из 1 мешка цемента

Сколько получится бетона из 50 кг мешка цемента?

При проведении строительных работ строителям необходимо правильно рассчитывать количество вяжущего компонента, который нужен для изготовления раствора. Для этого нужно определить, сколько цементной смеси понадобится на один кубометр бетона. Затем следует высчитать объем стройматериала, применяемого для работ. Должен получиться максимально точный результат. При этом важно подобрать нужную марку главного компонента смеси. Как найти выход из этой ситуации новичку и как правильно производить вычисления?

Что нужно учитывать при расчетах?

Существуют некоторые особенности, которые необходимо принимать во внимание при произведении расчетов, в частности:

марку бетонной смеси, используемую для определенных работ;
марку цементного состава;
количество материала, фасованного в мешок.

Марка раствора указана в документации. В случае если соответствующих документов нет (к примеру, при частном строительстве), то нужно узнать, какой класс цемента применяется для выполнения таких работ. Так, для изготовления подушек в основании здания обычно используют М100, а М150 – для полов, дорожек, фундаментов ограждений и ворот. В строительстве малоэтажных зданий самыми распространенными считают марки М200, М250, М300. Строители не пользуются другими классами (более М300) при возведении малоэтажных строений. Вяжущее вещество продается в мешке, его фасуют по пять, десять, двадцать пять и пятьдесят кг. Такое распределение строительного материала позволяет строителям покупать необходимый объем компонента. Как правило, вещество приобретают по пятьдесят кг в одном мешке или два мешка по двадцать пять кг.

Расчеты объема бетонной смеси

В состав раствора входят несколько компонентов: песок, вяжущее, гравий либо щебенка и вода. Пропорции и объем зависят, прежде всего, от того, какая конструкция получится в результате: ее особенностей и назначения. Также на объем влияет базовый компонент, который вступает в реакцию. В соответствии с установленными Строительными нормами и правилами, количество состава с цементом должно составлять минимум 200 (неармированные изделия) и 220 (армированные изделия) кг на кубометр.

Также расчеты зависят от укладываемости раствора с бетоном и расхода одного вяжущего компонента. Удобоукладываемость является характеристикой, которая показывает, насколько легко бетон заливается в деревянную опалубку. Данный параметр почти не учитывается в частном строительстве. В этом случае принято применять те значения, которые указаны в Строительных нормах и правилах 82-02-95 (цемент М400): М100 – сто восемьдесят, М150 – двести-двести двадцать пять, М200 – двести пятьдесят пять, М250 – триста пять, М300 – триста тридцать пять кг.

Таким образом, из одного мешка весом пятьдесят кг получается такое количество строительного раствора:

для изделий без армирования – 50/200 — 0,25 кубометра;
для изделий с армированием – 50 220 — 0,23 кубометра.

Вернуться к оглавлению

Полезные рекомендации

При проведении расчетов важно учитывать количество компонентов, знать нормы использования цементного раствора и пропорции других ингредиентов смеси. При изготовлении бетонного раствора для оснований фундаментов оптимальной считается следующая пропорция 1:3:5 (цементный состав; песок; щебенка). Чтобы точнее определить количество стройматериалов для бетона, необходимо узнать об их основных характеристиках. Помимо этого, следует обращать внимание на то, какой бетон должен быть изготовлен (марка). От перечисленных критериев будет зависеть расход компонентов стройматериала на кубический метр.

Какие особенности составляющих важны при изготовлении раствора?

Специалисты выделяют следующие характеристики:

цемент – масса, активность, время застывания;
песок – масса, пустотность, степень влажности, наличие органических веществ;
щебенка – пустотность, масса, степень влажности, плотность, структура.

Вернуться к оглавлению

Сколько цемента следует расходовать на куб бетонной смеси?

Расчет на кубометр нужно производить максимально точно. Это необходимо для определения определенной прочности и устойчивости готового стройматериала. Чем ниже затраты цементного состава, тем надежнее будет бетонная смесь. Для экономного расхода цемента важно, чтобы марка превышала класс бетона. Эти показатели учитываются непосредственно на выходе. Если в смеси применяется низкие марки цемента, то придется добавлять большое количество сухого состава, что увеличит затраты на изготовление бетона. Сейчас для строительных нужд часто применяют цемент М500. В этом случае лучшей пропорцией для цементной основы 1:3 (цемент и песок).

Чтобы быстрее рассчитать количество ингредиентов, нужных для изготовления массы, лучше их измерять частями. К примеру, можно пользоваться следующей пропорцией: 1:5 (1 указывает на расход цемента). Изготовить нужные объемы бетонного раствора определенной консистенции можно только за счет использования цементного состава марки, превышающей класс нужного строительного материала. В частности, для изготовления бетонной смеси М150 специалисты советуют добавлять цементный состав М400.

Кроме того, необходимо, чтобы прочность щебенки и гравия в несколько раз превышала прочность застывшего бетона, при изготовлении которого применяются вышеперечисленные наполнители.

При замесе бетона ручным способом облегчить произведение расчетов можно за счет заполнения специального поддона несколькими ведрами заполнителя (не более пяти), на который следует засыпать цемент. Все ингредиенты тщательно перемешиваются строительной лопатой в определенном направлении, пока не образуется однородная масса.

Заключение

В специализированных магазинах продается цемент, расфасованный в мешки, масса которых составляет двадцать и пятьдесят килограммов. Вес нужно знать при приготовлении высококачественного бетона. Однако масса состава часто отличается от указанной. Многое зависит от состава цементной смеси. Поэтому строителям приходится делать расчеты и определять количество и пропорции составляющих.

Несоблюдение нужных пропорций приводит к тому, что материал становится слишком густым или жидким. Правильный расчет позволяет сделать качественный раствор, использование которого поможет решить поставленную строительную задачу.

Сколько раствора получится из 50 кг цемента?

Очень часто нужно быстро приготовить строительный раствор для кладки, но приобретать лишний цемент не хочется, ведь придется переплачивать за него. Как же рассчитать точное количество требуемого цемента в мешках? Давайте попробуем рассчитать.

Цементный раствор – это строительный материал состоящий в общем случае из трех компонентов:

Цемент разных марок как основа-связующее.
Песок как наполнитель. В зависимости от назначения раствора: речной, карьерный или намывной.
Вода как затворитель.

При этом в зависимости целей (строительство стяжки пола, заделка трещин, оштукатуривание, кладка кирпича и пр.), замешивают различные пропорции компонентов. К примеру, для приготовления раствора для стяжки пола используют следующие пропорции:

Один мешок цемента марки М400-М500, массой 50 кг(1 часть)
Три мешка песка (3 части – 150 кг).
Вода – 25 литров или ½ от количества цемента.

Без сомнения, указанные цифры довольно приблизительные, и на практике нуждаются в корректировке в зависимости от требуемой марки раствора согласно ГОСТ, марки цемента, характеристик песка и других факторов.

К числу «других факторов» можно отнести использование добавок – пластификаторов. Пластификаторы существенно влияют на пропорциональное соотношение компонентов раствора.

Однако если говорить о частном строительстве «своими руками», указанные выше данные вполне могут быть использованы на практике. В конечном итоге, из мешка цемента массой 50 кг получается чуть больше 0,2 м3 раствора.

Следующий распространенный вид раствора – материал для заделки трещин и неровностей на стенах. В этом случае раствор замешивают в пропорциях 50/50, только вода и цемент без наполнителя (песка). В этом случае, из мешка цемента получается 0,1 м3 раствора.

Другие варианты приготовления раствора

Для удобства приготовления раствора или бетона для заливки фундамента, состав компонентов принято давать в пропорциях, привязываясь к количеству цемента. К примеру, соотношение 1:5, говорит нам, что для приготовления раствора или бетона необходимо взять 1 часть цемента (можно 1 мешок, 1 ведро , 1 совок или любую другую емкость) и 5 частей наполнителя-балласта (смесь песка с гравием) – 5 мешков, 5 ведер, 5 совков и т.п.

Полезный совет – оптимальный вариант «наполнителя-балласта» – три части каменной или гравийной крошки смешанной с одной частью речного песка. В этом случае из 1 мешка цемента, выход готового материала составляет – 0,3 м3 бетона (раствора).

Кладочный раствор, используемый для строительства стен из кирпича, пеноблока, шлакоблока или ракушечника готовится следующим образом: цемент и песок в соотношении 1:5, если кладка идет над поверхностью грунта и 1:3 если кладка идет ниже уровня грунта. Соответственно последней пропорции, выход материала из 1 мешка цемента составляет – 0,2 м3.

В любом случае, перед тем как начать готовить и замешивать компоненты, внимательно изучите инструкцию с возможными вариантами пропорций, которая имеется на каждом мешке цемента.

Сколько кубов в мешке цемента — расчет и таблицы объёмов

Покупать лишний цемент не стоит. При длительном хранении, даже в сухом помещении, он теряет прочность. Через год она составит 50% от номинальной. Именно поэтому при закупках стоит знать, сколько требуется связующего. Но тут могут быть проблемы. Пропорции для бетонного раствора дают часто в объемных долях, а продают цемент по весу с фасовкой в мешках. При расчетах может потребоваться объем цемента в мешке. Можно воспользоваться средним значением и посчитать примерно.

Объем мешка цемента

Вообще, на вопрос какой объем цемента содержится в мешке, ответить не так просто. Начнем с того, что фасовка идет в мешках по 25 кг, 40 кг и 50 кг. Так что надо уточнять массу. Второй момент — цемент бывает разный. С добавками и без. И добавки тоже бывают различные и разные типы отличаются по плотности. Это значит, что один и тот же вес занимает разный объем.

Вес мешка с цементом может быть 25 кг, 40 кг и 50 кг

Есть и еще один момент. Плотность любого цемента меняется со временем. Сразу после производства, когда его насыпали в мешки, плотность наименьшая. Пока размолотый порошок насыпают, его частицы заряжаются и захватывают молекулы воздуха. Поэтому свеженасыпанный он весит меньше. В процессе транспортировки и хранения заряд снижается, часть воздуха улетучивается, плотность повышается. Так что через месяц в тот же объем помещается больший вес. Причем, где-то через год хранения, разница с насыпной плотностью получается значительная — до 35% от первоначального значения.

В расчетах берут среднюю цифру, которую называют удельной плотностью. Для каждого типа цемента она своя и в расчетах при определении количества требуемого материала, можно отталкиваться от нее.

Методика расчета

Удельная плотность цемента — это масса одного кубометра. Для портландцемента, например, составляет 1300 кг/м³. Чтобы определить объем цемента в мешке 50 кг, надо решить простую пропорцию:

Как посчитать объем цемента в мешке

Мы нашли какой процент от одного кубометра содержится в одном мешке портландцемента на 50 кг. Это 3,85%. Это значит, что в данной таре содержится 0,0385 м³ (просто «берем процент» от кубометра).

Сводная таблица

Для мешка в 25 килограмм можно не считать, а разделить полученную цифру на два. В одном мешке портландцемента 25 кг содержится 0,019 м³. Для мешка в 40 кг, придется все посчитать по-новой. Получится 0,031 м³. Аналогичные расчеты проделать надо для всех марок цемента с различной плотностью. Мы это сделали и свели данные в таблицу.

Объем цемента в мешке: таблица для разной тары и разных марок вяжущего

В таблице посчитаны средние значения. Если вы точно знаете вес куба вашего материала (может быть указан на мешке или можно взвесить и вычислить), лучше пересчитать. Разница вряд ли будет большой, но все-таки. А как посчитать? Взять литровую тару, поставить на весы и взвесить. Насыпать цемент — не встряхивать, не уплотнять. Просто насыпать и взвесить, а затем отнять массу тары. Вы найдете, сколько весит килограмм цемента, купленного вами. Дальше умножаете на 1000 (в одном кубе тысяча литров) и получаете точную (почти) плотность вашего материала. Дальше в расчетах можно использовать ее.

Сколько бетона получится из мешка цемента

Часто пропорции указываются в объемных долях и поэтому при расчетах полезно знать, сколько бетона можно сделать из одного мешка цемента. Но говорить надо о конкретной марке и про конкретный бетонный раствор. Пропорции различные и сначала надо определиться с этим. Разница значительная — это видно из следующей таблицы.

Сколько бетона получится из 10 литров цемента

Для каждого вяжущего и каждой марки снова-таки придется считать отдельно. Для каждого бетона известен примерный расход цемента на изготовление одного куба раствора. Исходя из этих данных можно посчитать, сколько раствора можно получить из килограмма цемента. Дальше несложно узнать количество бетона, которое можно получить из мешка цемента.

Расход вяжущего по маркам бетона

Например, на куб бетона марки М300 идет 350 килограммов цемента М400. То есть, из одного килограмма получается 1 м³ / 350 кг = 0,0028 м³. Чтобы узнать, сколько получится бетона марки М400 из мешка в 50 кг, умножаем на 50. Получаем 0,14 м³. Как видите, расчеты несложные.

Чтобы закрепить информацию, посчитаем для раствора М200 и того же портландцемента М400. Его надо на этот тип бетона 250 кг. Тогда из килограмма получается 1 куб / 250 кг = 0,004 куб. Тогда из 50 кг получится: 0,004 * 50 = 0,2 куба, из 40 кг — 0,004*40 = 0,16 куба.

Как узнать, сколько кубов в мешке цемента 50 кг или 25 кг (какой объем раствора получается)

Вычисление, сколько кубов в мешке цемента 50 кг, актуально при выполнении разнообразных ремонтно-строительных работ с использованием бетонного раствора. Особенно важно заранее выполнить все расчеты в случае, если планируется большой объем работ.

Бетонная смесь готовится обычно из таких компонентов: цемент нужной марки, щебень и песок определенной фракции, очищенная вода, пластификаторы (опционально, добавляются не всегда). Цемент в строительных магазинах обычно реализуется в пластиковых/бумажных мешках по 25, 40, 50 килограммов. И чтобы купить нужное количество мешков цемента, сначала нужно посчитать, сколько кубов цемента в мешке.

Ведь, согласно строительным нормам, цемент долго не хранится, а замешанный раствор должен использоваться в течение нескольких часов. Да и большинство конструкций заливаются обычно в один заход.

Поэтому, с одной стороны, на объекте должно быть достаточно мешков цемента для замеса нужного объема раствора. С другой же, нет смысла покупать больше цемента, чем нужно, так как он быстро придет в негодность и станет причиной лишних затрат.

Что учитывать при расчетах

Чтобы рассчитать, сколько бетона из мешка цемента 50 кг получится, учитывают сразу несколько факторов, которые влияют на качество смеси, рецептуру, итоговый выход бетона.

Что влияет на объемы готовящейся смеси:

Проектная прочность бетонного монолита
Используемая марка цемента
Размер мешка (фасовка) сухой смеси
Величина (фракция) наполнителей
Пропорции смешиваемых компонентов

Состав и пропорции приготовления бетонного раствора регламентируют СНиП 5.01.23-83. В нормах и правилах рассмотрены марки цемента, который рекомендовано использовать для приготовления бетонного монолита с нужными свойствами и параметрами.

Наиболее популярные марки бетона в частном строительстве:

М 100 – подходит для обустройства подушки под основание
М150 – используется для заливки дорожек, выполнения стяжки полов, создания оснований под гаражи, сараи, беседки, бордюры, ограждающие столбы и т.д.
М200 – марка актуальна для создания монолитных фундаментов, разного типа плит перекрытий, перемычек, стен, колонн.

Марка цемента

Прежде, чем просчитать, сколько ведер и кубов в мешке цемента 50 кг, нужно определиться с маркой цемента. Обычно портландцемент марок М200 и М300 используется для различных отделочных работ, М400 и М500 применяется в разного типа строительстве.

Именно марка цемента определяет прочностные характеристики бетона и то, сколько получится раствора из мешка цемента. Чем выше марка портландцемента, тем меньше сухой смеси понадобится для приготовления раствора. Наиболее часто в индивидуальном строительстве применяют марки М350, М400, М450 и М500.

Применение различных марок цемента:

М200/М300 – все виды отделочных, подготовительных, черновых работ
М400/М500 – заливка монолитных фундаментов, плит, тех или иных конструкций

При выборе цемента для бетонного раствора обязательно обращают внимание на дату производства – желательно, чтобы цемент был сделан за несколько месяцев до момента использования сухой смеси. Ведь в бумажных пакетах цемент достаточно быстро теряет свои свойства и в случае проникновения влаги в структуру становится непригодным для работы.

Кроме выполнения просчета, сколько в кубе мешков цемента, до начала работ обязательно нужно вспомнить о важном правиле: марка цемента должна быть выше марки готовящейся смеси минимум в один-два раза. То есть, для замеса бетона М100 берут цемент М200, бетон М200 готовят из цемента М350/М400 и т.д.

Заполнители

Расчет цемента во многом зависит от фракции крупного наполнителя – гравия, щебня, а также от величины зерна песка. Согласно нормам и правилам, в случае отклонения величины фракций в меньшую/большую сторону предусматривается понижающий/повышающий коэффициент. Так, если фракция щебня менее 20 миллиметров, объем цемента увеличивают на 10% по рецепту, в обратном случае – понижают на 7-10%.

Важно и влияние модуля крупности песка на расчеты: если он не больше 1.5, объем цемента увеличивается на 11-12%, если до 2 – на 5%.

Сколько бетона получается из 50 кг цемента

Согласно действующим СНиП, объем цемента в бетонном растворе, который будет твердеть в природных условиях, должен составлять: в армированных конструкциях – 220 кг/м3, в неармированных – 200 кг/м3. Наиболее оптимальный объем цемента в бетонной смеси получают посредством умножения типового на коэффициенты, которые увеличиваются в соответствии с величиной наполнителей.

Считая, сколько раствора получается из 1 мешка цемента 50 кг, обязательно нужно помнить про такой показатель смеси, как удобоукладываемость – он определяет пластичность материала и комфорт работы с ним на строительной площадке. Для этого в таблицах выбирают меньшее значение расхода.

Чтобы посчитать, сколько из мешка цемента получится кубов бетона, выполняют обратный расчет. Если принять за данность, что в неармированных изделиях минимальный расход цемента составляет 200 кг/м3, то 50 кг цемента будет в (при условии, что в замесе используется щебень фракции 20 миллиметров и песок с модулем крупности 1.5):

50/200 = 0.250 кубических метров

Для армированных конструкций показатель будет такой: 50/220 = 0.227 кубометров (столько получается раствора из одного мешка цемента весом в 50 килограммов)

Для приготовления кубометра бетона М300 обычно берут 250 килограммов портландцемента М500. Получается, что в одном мешке цемента (50 кг) содержится 50/250 = 0.2 м3 раствора.

Приготовление других марок:

М150 – 50/200 = 0.250 м3 (используют цемент М400)
М200 – 50/200 = 0.250 м3 (берут портландцемент М500)
М250 – 50/220 = 0.227 м3
М350 – 50/290 = 0.172 м3

Методика и примеры расчетов

Чтобы определить объем цемента в мешке и высчитать, сколько нужно вяжущего, можно использовать несколько методов, но в данном случае приводится самый простой. Сначала обязательно определяют размеры монолитной конструкции, объем (с помощью чертежей либо в натуре на объекте). Потом вычисляют объем мешка цемента 50 кг в кубах.

Задача – залить монолитный фундамент с такими параметрами: длина 20 метров, ширина 0.3 метра, глубина 0.5 метров.

Этапы вычислений:

Определение объема всей конструкции: 0.5 х 0.2 х 20 = 3 м3
Определение марки бетона и цемента: готовится бетон М200, в замесе используется портландцемент М500.
Вычисление, какой объем цемента в мешке 50 кг: 50/200 = 0.25 м3 смеси.
Расчет нужного количества мешков емкостью 50 килограммов: 3/0.25 = 12 штук.

Получается, что для приготовления 3 кубических метров бетона с нужными характеристиками понадобится 12 мешков портландцемента марки М500 по 50 килограммов.

Задача – заливка садовой дорожки с параметрами: ширина 0.6 метров, длина 10 метров, толщина 0.1 метр.

Этапы вычислений:

Расчет объема покрытия из бетона: 10 х 0.6 х 0.1 = 0.6 м3.
Для выполнения работ используется портландцемент М400, марка итоговой смеси для работы соответствует М150.
Сколько кубов в мешке цемента 50 кг: 0.250 кубометра.
Сколько нужно цемента для обустройства дорожки: 0.6/0.25 = 2.4 мешка весом в 50 килограммов.

Чтобы избежать лишних расходов, можно купить 2 мешка цемента весом 50 килограммов и один на 25 кг.

Таблицы для расчета

Ниже представлены различные таблицы, которые помогут вычислить, сколько мешков цемента нужно для получения определенного объема бетонного раствора, сколько литров смеси в 50 кг, какой вес цемента приходится на куб бетона и т.д.

Объем бетонной смеси, получаемый из стандартного мешка цемента в 50 кг, зависит от множества факторов. Самое главное в данном случае – все правильно рассчитать заранее и получить в итоге раствор с нужными характеристиками и свойствами.

Расход цементно-песчаной смеси на 1 м2

В строительстве для выполнения штукатурных работ, кладки кирпича и обустройства пола необходимо использовать цементно-песчаные смеси. Зная расход цементно-песчаной смеси на 1 м2, можно высчитать необходимое количество сухого продукта, которое нужно приобрести.

Разберемся, как сделать правильный расчет расхода ЦПС для разных видов работ.

Кратко о составе строительной смеси

В основе ЦПС — цемент. Однако цементную составляющую нужно применять только с песком, чтобы предотвратить усадку и появление трещин при высыхании.

Портландцемент, речной песок — основные компоненты для изготовления цементно-песчаной смеси. Вода добавляется при непосредственном замесе раствора, перед его применением.

Для получения смеси с нужными полезными свойствами в состав нужно ввести:

пластификаторы для разжижения бетонной смеси, увеличения подвижности и пластичности раствора, повышения его прочности;
регуляторы скорости затвердения;
присадки для регулирования водопоглощения состава;
гидрофобизирующие добавки для водонепроницаемости отвердевшего раствора.

Все эти компоненты можно приобрести самостоятельно, а можно купить цементно-песчаную смесь нужной марки в готовом виде.

Расфасованная и упакованная в бумажные мешки по 50 кг, сухая строительная смесь удобна в транспортировке, использовании и отлично поддается расчету.

Количество сухой продукции зависит от поверхностей и видов проводимых строительных работ. Сверху на упаковке строительной смеси всегда указывается назначение и расход цементно-песчаной смеси на 1 м2.

Примеры расчета расхода ЦПС

Обустройство напольных покрытий.

При заливке пола или стяжки раствором высотой в 1 см на площадь в 1м2 понадобится 18-20 кг сухого продукта — Пескобетон М300.

Производятся замеры стандартных габаритов пола — длина, ширина; определяется высота стяжки пола. Полученные результаты перемножаются.

Расчет будет выглядеть так:

Например, длина помещения — 7 м, ширина — 4 м, толщина слоя — 2 см.

7 х 4 х 2 х 18 кг. =1008 кг.

К полученному числу нужно прибавить 20% материала на усадку покрытия при отвердевании.

1008 + 20% (201,6)= 1209,6 кг.

Полученный результат нужно разделить на количество ЦПС в упаковке.

1209,6/50=24,2 мешка

Для оштукатуривания стен средняя норма расхода ЦПС на м2 составляет 25кг. Показатель выше, так как стены имеют больше отклонений от осевой линии, по сравнению с горизонтальными поверхностями.

Расчет расхода цементно-песчаной смеси на 1 м2 для стен будет осуществляться по той же формуле, что и для заливки пола. Кстати, для подобных работ лучше использовать Универсальную смесь М150.

Состав как для внутренних, так и наружных работ. Используется для кирпичной и блочной кладки, бетонирования ненагруженных основ. Универсальная и монтажно-кладочная смесь М200. Используется для разнообразных кладочных и штукатурных видов работ.

Существуют готовые таблицы коэффициентов, где дана толщина слоя раствора и объемы мешков с готовой сухой смесью. Зная площадь обрабатываемой поверхности, достаточно разделить её на нужный коэффициент, чтобы получить сразу количество необходимых мешков ЦПС.

Такие таблицы есть для кладки, штукатурки и выравнивания стен.

Например, нужно выровнять стены на площади 55 м2. Толщина планируемого слоя — 2см. Коэффициент по таблице для фасовки 50 кг составляет 2,25.

Толщина слоя в см	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Коэффициент	3,1	2,25	1,12	0,75	0,56	0,5	0,45	0,37	0,32	0,28

55 м2/2,25 = 25 мешков.

Как видим, расчет нужного количества сухой цементно-песчаной смеси — дело несложное. Приобретенная в готовом виде, она уже имеет нужную дозировку всех составляющих. Не нужно высчитывать количество всех компонентов, а только рассчитать количество мешков ЦПС для ваших потребностей.

Купить цементно-песчаную смесь разных марок можно у производителя. Наша компания реализует продукцию собственного производства, высокого качества. Все смеси прошли сертификацию и соответствуют ТУ.

При заказе наши менеджеры проконсультируют по всем вопросам, касающимся выпускаемых материалов, а также помогут рассчитать расход цементно-песчаной смеси для всего объекта. Обращайтесь, будем рады сотрудничеству!

Поделиться с друзьями

Объем цемента в мешке (25 кг, 40 кг, 50 кг): расчет и таблица

Основная методика расчета требуемого количества пескобетонного раствора

специальное химическое вещество, имеющее высокую прочность и обладающее вяжущими свойствами – портландцемент первого сорта;
песок с размером фракций не больше 3 миллиметров;
пластификаторы, которые обладают свойствами повышать устойчивость к влаге и прочность стройматериала;
для того чтобы улучшить свойств в раствор добавляют гранитный порошок.

Сколько мешков пескобетона в 1м3? Смеси продают в расфасованных упаковках массой 25, 40 и 50 кг. Такой стройматериал входит в тип тяжелых бетонов, по этой причине масса одного м3 равна примерно 2.4 тонны. При помощи специальных расчетов, когда расход пескобетона равен 20 кг на 1м.кв, при толщине слоя от 1 см, тогда количество рассчитывается по такой формуле:

объем сорока килограммового мешка делится на 20 кг, выходит 2 см. Для того чтобы обработать 100 см/2 см площади понадобится 50 мешков;
если объем равен 50 кг, то для того чтобы обработать площадь 1 м понадобится 40 упаковок.

Перед определением нужного количества пескобетона на 1м3 раствора, рекомендуется учесть состояние поверхностного слоя, требуемые пропорции смеси и толщину покрытия.

Определить это рекомендуется по таким параметрам: 1 м3 пескобетона имеет вес 2400 кг, который нужно разделить на массу упаковки 40 килограмм. Итого выходит:

0.010 кубов в мешке пескобетона 25 кг;
0.017 кубов в мешке пескобетона 40 кг;
0.021 м3 в упаковке 50 кг.

2.4 гр/см3;
2.4 т/м3;
2400 кг/м3.

Работа с М150 требует соблюдения определенных правил. Но они ничем не отличаются от порядка использования других строительных смесей такого типа.

Предлагаем ознакомиться Рубероид для гидроизоляции фундамента: особенности и выбор

Если это стена, то ее надо полностью освободить от пыли и грязи, растительных остатков и т. д.

Очистка стены

Снятие старой штукатурки

Но для этого его нужно приготовить. Для оштукатуривания стен пропорция такая: на 10 кг М150 2 литра воды. Желательно брать чистую и холодную, но не очень, примерно 15 С. При необходимости жидкости можно добавить больше.

Раствор делается так. Смесь (сухую) поэтапно добавляют в воду и перемешивают. Когда масса станет однородной, дают постоять минут 5. А потом ее надо еще раз быстро перемешать. Замес следует выработать за 2 часа.

Подготовка смеси

Нанося штукатурку на поверхность, необходимо замазать ею все трещины и дыры, если таковые имеются. И только после этого выравнивать всю поверхность. Как правило, сам раствор наносят шпателем, а выравнивают теркой.

Нанесение шпателем

Нанесение на арматурную сетку

М150 считается универсальной маркой среди аналогичных цеметно-песчаных смесей. Она хорошо себя ведет при проведении разных технологических операций. Эта смесь, если нужно, может заменить любую другую. Поэтому она и востребована на строительном рынке.

Удельный вес пескоцементной смеси

Сегодня цементы производят пониженной и повышенной плотности. Для второго вида характерны вещества, в составе у которых отсутствуют добавки. Удельный вес пескоцементных материалов, при получении которых использовали пластификаторы или прочие присадки, определяется с учетом их процентного соотношения. Достоинства цента низкой плотности заключаются в применении смеси большого объема. Но для такого материала характерен главный недостаток – высокая пористость.

Для определения насыпной плотности материала необходимо руководствоваться его маркой.

При использовании таких марок, как:

М100, М150 и М200 показатель плотности в среднем составляет 900 кг/м3.
Для таких марок, как М300, М400 и М500 удельный вес будет составлять 1100 кг/м3.

Если рассматривать цемент самых распространенных марко, то насыпная плотности для песчано-цементных растворов будет достигать от 1700 кг/м3, а для цементно-перлитовых – 100-1400 кг/м3. Значение плотности может быть отрегулировано в ходе производства. Для этого необходимо увеличить количество содержания железистой фазы или просто добавить оксид бария. Чаще всего при выполнении строительных работ применяют такие марки цемента, как М200, М300 и М400.

Узнать о технических характеристиках цементно известкового раствора М 75 можно из данной статьи.

М-200

Эта марка пользуется большим спросом при строительстве перекрытий, оснований, стяжек пола, монтаже строительных конструкций. Маркировка М200 указывает на то, что способность застывшей массы сможет выдерживать нагрузки около 200 кг/см2.

Этот материал входит в легкую категорию. Наличие невысоких показателей плотности обусловлены наличием пустотелых наполнителей. На значение массы здесь влияет соотношение воды, песка, щебня и остальных ингредиентов. Удельная масса для этого материала будет достигать 1500 кг/м3. Для изготовления М200 необходимо использовать:

одная часть М400 или М500;
вода, количество которой определяется из расчета 40 л на 10 кг смеси;
28частей чистого песка;
48 частей гравия, щебня.

Как использовать цементно песчаный раствор гост 28013 98, можно узнать из данной статьи.

М-300

Для такого материала характерен широкий спектр применения. Активно задействуют при укладке дорожных полотен, заливе основная, возведении аэродромных покрытий. Для такого материала показатель плотности составляет 1800 кг/м3.

Для получения этого состава необходимо задействовать такие компоненты:

1 часть цемента М500 либо М400;
19 частей песка;
мраморный, гравийный или известняковый наполнитель – 35 долей
;воды берется из расчета, 30 л на 10 кг материала.

Как сохранить цемент до следующего года можно узнать из данной статьи.

Для представленной марки цемента характерным остается тот факт, что легкие наполнители отдают долю плотности более тяжелым частичкам. В результате этого М300 входит в категорию материалов средней плотности. Плотность цемента М500 будет значительно выше.

М-400

Такой материал зарекомендовал себя при создании прочных и противостоящих влаге покрытий. Для материала этой марки характерно быстрое затвердение, высокие показатели стойкости с механически влияниям. Также марка М400 входит в категорию тяжелых смесей. Отдельно стоит подчеркнуть Портландцемент М400.

Чтобы приготовить цемент М400 задействуют следующие компоненты:

М500 – 1 часть;
12 частей чистого песка;
27 частей щебня средней фракции;
вода берется в таком количестве: 25 л на 10 кг материала.

О том сколько мешков цемента в одном кубе бетона можно узнать из данной статьи.

Удельный вес цемента – это очень важный показатель, благодаря которому удается правильно рассчитать пропорции всех используемых компонентов. Для каждой марки цемента имеется своя цифра. На этот показатель большое значение оказывают наполнители, которые используются при получении сухой смеси.

Что бы узнать сколько в кубе бетона песка щебня цемента, необходимо прочесть данную статью.

При выборе материал очень важно обращать внимание на все эти параметры, чтобы приобрести качественный продукт

Что нужно учитывать при расчетах

Чтобы рассчитать сколько в кубе бетона мешков цемента, необходимо учесть следующие параметры:

проектную прочность бетона;
;
размер фасовки;
фракция заполнителей;
пропорцию компонентов.

Состав для приготовления бетонной смеси регламентируют Строительные Нормы и Правила 5.01.23-83. В документе указаны рекомендованные марки портландцемента для получения монолита с нужными характеристиками.

Для индивидуального строительства применяют бетоны:

М100 — для устройства подушек под фундаменты,
М150 — заливки дорожек, отмосток, стяжек полов, оснований под сараи, гаражи, беседки, установки бордюров, столбов ограждений;
М200 — изготовления монолитных фундаментов, перемычек, плит перекрытий, колонн и стен.

В соответствии с маркой монолита нормируется расход вяжущего вещества.

Марка цемента

Основная характеристика, которую нужно учесть при покупке, марка цемента. Она определяет прочностные характеристики вяжущего компонента. Чем она выше, тем меньше расход этого материала.

В индивидуальном строительстве самыми применяемыми являются ПЦ марок 350-500.

Области применения портландцемента:

М200, М300 — отделочные работы;
М400, М500 — монолитные фундаменты, стены и другие строительные конструкции.

Нужно обращать внимание на свежесть — прочность падает при длительном хранении. По правилам ГОСТ, срок годности ПЦ — 1 год со дня изготовления

Заполнители

зависит от размеров крупного заполнителя — щебня, гравия и мелкого — песка. Нормы предусматривают использование повышающих и понижающих коэффициентов при отклонении размеров фракций в большую или меньшую сторону.

Если размер щебня меньше 20 мм, количество вяжущего увеличивают на 10%, в противоположном случае — уменьшают на 5-10%.

Учитывают модуль крупности песка:

если он не превышает 1,5, расход ПЦ увеличивают на 12%;
до 2 — на 5%.

Закупка требуемого объема порошка и нужных стройматериалов

Группа в своей деятельности соответствует всем потребительским и техническим требованиям. Рассмотрев схемы подсчетов и рекомендации в рамках статьи, вы можете у знать, какую долю составляет цементный порошок в смеси, используемой при установке стен или заливке основания, когда возводится дом. Затем перейдите в раздел «Контакты», чтобы заказать качественные стройматериалы от лучших производителей.

Рассчитав, сколько необходимо порошкового стройматериала, оставьте заявку или позвоните (работает обратная связь), чтобы обсудить детали закупки. Компетентные менеджеры дадут ответ на любой ваш вопрос. В своей деятельности мы исполняем взятые на себя обязательства, а также безоговорочно соблюдаем права клиентов. Подробная карта сайта и товарный каталог помогут вам узнать, что из нашей продукции вами может быть получено для осуществления строительства.

Таким образом, работая с «АльфаЦем», вы не только сможете купить лучшие стройматериалы, но и легко воспользуетесь профессиональным советом относительно того, сколько цемента 1 кубический метр смеси содержит, при условии, что осуществляется он при различных исходных параметрах. Желаем успехов!

Объем цемента в мешке (25 кг, 40 кг, 50 кг): расчет и таблица

Объем мешка цемента

Вес мешка с цементом может быть 25 кг, 40 кг и 50 кг

Методика расчета

Как посчитать объем цемента в мешке

Сводная таблица

Объем цемента в мешке: таблица для разной тары и разных марок вяжущего

Сколько бетона получится из мешка цемента

Сколько бетона получится из 10 литров цемента

Расход вяжущего по маркам бетона

Количество мешков цемента в 1 м3 готового цементного раствора

По аналогии с рассмотрением вопроса, сколько мешков цемента в кубе бетона, сначала зададимся исходными данными:

Цементно-песчаный раствор марок: М75, М100, М150, М200.
Портландцемент ЦЕМ I 32,5Н ПЦ (М400) и ЦЕМ I 42,5Н ПЦ (М500),расфасованный в многослойные бумажные мешки.
Масса мешков нетто: 25, 50 кг.

Для определения величины – сколько мешков цемента в кубе раствора, Воспользуемся таблицами пропорций компонентов бетона в килограммах, составленными по аналогии с таблицами пропорций компонентов для приготовления бетона.

Таблица пропорций и количества компонентов на 1 м3: портландцемент ЦЕМ I 32,5Н ПЦ, песок, вода

Марка бетона	Пропорция, Ц:П:В	Цемент, кг	Песок, кг	Вода, л
М75	1:5:1	285	1390	285
М100	1:4:0,8	338	1345
М150	1:2,8:0,6	450	1265
М200	1:2:0,5	560	1185

Таблица пропорций и количества компонентов на 1 м3: портландцемент ЦЕМ I 42,5Н ПЦ, песок, вода

Марка бетона	Пропорция, Ц:П:В	Цемент, кг	Песок, кг	Вода, л
М75	1:5,5:1,1	260	1405	285
М100	1:4,5:0,9	305	1375
М150	1:3,3:0,7	400	1300
М200	1:2:0,5	495	1230

Пример расчета величины – сколько мешков цемента на 1 куб раствора М200 на основе портландцемента ЦЕМ I 42,5Н ПЦ: 495/50=9,9 мешка массой 50кг; 495/25=19,8 мешков массой 25 кг.

Ответы на другие распространенные вопросы частных застройщиков

Сколько кубов в мешке цемента 50 кг и сколько кубов в мешке цемента 25 кг? Усредненный удельный вес 1 м3 цемента, принимаемый всеми бетонными заводами в качестве величины для практических расчетов составляет 1 300 кг/м3. Соответственно в 50-уилограмовом мешке цемента: 50/1300=0,038 м3 цемента, а в 25-килограмов мешке:25/1 300=0,019 м3 цемента.
Сколько кубов бетона получиться из мешка цемента массой 50 или 25 кг? Количество кубов бетона, которое можно приготовить из указанных мешков цемента зависит от марки бетона. Рассмотрим в качестве примера самую ходовую марку бетона – М200 на основе цемента ЦЕМ I 32,5Н ПЦ. Для расчета используя табличное значение количества цемента М400 необходимое для приготовления бетона марки М200 – 255 кг. Составляем и решаем пропорцию: 50 кгх1 м3/255 кг=0,19 м3 и 25кгх1 м3/255=0,098 м3 бетона получится их 50 кг и 25 кг мешка цемента М400 соответственно.

Аналогичным образом, используя приведенные выше табличные данные, можно рассчитать на сколько кубов цементно-песчаного раствора хватит мешка цемента массой 50 и 25 кг.

Сколько кубов в мешке цемента 50 кг

Цемент – один из самых популярных строительных материалов. Выпускается он в стандартизированных фасовках по 25, 40 и 50 кг. Но для удобства строительных работ, в т.ч. для простоты подбора пропорций в строительных смесях, бывает необходимо знать, сколько в таком мешке на 50 кг находится кубов материала.

Определение объема цемента

Чтобы получить объем в упаковке определенного веса, необходимо знать плотность материала. Она меняется в зависимости от марки и особенностей состава (точных пропорций компонентов, содержания добавок, наличия примесей и т.д.). В большинстве случаев производитель указывает эти данные на упаковке товара либо в сопроводительной документации к нему. Показатель также можно уточнить в справочной литературе или интернете. Если идеально точный расчет не нужен, то используют усредненную цифру 1300 кг/м3.

Далее вес мешка (в данном случае 50 кг) необходимо разделить на плотность материала. К примеру, для цемента плотностью 1250 кг/кубометр объем мешка составляет 50 кг/1250 кг/м3 , т.е. около 0, 04 м3.

Особенности определения плотности

Если взять все исходные компоненты, используемые для производства цемента, то их объем получится значительно меньше (примерно в 1,5-2 раза), чем у уже готового порошка. Это связано с тем, что при измельчении этих компонентов и смешивании друг с другом достаточно много места занимают воздушные промежутки. Поэтому следует различать плотность истинную (т.е. в абсолютно плотном состоянии) и насыпную (с учетом пор и воздуха между частичками материала). Именно последняя указывается производителем на упаковках и используется в расчетах их объема.

Свежий цемент характеризуется наименьшей плотностью (в среднем около 1100 кг/м3), иными словами, большим объемом при меньшей массе. Далее со временем ему свойственно слеживаться, и у хранившегося несколько месяцев материала этот показатель выше (достигает 1500-1600 кг/м3), чем у недавно выпущенного, соответственно, объем такого мешка станет меньше.

Если же говорить не о чистом цементе, а о разнообразных смесях с его содержанием – цементно-песчаном растворе, бетоне и т.д., то следует учитывать пропорции цемента относительно прочих компонентов и их показатели плотности, и только исходя из этого рассчитывать, сколько кубов той или иной смеси получится с использованием упаковки материала массой 50 кг.

Универсальная формула расчета количества кубов цемента в мешке

В связи с тем, что при производстве цемента используются операции по дроблению и смешиванию, смесь компонентов обогащается воздухом, частицы в результате трения намагничиваются и отталкиваются. В результате итоговый продукт в упаковке имеет большой объем воздуха (до 50%). Перемешивание производится в специальной цистерне. Смесь удаляется из емкости с помощью пневмопродува. В процессе хранения цемент утрамбовывается, его плотность составляет порядка 1600 кг/м3. Объем в таре уменьшается. Плотность цемента в мешке варьируется от 900 до 2000 кг/м3 в зависимости от степени рыхлости смеси. Следует учесть, что во время хранения цементной смеси физическое состояние изменяется в зависимости от рыхлости. Плотность в ходе исследований получилась 1000 кг/м3 в рыхлом состоянии. Точный расчет объема цемента необходим для определения пропорций замеса. Мерной величиной при расчете соотношения компонентов является объем. Объем свеже смешанного цемента имеет наименьшую плотность, до 1100 кг/м3. Средний удельный вес составляет 3 кг/м3. Плотность цемента во время приготовления бетонной смеси варьируется до 1300 кг/м3. Данную цифру принято брать в расчет при высчитывании объема кубического, она регламентируется Общесоюзными нормами технологического проектирования предприятий сборного железобетона (ОНТП-07-85), утвержденными Приказом Минпромстрой СССР №810 от 20.12.1985 г

Для расчета количества кубов цемента в одном мешке используется универсальная формула: Количество кубов в 1 мешке, м3=(Вес мешка,кг)/(Средняя плотность,кг/м3) Следует принять во внимание марку цемента для приготовления раствора. Современные производители строительных материалов поставляют потребителю цемент для выполнения работ различных видов

Данные о плотности цементной смеси указываются на упаковке. Производитель на таре размещает данные о плотности насыпного цемента, то есть с учетом воздушных промежутков При изготовлении бетона рекомендуется учитывать точное соотношение компонентов. При этом количество цемента будет разным в зависимости от вида приготавливаемого бетона, технологии и марки замеса.

Сколько кубов в мешке цемента 50 кг

Чтобы определить количество кубических метров в мешке 50 кг, используется универсальная формула: Количество кубов в 1 мешке, м3=(50 кг)/(1300 кг/м3)=0,038 м3 или 38 литров. В качестве величины плотности используется общепринятое значение или точная цифра на таре, указанная производителем.

Сколько кубов в мешке цемента 40 кг

Для расчета, сколько кубов в 40-килограммовом мешке цемента, подставляем в формулу значения: Количество кубов в 1 мешке, м3=(40 кг)/(1300 кг/м3)=0,031 м3 или 31 литр. В качестве величины плотности используется обещепринятое из ГОСТ значение или точная цифра плотности, указанная производителем на упаковке.

Сколько кубов в мешке цемента 25 кг

Чтобы определить количество кубических метров в мешке 25 кг, используется универсальная формула: Количество кубов в 1 мешке, м3=(25 кг)/(1300 кг/м3)=0,019 м3 или 19 литров. Принимается среднее значение плотности цемента, исходя из нормативных документов, или величину, указанную на упаковке. Например, для приготовления раствора для заливки бетоном фундамента высчитывается объем траншеи для заливки. Следует учесть, что конечная цифра объема бетона будет больше, поэтому добавляем к полученному числу еще 10%. Использование для замеса мешков с цементом фасовкой 50 кг упрощает расчеты. Для получения 1 кубометра бетона потребуется цемента: М100 – 166 кг; М200 – 241 кг; М300 – 319 кг; М400 – 417 кг. Расчет объема цемента в мешках с учетом плотности позволит рассчитать точные пропорции для замеса бетона с необходимыми характеристиками.

Марки

На финишные показатели объема влияют и марки рассматриваемого материала. В основе маркировки способность готового засохшего и устоявшегося раствора выдержать нагрузку остальных материалов, что использовались во время строительства.

Если на упаковке вы нашли аббревиатуру или букву, она символизирует процентное соотношение добавок. Показатель говорит о нагрузке, что цемент сможет перенести в ходе эксплуатации. К примеру, цемент М 400 без всяких проблем выдержит соответствующую нагрузку.

М-400

Так, числа маркировки информируют покупателя о характеристиках производительности, где учитывается долговечность и гибкость материалов в готовом к использованию виде. На этапе тестирования на куб, что формируется из рассматриваемого в статье материала, производится давление необходимой массой.

Во время такого процесса материал начинает разрушаться. Соответственно, финальный показатель считается искомым числом. Другими словами цемент марки М-500 выдержит соответствующее давление массы на см3.

М-500

Количество сухой смеси для заливки и стяжки пола

Количество требуемой смеси для создания бетонной стяжки пола зависит от того, какой состав вы планируете использовать для этих целей. Расход готовой сухой смеси в мешках будет на 10-15% ниже, чем у самостоятельно замешанных песка и цемента. Смеси заводского изготовления используют просеянный чистый песок, их влажность находится на очень низком уровне. В то время как при заказе песка в частном порядке, в большинстве случаев удаётся достать не самый чистый материал с показателем влажности выше нормы.

Следующий определяющий параметр — толщина стяжки. Очевидно, что чем толще бетонная плита, те больше потребуется смеси. И здесь важно учитывать несущую способность плит перекрытия. В многоквартирном панельном доме этот показатель составляет 400 кг/м². В частных домах цифра зависит от исходного проекта и от соблюдения строительной бригадой его норм.

Если изготовить черновую стяжку слишком большой толщины, то общая масса чистовой отделки, мебели и других предметов может превысить максимально допустимые значения. Так, при толщине стяжки 10 см вы получите давление равное 200 кг/м² и любая дополнительная нагрузка перекрытия потребует предварительных расчётов.

Поэтому рекомендуемое значение толщины стяжки пола лежит в пределах 3-5 см. Чтобы узнать, как рассчитать смесь для заливки и стяжки пола, используем стандартную норму расхода смеси на 1 м² при толщине слоя 1 см. Это значение для самомесной смеси составляет 20-21 кг/м², а для покупных готовых смесей — 17-18 кг/см². Теперь, зная норму для 1 м², можно рассчитать количество сухой смеси для площади конкретного помещения с определённой толщиной стяжки.

В некоторых случаях более удобно производить расчёты, зная сколько раствора получается из мешка сухой смеси. Для этого требуются значения удельного веса песка и цемента, а также их пропорцию. При расчётах объёма раствора, количество воды не принимается во внимание. Исходя из стандартных показателей плотности песка и цемента для ЦПС в соотношении 1:4, из 1 мешка 50 кг получается 30-32 л раствора.

В компании Бесто Вы можете купить смеси для пола с доставкой по Москве и области. Позвоните нашим менеджерам и получите лучшее предложение.

Объем раствора из мешка цемента

Автор Евгения На чтение 12 мин. Опубликовано 29.02.2020

Объем раствора из мешка цемента

Сколько кубов в мешке цемента — расчет и таблицы объёмов

Объем мешка цемента

Вес мешка с цементом может быть 25 кг, 40 кг и 50 кг

Методика расчета

Как посчитать объем цемента в мешке

Сводная таблица

Объем цемента в мешке: таблица для разной тары и разных марок вяжущего

Сколько бетона получится из мешка цемента

Сколько бетона получится из 10 литров цемента

Расход вяжущего по маркам бетона

Сколько получится бетона из 50 кг цемента?

Производить расчеты о том, какое количество бетона получится из одного мешка цемента весом 50 кг, следует перед началом процесса строительства. Для получения качественной и прочной конструкции обязательно учитывается марка бетонного раствора, используемого в определенных работах, и правильно рассчитываются пропорции остальных составляющих, исходя из их индивидуальных характеристик.

Перед строительством заранее просчитывается количество материалов, которые потребуются. Это особенно важно перед проведением масштабных работ.

Состав бетона: что включено?

Для изготовления бетонного раствора применяются следующие компоненты:

Щебенка, гравий. Добавляются для наполнения наибольшего объема опалубки. Чем меньше фракция камней, тем плотнее они ложатся.
Песок. Зернистый материал, заполняющий свободные промежутки между камнями.
Цемент. Выступает в роли связующего составляющего. Как «клей» соединяет в едином монолите крупные и мелко-фракционные минеральные наполнители.
Вода.

Соразмерности входящих в состав бетонного раствора стройматериалов зависимы от специфики и предназначения возводимых конструкций. Для различных видов подбирается соответствующая марка бетона. Информация о классификации бетонных растворов, применяемых в индивидуальном жилищном строительстве, представлена в таблице:

Марка	Области использования
М100	Подушки под фундаменты
М150	Стяжки полов, отмостки, основания под небольшие сооружения, дорожки
М150	Заборы, столбы, бордюры
М200	Стены, плиты перекрытий, монолитные фундаменты, колонны

Как рассчитывается количество компонентов?

Для всех перечисленных марок бетонного состава существуют пропорции используемых компонентов, требующие соблюдения. В процессе практики приготовления разных составов определились точные весовые соотношения частей смеси, определяющие свойства искусственного камня. Марка бетона задана количеством сухого цемента в растворе по отношению к щебенке и песку. При выборе связующего составляющего учитывается основная характеристика, определяющая его прочность, а именно: марка. Чем выше ее значение, тем тратится меньше материала. Так, портландцемент М200 и М300 применяется при отделочных работах, а М400 и М500 — при возведении монолитных стен и фундаментов.

При замесе бетонного раствора для основания фундамента оптимальным принято считать соотношение сухого цемента к песку и щебенке 1:3:5. Для определения точных пропорций строительных материалов при изготовлении бетона необходимы их подробные характеристики, например, размеры фракций камня, модуль упругости песка, свежесть связующего, а также особенности планируемых работ. Расчет осуществляется исходя из СНиП 82—02—95.

Специалисты сферы строения настоятельно рекомендуют соблюдать следующее требование при выборе цемента: марка связующего компонента обязана превышать аналогичную характеристику бетонного раствора в 1,5—2 раза. Например, бетону М100 отвечает марка цемента М200.

Выход бетона из 50 кг цемента

Строительными нормами и правилами регламентируется следующий объем вяжущего компонента при затвердевании бетонных конструкций в природных условиях:

неармированные — 200 кг/м3;
армированные — 220 кг/м3.

Нужное количество сухого цемента определяется путем умножения типового значения на коэффициенты, зависящие от фракции заполнителей. Для расчета объема смеси для неармированной конструкции, содержащей мешок цемента, нужно выполнить следующее действие: 50/200=0,250 м3, если параметры камешков 20 мм, а модуль упругости песка 1,5. Для армированного бетона выход составляет 50/220=0,227 м3. Рекомендуемая масса портландцемента М500 для наиболее используемого бетона М300—250 кг. Мешка связующего компонента марки М500 достаточно, чтобы приготовить 50/250=0,2 м3 раствора.

Сколько получится раствора с одного мешка цемента?

Вопрос. Здравствуйте! Планирую небольшие штукатурные работы, а также небольшой ремонт стяжки и кирпичной кладки дымохода отопительного котла. Чтобы не переплачивать за лишний цемент, хотелось бы знать: сколько получится раствора с одного мешка цемента массой 50 кг? Имеется ввиду, сколько метров кубических раствора и стандартных оцинкованных ведер объемом 10, 12 и 15 литров.

Ответ. Добрый день! Для всех указанных Вами работ используется раствор, приготовленный из цемента, чистого песка (наполнителя) и чистой воды. Перед тем как начать расчеты, следует определиться с маркой цемента и видом песка. На данный момент времени в широкой розничной продаже можно приобрести один вид фасованного цемента общестроительного применения – портландцемент ЦЕМ I 32,5Н ПЦ (М400). Его и будем использовать при расчетах. В качестве наполнителя используют так называемый «строительный» или карьерный песок.

Количество м3 раствора из мешка цемента

Определяемся с пропорциями: цемент: песок: вода. Как показывает практика, самые оптимальные пропорции компонентов для приготовления цементно-песчаного раствора подходящего для штукатурки, кладки и стяжки: 1 часть цемента, 3 части песка, 0,6 части воды.

Для того чтобы определить «метры кубические раствора», необходимо привести величину «мешок цемента 50 кг» к величине «объем мешка цемента в м3». Общепринятая мера, принимаемая для расчетов – 1300 кг цемента в 1 м3. Решая пропорцию, определяем, сколько м3 цемента находится в 1 мешке: 50х1/1300=0,038 м3. Вычисляем количество метров кубических раствора получаемого из мешка цемента: 0,038+(0,038х3)+(0,038Х0,6)=0,1748 м3 материала.

Количество раствора из мешка цемента в ведрах объемом 10, 12 и 15 л

Это очень просто. Объем одного десятилитрового ведра в м3 составляет: 10/1000=0,01 м3. Соответственно объем раствора из мешка цемента в ведрах: 0,1748/0,01=17 ведер. Используя данную форму можно определить объем раствора в 12 л и 15 л ведрах: 0,1748/(12/1000)=14,5 ведер и 0,1748/(15/1000)=11,6 ведер раствора.

Для справки! Указанное в расчетах количество воды является ориентированным, поэтому может отличаться в большую или меньшую сторону в зависимости от степени влажности песка. При всех прочих равных условиях (правильности отмеривания цемента и песка) воду добавляют до получения консистенции раствора формата – «густая сметана».

Сколько получается кубов раствора из мешка цемента?

Условная единица измерения «Кубический метр «, является одной из самых распространенных единиц измерения количества цементного раствора и бетона. Именно к «Кубическому метру» (раствора, бетона, цемента, песка, щебня и воды) приводят количество закупаемых и расходуемых компонентов не только профессиональные строители, но частные застройщики-любители.

Как посчитать расход?

Отвечая на этот распространенный вопрос, следует принять ряд допущений. Количество раствора получаемого из мешка цемента зависит от следующих объективных факторов:

Марки раствора: М75, М100, М200 и т.п.;
Вида раствора: кладочный, для строительства стяжки, для штукатурки и т.п.;
Емкости мешка цемента: 20, 40 или 50 кг;
Марки цемента: М200, М300, М400, М500 и т.п.;
Вида цемента: пуццолановый портландцемент, обычный портландцемент, шлакопортландцементн, сульфатостойкий портландцемент, глиноземный цемент и т.п.

В связи с тем, что вопрос, сколько получается раствора из мешка цемента, как правило, интересует непрофессиональных строителей, занимающихся строительством или ремонтом время от времени и закупающих материалы в розничной продаже приведем пример расчета для самого распространенного варианта:

Марка цементно-песчаного раствора: М150. Эта марка подходит практически для всех работ: кладки, заливки стяжки, оштукатуривания, замазывания стыков и прочих ремонтно-строительных работ;
Марка цемента: М400;
Масса мешка: 50 кг;
Вид цемента: портландцемент.

Используя данные действующего нормативного документа «СП 82-101-98»:«ПРИГОТОВЛЕНИЕ И ПРИМЕНЕНИЕ РАСТВОРОВ СТРОИТЕЛЬНЫХ», таблица №4, выясняем, что для приготовления «метра кубического» цементно-песчаного раствора марки М150, нам потребуется израсходовать 400 килограммов портландцемента марки М400. Вычисляем сколько мешков (массой 50 кг) цемента в 400 кг: 400_50=8 мешков. Теперь основной вопрос: сколько получится м3 раствора из мешка цемента массой 50 кг: 1 м3/8=0,125 м3 раствора марки М150 получится из мешка портландцемента марки М400, массой 50 кг.

Используя приведенную технологию и порядок расчета, а также данные таблиц документа «СВОД ПРАВИЛ ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ И СТРОИТЕЛЬСТВУ СП 82-101-98», вы очень просто и легко рассчитаете количество цемента не только для 1 м3 растворов разных марок, но и определите расход «вяжущего» разных марок: М200, М300, М400, М500.

Сколько раствора получится из 50 кг цемента?

Цементный раствор – это строительный материал состоящий в общем случае из трех компонентов:

Цемент разных марок как основа-связующее.
Песок как наполнитель. В зависимости от назначения раствора: речной, карьерный или намывной.
Вода как затворитель.

Один мешок цемента марки М400-М500, массой 50 кг(1 часть)
Три мешка песка (3 части – 150 кг).
Вода – 25 литров или ½ от количества цемента.

Другие варианты приготовления раствора

Полезный совет – оптимальный вариант «наполнителя-балласта» – три части каменной или гравийной крошки смешанной с одной частью речного песка. В этом случае из 1 мешка цемента, выход готового материала составляет – 0,3 м3 бетона (раствора).

Что такое пескобетон, и где он применяется

Применение и нормы расхода

Инструкция по применению пескобетона М300 должна быть указана на упаковке. Если по каким-то причинам ее там не оказалось, можно воспользоваться следующими рекомендациями:

Раствор замешивается на воде комнатной температуры.
Пропорции пескобетона М300 и воды зависят от состава исходной смеси, поэтому настоятельно рекомендуется не отступать от советов производителя. Обычно на 10 кг смеси требуется 1,7 л воды.
Нельзя наливать воду в строительную смесь. Сухой порошок следует постепенно всыпать в емкость с водой при постоянном перемешивании и разводить до полного растворения комков. Для этого следует использовать специальное устройство или дрель с особой насадкой.
Контролировать пропорции можно визуально, ориентируясь по густоте раствора. Должна получиться довольно вязкая однородная масса, обладающая высокой пластичностью.
Перед применением желательно дать раствору настояться в течение пяти—десяти минут.
Оптимальный температурный режим для укладки раствора — от +5 °C до +25 °C. Однако технология допускает применение при отрицательных температурах вплоть до -15 °C.
Свойства смеси обеспечивают хорошую адгезию. Чтобы еще повысить этот показатель, рекомендуется проводить предварительную очистку и подготовку основания.
Готовый раствор жизнеспособен в течение двух-трех часов. За это время нужно успеть выполнить все предусмотренные работы.
Раствор затвердевает через сутки. Максимальную прочность конструкция набирает спустя 28 суток.

Состав и пропорции пескобетона М300 оказывают незначительное влияние на необходимое количество воды и объем выхода раствора. Обычно для заполнения одного кубического метра требуется полторы — две тонны сухой смеси. Расчет расхода на стяжку можно провести аналогично, если определиться с необходимой толщиной. Для стандартной стяжки толщиной 1 см потребуется 20 кг смеси.

Пескобетон — современный строительный материал, легкий и удобный в применении. Качество смеси сильно зависит от условий производства. Не стоит доверять непроверенным поставщикам, особенно если на упаковке не указаны все характеристики продукта и инструкция по его применению. Использование готовой строительной смеси позволяет сэкономить время на поиске в продаже нужного песка и смешивании его с цементом.

Виды составов и требования

Несмотря на то, что в любой состав ЦПС входят цемент и песок, итоговые характеристики раствора могут очень сильно отличаться. Основной параметр – прочность, которая зависит от соотношения компонентов. Уровень прочности и стойкости цементно-песчаной смеси к различным воздействиям зависит от сферы применения раствора. Поэтому для разных работ смесь ЦПС готовится по определенному рецепту.

Типы

Пропорция цемента и песка влияет на характеристики смеси. Как правило, в обычных растворах используют одну марку цемента. Но марка цемента – не равно марка раствора. Так, из можно сделать цементно-песчаный раствор М150 иди М300, взяв вяжущее в определенном объеме. С другой же стороны, для нужной марки цемент берут марки на порядок выше. Поставляется вяжущее в мешках по 25 кг или 50 кг.

Основные марки цементно-песчаных смесей:

М100 – набольшая прочность, из цемента М200-М500, с определенным объемом песка.
М200 – самый распространенный вид смеси, актуальный для создания покрытия и дорожек в быту, выдерживающий небольшие нагрузки, быстро сохнущий и не требовательный к условиям.
М300 – из раствора делают плиты перекрытия, фундаменты хорошей прочности.
М400 – прочный бетон, приготовленный на базе цемента М400/М500, используется для многоэтажного строительства, ЖБ плит перекрытия и т.д.
М500 – наиболее прочный бетон, который используется в частном домостроении (есть еще марки М600, М700, но их готовят для особых объектов). Выдерживает высокие нагрузки, хранит изначальные свойства многие годы, не боится внешних негативных факторов.

Кроме вышеуказанных, есть еще промежуточные марки – это может быть цементно-песчаная смесь М 150, М250, М350 и т.д. Но их характеристики не существенно отличаются от показателей бетонов основных марок.

Добавки

До того, как развести цемент с песком (пропорции верные выбрать, все отмерить) стоит задуматься про возможность использования добавок, которые меняют свойства смеси. Присадки вводятся в состав для адаптации смеси под нужные условия, повышения/понижения определенных показателей. Так, используя добавки, можно получить даже жидкое стекло, используемое для штукатурки.

Сухие цементные смеси, как правило, в доработке не нуждаются, но и стоят дороже. А вот если было решено приготовление ЦПС реализовать самостоятельно, то список возможных добавок и их свойств пригодится.

Что можно добавить в песчано-цементную смесь:

ПВА – делает раствор более пластичным и повышает адгезию с другими материалами. До начала работ нужно верно подобрать пропорции для цементного раствора.
Известь – используется только гашенная. Добавка немного повышает прочность и паропроницаемость, но требует четкого соблюдения соотношений. Чаще всего известь добавляют в штукатурные растворы.
Графит и сажа – на физические свойства ЦПС не влияют, но актуальны в виде красителей.
Моющие средства – улучшают пластичность раствора, вводятся в смесь после воды в точной пропорции.

О добавках следует подумать до того, как замешивать смесь, так как не все вещества можно добавлять после введения в состав воды – некоторые только на этапе смешивания сухих компонентов.

Расчет для материалов

Пескобетон М300 затворяют холодной водой температуры до +20 градусов без каких-либо примесей в составе. Расход воды определяют по пропорции: на 10 килограммов сухой смеси нужно 1.7 литра воды. Перемешивают раствор электрической дрелью со специальной насадкой.

Если планируется готовить большие объемы, используют бетономешалку. Чтобы улучшить качество перемешивания, вначале в барабан вливают две трети необходимого для состава объема воды, потом добавляют по мере работы бетономешалки. Раствор должен получиться вязким, однородным, пластичным. До начала работы с ним бетон желательно выдержать 10 минут.

Потом с раствором можно работать: вылить бетон и разравнять правилом или шпателем, потом вибратором или штыкованием удалить пузырьки воздуха.

Для штукатурки

Для приготовления смеси актуальна пропорция 1:3. Понадобится около 17 килограммов цемента на квадратный метр при средней толщине слоя штукатурки.

Для кладки

Тут особое внимание уделяют песку – он должен быть чистым, без примесей, включений. Лишь в таком случае получится замесить однородную массу, способную надежно скрепить кладочный материал

Пропорции используются разные: как 1:3, так и 1:6. Расход на квадратный сантиметр равен 0.05 м3.

Для стяжки

Для стяжки пола обычно используют раствор марки М150/М200. Берут в соотношении 1:3 или 1:2 (в зависимости от марки используемого цемента). Часто в раствор добавляют фиброволокно в объемах 800 граммов на кубический метр. Расход равен 20-21 килограммам на квадратный сантиметр.

Цементно-песчаная смесь является одним из наиболее востребованных ремонтно-строительных материалов. Но большой ассортимент продукции затрудняет выбор оптимального состава

Поэтому расчеты нужно выполнять тщательно и аккуратно, соблюдая технологию и беря во внимание сферу применения бетона

Технические характеристики пескобетона М300

Перед тем как перейти к рассмотрению раздела — пескобетон инструкция по применению, давайте выясним, какими особенностями и техническими характеристиками обладает рассматриваемая сухая смесь.

Первый параметр, который мы рассмотрим, будет – марочная прочность на сжатие. Здесь сразу стоит отметить, что через дней так, 30-40, после застывания, пескобетон М300 способен не деформироваться под давлением в 29 МПа (если это действительно качественный материал). Из-за того, что в строительной суспензии находятся мелкофракционный песок, пыль и точно рассчитанная дозировка, в домашних условиях нельзя создать аналогичный материал с такими же техническими характеристиками.

Фракция наполнения может быть различной, это зависит от цели, то есть, назначения использования смеси М300. Если необходимо применение пескобетон для отлития плит и конструкций из железобетона, тогда лучше подойдет в качестве фракций наполнения гравий, если же необходимо использование такого материала для производства изделий из бетона, тогда отсев – отличный вариант.

Одним из главных преимуществ рассматриваемого материала является практически нулевая водопроницаемость. После того, как застывший материал наберет свой высший уровень прочности, влаги в нем будет не больше 0.9%. Если приобрести качественный пескобетон М300 с правильно подобранными добавками, то рассматриваемый показатель станет еще ниже.

Морозостойкость. В данном случае можно сразу сказать, что этот показатель достаточно высокий, и на практике это было доказано не однократно.

Цвет пескобетона серый (в зависимости от количества и вида добавок может быть немного светлее или же темнее). Расход материала составляет 2 кг на метр, толщина слоя колеблется от 15 до 50 мм.

Особенности

Пескобетон часто относят к промежуточному элементу между цементом и бетонной смесью. Сухой материал часто используют для реставрационных работ, ремонтно-строительных. Он легкий и простой в работе, не дает усадки, прекрасно показал себя на нестабильных грунтах. Незаменим пескобетон М200 в обустройстве бетонных полов там, где отмечены серьезные нагрузки – гаражи, склады, торговые центры.

В составе смеси есть щебень и химические присадки, что гарантирует отсутствие усадки материала даже при довольно толстом слое. Повысить прочность можно за счет пластификаторов, как и обеспечить достаточно высокие показатели морозостойкости.

При добавлении различных присадок (особенно с целью придания смеси удобоукладываемости) необходимо правильно определять оптимальный объем, чтобы обеспечить нужную консистенцию без ущерба прочностным характеристикам.

Нужный цвет пескобетону придают пигменты – тут тоже представлено достаточно большое разнообразие. Главное – правильно выбрать добавку и работать по инструкции.

Подготовка пескобетона к работе

Пескобетонная сухая смесь, представленная на строительном рынке, является практически готовым материалом к использованию. В сухую смесь в рекомендованной пропорции добавляют чистую воду и размешивают при помощи дрели с насадкой до однородной консистенции.

Невысокая стоимость и простота работы с пескобетоном этой марки, является удобным вариантом для использования на частных стройках.

Для приготовления готового раствора, требуется тщательно рассчитать правильные пропорции нужного количества сухой пакетированной смеси. Например, на пакет пескобетона м150 50 кг потребуется около 6 литров чистой воды.

Для получения заявленной прочности раствора необходимо точно придерживаться допустимых пропорций вода + сухая смесь. Пропорция воды для затворения идеального раствора указывается в инструкции, прилагаемой к каждому пакету. Не рекомендуется разбавлять водой уже готовый раствор в процессе работы.

В основном, на 10 кг сухой смеси требуется 1,6 -1,8 л чистой воды. Допускается изменение пропорционального количества входящих ингредиентов, в зависимости от требуемых механических показателей раствора.

Приготовление бетона

При больших объемах работ лучше заказать бетон на заводе. Изготовление большого количества раствора вручную или даже с использованием бетономешалок задача сложная, а укладка порциями требует дополнительных усилий на то, чтобы слои хорошо сцепились. Тем не менее, приготовить бетон можно и вручную. В этом случае есть две последовательности действий:

Сначала в сухом виде перемешивают бетон и песок. Его смешивают до тех пор, пока цвет не станет однородным. Потом засыпают щебень, все снова перемешивают, и последней добавляется вода.
Сначала заливается вода, в нее — цемент. Когда все перемешается добавляют песок и потом крупный заполнитель.

Порядок добавления составляющих для бетона при замесе может быть разный

В первом варианте есть возможность, что при ручном замесе на дне, возле стен емкости останется неразмешанный состав, что приведет к снижению прочности бетона. Выход — хорошо и тщательно все перемешивать. Но слишком много времени тратить на это нельзя: раствор начнет схватываться.

Во втором варианте свои минусы: для получения однородного цементного молочка (смеси воды и цемента) порой уходит много времени. В результате на образование связей с засыпкой его просто не хватает: цемент «схватывается» и прочность бетона тоже снижается.

Все это не столь критично при использовании бетономешалок, но тоже неидеально. Тут есть другая сложность. Доставляется бетон на стройплощадку обычно в тележках. В одну весь объем не помещается, и остаток оставляют крутиться в бетономешалке. Это лучше, чем оставить его просто стоять, но при слишком длительном перемешивании раствор может начать расслаиваться, результат — прочность бетона станет ниже. Выход — две тележки и два человека, которые их повезут. Способ засыпки — первый или второй — выбирайте сами.

При небольших объемах бетон можно замешивать вручную

Так все-таки, как приготовить бетон. Выбор за вами. Если объемы небольшие — можете месить вручную. Только делайте это тщательно. Для заливки фундамента лучше-все-таки заказать миксер, но можно справиться и бетономешалкой (или двумя, в зависимости от объема). А чтобы решить проблемы с неоднородностью замеса (хотя лучше, чтобы он был хорошим), обработайте укладываемый бетон вибратором. Большая часть проблем уйдет.

Далее расскажем о требованиях к компонентам бетона, их размерах и качествах.

Советы и рекомендации

В процессе замешивания сухой смеси М300 важно четко соблюдать инструкцию от производителя, указанную на упаковке. На мешок в 40 килограммов обычно нужно максимум 7 литров воды

Желательно затворять только холодной водой, тщательно вымешивать миксером или дрелью со специальной насадкой.

Подходящая температура для работы – в диапазоне от +5 до +50 градусов, если же бетон используется при более низкой температуре, он свойств своих не меняет, но дольше твердеет и набирает прочность.

Вручную состав желательно не перемешивать, так как это может стать причиной неоднородности смеси, появления комков и воздушных полостей. После того, как раствор замешан, нужно позволить ему отдохнуть в течение 5-10 минут, потом опять перемешать и использовать в работе.

Несколько рекомендаций для работы с сухой смесью М300:

За раз лучше большой объем смеси не готовить, рассчитывая таким образом, чтобы замешанную смесь использовать в течение полутора часов.
Заранее нужно подготовить все рабочие емкости, инструменты – они должны быть сухими и чистыми (обязательно обезжиренными).
Все сильно впитывающие и пористые поверхности предварительно грунтуются, обрушивающиеся конструкции армируют предварительно.
Выравнивание по уровню и установка маяков для заливки обязательны. Бетон при заливке стяжки пола достаточно просто разлить по поверхности, а потом аккуратно разравнять правилом.
В течение первых 3 суток после заливки нужно предупредить чрезмерное испарение влаги, накрыв залитый бетон брезентом или пленкой.
Для выравнивания поверхности с незначительными дефектами достаточно слоя в 10 миллиметров, если нужно сделать прочный слой между основанием и финишным полом, допускается заливать слоем до 100 миллиметров.

Сухая смесь М300 – универсальный строительный материал, который подходит для выполнения самых разных задач и при условии соблюдения инструкции приготовления и технологии применения обеспечивает высокие показатели прочности, стойкости, надежности и долговечности.

Количество мешков ПЦС для кладки из кирпича и расчеты на калькуляторе

Кладка кирпичной стены должна осуществляться при помощи смеси с маркой, соответствующей кирпичу. Такое строение получается максимально прочным и однородным. В целом для кладки применяется M100-M200.

Так необходимо учитывать качества и прочность материала (как смеси, так и кирпича). Используя базовые нормативы на 1 м3 стены должно уходить приблизительно 250 кг смеси М100.

Если готовить раствор самостоятельно, то следует соблюдать пропорцию 1 к 4. В ЦПС следует добавить жидкость, которая обычно является половиной общего веса смеси.

Конечно же, кладка стены сильно зависит от толщины швов, по мере расширения пространства между кирпичами, увеличивается и количество раствора на 1 м3. Толщина стен играет также важную роль, так для облицовочного кирпича, положенного в 1 слой, цемента требуется существенно меньше, чем для несущих стен в 2-4 кирпича.

Расчет для кладки

Нормативные документы содержат подробные рекомендации и зависимость толщины стены и количества затрачиваемого раствора.

Примеры представлены на основании обычного кирпича и необходимого количества на 1 м3:

стена 12см – 420 кирпичей и 0,19 м3 раствора;
стена 25см – 400 кирпичей и 0.22 м3 раствора;
стена 38см – 395 кирпичей и 0.234 м3 раствора;
стена 51см – 394 кирпичей и 0.24 м3 раствора;
стена 64см – 392 кирпичей и 0.245 м3 раствора.

Смесь цемента и песка – характеристика и приготовление раствора

В результате смешивания цемента и песка получается пескоцементная смесь, которая при добавлении воды становится пригодна к использованию. В больших масштабах строительства часто применяется самостоятельное приготовление смеси, хотя существует и специально приготовленная на предприятии ЦПС.

Цементно песчаная смесь

Если приобретать заводскую ЦПС, то в ее составе, помимо базовых компонентов, присутствуют пластификаторы и другие добавки. Они используются для придания раствору однородности, пластичности, некоторые добавляют морозостойкие добавки для работы в холодной период года.

Заводская смесь

Приготовление цементно – песчаного раствора

Приготовление цементного раствора сильно зависит от марки цемента и необходимого раствора. Из этого рассчитывается необходимое соотношение ингредиентов.

Количество компонентов сильно зависит и от предназначения смеси, так некоторые виды работ подразумевают меньшее количество песка (бетонирование) или наоборот большее (кладка).

Для более гибкого приготовления раствора следует вручную перемешивать песок и цемент, стандартно используется соотношение 1 к 3, но может быть и 1 к 2-4. Смеси также бывают разные, огромный ассортимент покрывает большинство рядовых нужд.

Но не всегда удается достичь точного значения по причине отсутствия информации о плотности материала, ведь оно может отличаться.

Предназначение цемента играет важную роль при выборе марки:

м100 используется только для оштукатуривания стен, приблизительный расход 550-570 кг/м3;
м150 обычно применяется для кладки кирпича, шлакоблока или монтажа, в редких случаях для бетонирования расход 570-590 кг/м3;
м200 кладочная и монтажная смесь необходимо готовить 590-620 кг/м3;
м300 используется для бетонирования и заливки площадок, на которые ложится повышенная нагрузка, расход 620-660 кг/м3;
м400 для особо прочных бетонных конструкций, расход колеблется в пределах 660-710 кг/м3.

При расчетах необходимых материалов на 1 м3 удается достаточно точно определить марку и количество ПЦС. Также они взаимозаменяемы, если рекомендуется использование M150, можно заменить цемент на M200 и M100 без особого ущерба для расчетов и прочности конструкции.

Основная методика расчета требуемого количества пескобетонного раствора

Профессиональные и частные строители умеют рассчитать, сколько пескобетона нужно на 1 куб бетона. Ведь такой строительный материал является одним из самых важных компонентов на различных стадиях ремонта. Затраты стройматериалов зависит от качества сырья. В составную часть пескобетонной смеси входят такие компоненты:

специальное химическое вещество, имеющее высокую прочность и обладающее вяжущими свойствами – портландцемент первого сорта;
песок с размером фракций не больше 3 миллиметров;
пластификаторы, которые обладают свойствами повышать устойчивость к влаге и прочность стройматериала;
для того чтобы улучшить свойств в раствор добавляют гранитный порошок.

объем сорока килограммового мешка делится на 20 кг, выходит 2 см. Для того чтобы обработать 100 см/2 см площади понадобится 50 мешков;
если объем равен 50 кг, то для того чтобы обработать площадь 1 м понадобится 40 упаковок.

0.010 кубов в мешке пескобетона 25 кг;
0.017 кубов в мешке пескобетона 40 кг;
0.021 м3 в упаковке 50 кг.

Преимущества марки М300

Свою популярность пескобетон М300 заслужил благодаря высокой универсальности. Очень удобно, когда для разных целей подходит один материал. Главные особенности этой марки состоят в следующем:

довольно высокая прочность;
достаточная плотность;
возможность применения для наружных и внутренних работ;
высокая стойкость к механическому изнашиванию и ударным нагрузкам;
простота использования;
длительный срок службы изделий;
быстрое затвердевание раствора;
устойчивость к резким изменениям погодных условий;
стойкость к коррозии;
приемлемая цена.

В домашних условиях простейший вариант пескобетона М300 можно получить смешиванием одного ведра песка и 3,5 кг портландцемента М500. Для получения готового раствора это количество смеси потребует 2,3 л воды. Желательно использовать речной песок. Если его нет, можно взять карьерный, но предварительно промытый от включений почвы и глины.

Как сделать раствор

Итак, мы с вами выяснили, какое количество понадобится на заливку фундамента или стяжки такого материала, как пескобетон М300. Расход его достаточно большой, но в общем и целом применение этого материала в частном домостроении представляется целесообразным. Разумеется, при использовании этого материала следует правильно производить замес. Лучше всего эту операцию выполнять в следующей последовательности:

В емкость необходимого объема наливают теплую воду (от +15 до +25 гр.). Расход в зависимости от назначения раствора должен составлять 0.18-0.23 л на килограмм пескобетона.
Далее в воду насыпается собственно сама сухая смесь.
Получившаяся масса тщательно перемешивается до исчезновения всех, даже самых небольших, комков. Готовая смесь должна быть абсолютно однородной.

Использовать раствор следует в течение 2 часов. Работать с пескобетоном М300 допускается при температуре от +5 до +35 гр. Воду в уже готовый раствор добавлять нельзя. В процессе заливки смесь рекомендуется периодически протыкать колом, прутом или лопатой для удаления воздушных пузырей. Время высыхания готовой смеси – сутки. Ходить по стяжке можно будет через неделю. Опалубку с фундамента снимают на второй день. Окончательную прочность пескобетон набирает через 28 дней, то есть как обычный бетон. Армирование при толщине стяжки более 2 см обязательно. Разумеется, каркас нужно будет установить и при заливке фундамента. Щебень при использовании в смесь не добавляется. Его роль играют крупные частицы песка (3-7 мм). Гидроизоляция производится в обычном порядке.

Из всего вышеизложенного можно сделать простой вывод. Обходятся пескобетонные фундаменты и стяжки дороже цементно-песчаных. Поэтому использовать данный материал целесообразно тогда, когда необходима устойчивость к растрескиванию готовой конструкции либо не слишком важную роль играет ее конечная цена. Пескобетон, к примеру, — отличный вариант при возведении стен из не слишком прочных газобетонных и пенобетонных блоков.

Конструкционный ремонт поверхностей

ЭМАКО, применяемая для конструкционного ремонта обладает высокой адгезией и лишена усадки. Помимо этого, раствор работает в тесном контакте с восстановленной конструкцией.

Характеристики конструкционных составов ЭМАКО

ЭМАКО S66–S88 (наливные) и S88C (тиксотропный вид) изготавливают на базе портландцемента, кварцевого песка, модифицирующих лигатур и полимерной фибры. Армирование состава фиброй позволяет предотвратить возникновение усадочных трещин, а портландцемент обеспечивает качественное сцепление с ремонтируемой конструкцией (см. фото).

EMACO SFR

Составы — SFR, S150CFR (наливного типа) и S170CFR (тиксотропный), производятся с гибкой металлической фиброй и применяются для ремонта напряженных бетонных конструкций с поврежденной арматурой.

Благодаря нано технологиям в перечне ассортимента «Эмако» появились такие марки как: Nanocrete R3, R4, R4 Fluid. Это быстротвердеющие уникальные составы, позволяющие наносить ремонтное покрытие большой толщины причем, на потолочные и вертикальные поверхности.

Выбор необходимого состава

Применение кладочного пескобетона

Если это стена, то ее надо полностью освободить от пыли и грязи, растительных остатков и т. д.

Очистка стены

При наличии старой штукатурки ее снимают в тех местах, где она держится непрочно. Только после этого можно будет наносить новый раствор.

Снятие старой штукатурки

Подготовка смеси

Нанесение шпателем

Если работы ведутся с наружной стороны, то перед этим следует организовать армирование поверхности, используя для этого арматурную сетку.

Нанесение на арматурную сетку

Расход сухой смеси для наливных полов на 1 м2, как сделать расчет

Традиционный бетон со строительных площадок уверенно вытесняют сухие смеси — материал, позволяющий выполнить заливку наливного пола с минимальными затратами труда. Результат этой работы — ровное и прочное напольное покрытие, легко поддающееся шлифовке и готовое к укладке любых видов полов: кафельной плитки и линолеума, ламината и модульных плит ПВХ. С основанием, полученным в результате заливки, превосходно сцепляется так называемый «жидкий линолеум» — тонкий слой полимерного состава.

Смесь для заливки пола — модифицированный состав

Сухие смеси значительно разнятся между собой в зависимости от назначения. Материалы разных производителей отличаются по качеству и дозировке составных частей, в целом оставаясь идентичными:

связующие компоненты – цемент или гипс;
наполнители – кварцевый песок, известняк, мраморная крошка;
модифицирующие добавки – эфиры целлюлозы, крахмала, гидрофобизаторы, пластификаторы, армирующие добавки.

Смеси приготовлены с точным соблюдением дозировки. Они расфасованы в мешки и полностью готовы к работе. Производители включают в них пластифицирующие добавки, придающие раствору текучесть и пластичность. Благодаря этим свойствам для создания горизонтальной поверхности требуется приложить минимальные усилия. Даже дилетанты легко справляются с устройством наливного пола, при этом качество стяжки остается на высоте.

В состав многих смесей входит фиброволокно, при добавлении этого материала в раствор происходит микроармирование стяжки и усиление ее прочности. Качественные наливные полы имеют более высокую стоимость, чем стяжки из обычного раствора, приготовленного из цемента, песка и наполнителей различных фракций. Однако высокое качество напольных покрытий вполне оправдывает затраты. Они отличаются прочностью и гладкостью поверхности, легко монтируются и служат долго. При планировании работ по устройству наливного пола, прежде всего, рассчитывают количество раствора, требуемого для заливки.

О важности точности в расчетах

Расход смеси необходимо вычислить как можно более точно, ведь при нехватке раствора работа откладывается до закупки недостающего материала. Это приводит к появлению холодных швов, негативно влияющих на качество стяжки. Переизбыток же больно бьет по карману. Хорошо, если вы планируете провести аналогичные работы в других помещениях в ближайшее время. Тогда материалу найдется достойное применение.

В противном случае потребуется срочно искать покупателей на неизрасходованные остатки или обеспечить им должные условия хранения. Чтобы состав не утерял своих свойств, мешки укладывают в сухом проветриваемом помещении, где постоянно поддерживают температуру от +5 до +25°С. При покупке обращают внимание на срок годности, ведь строительные составы обычно хранятся не более 0,5 года.

Рассчитываем количество смеси

Чтобы максимально точно произвести расчет, в комнате, где планируется заливка наливных полов, проводят некоторые измерения. Первое, и самое простое — вычисление площади покрытия, для этого длина комнаты умножается на ее ширину. Для определения количества раствора необходимо знать толщину стяжки. Этот показатель требует более сложных манипуляций, особенно если основание в помещении не отличается горизонтальностью.

Нанесите по периметру стен нулевую отметку с помощью уровня. Проще всего это сделать лазерным уровнем. Измерьте расстояния от горизонтального уровня до основания в противоположных углах комнаты. Разница расстояний, разделенная на два — средняя высота, на которую нужно выравнивать покрытие. Добавив к этому значению минимальную толщину слоя, указанную на упаковке, вычислим среднюю толщину стяжки.

В среднем расход смесей на основе гипса или цемента на 1 квадратный метр составляет 1,5 кг. Чтобы узнать расход выбранного вами материала, внимательно изучите упаковку. Эти данные в расчете на толщину слоя в 1 мм производители указывают на ней. Чтобы рассчитать общий вес смеси, умножим средний расход на толщину стяжки и на общую площадь помещения. Чтобы добиться наглядности рассчитаем расход материала на примере популярных составов.

Расход наливных полов популярных производителей

Разные производители смесей используют различные технологии изготовления, поэтому и расход будет разным. Определим расход наливных полов для комнаты площадью 30 м². Расчетная толщина стяжки нашего помещения – 3 мм.

«Основит FK 45 R быстротвердеющий» – расход 1,3 кг на 1м². Для устройства стяжки в нашей комнате потребуется 1,3х3х30=117 кг смеси.
«Горизонт универсальный» – расход наливного пола 1,6 кг на 1м². Расчетное количество смеси: 1,6х30х3=144 кг.
«Юнис». Расход этого наливного пола на 1 м2 при тонкослойной заливке толщиной до 1 мм составит 1,3 кг и 3,9 кг при толщине покрытия 3 мм.
«Старатели» применяется для выравнивания неровностей от 0,5 до 8 см. Расход на 1 м2, при покрытии слоем в 1 см, потребует 16 кг сухого материала. Чтобы приготовить раствор, необходимо 5-6 л воды на 25 кг смеси.

Рассчитать количество мешков смеси вы можете с помощью нашего онлайн калькулятора. Для исключения неожиданностей к рассчитанному количеству добавляем 5-10% и делаем заказ.

Экономим разумно

При выборе строительных материалов не стоит соблазняться невысокой ценой. Некоторые производители вводят в состав смесей тяжелые наполнители. Эта нехитрая схема позволяет удешевить смесь путем увеличения ее веса. Однако при этом пропорционально увеличивается плотность материала и его расход на квадратный метр. В итоге приобретение дешевого материала оборачивается увеличением его количества для общей площади наливных полов.

Как сократить расход материала? Смесь для наливных полов – это удобно и качественно, однако не очень дешево. Перед началом работ тщательно подготовьте основание. Очистите его от пыли и масляных пятен, все вмятины и трещины зашпаклюйте цементным раствором. Непременно загрунтуйте основание.

Только после качественной подготовки есть смысл устраивать наливные полы, в этом случае их расход будет минимальным. Обратите внимание на инструкцию, размещенную производителем на упаковке. Приготовление раствора ведется в точном соответствии ее указаниям. Только следуя технологии, получают наливной пол со свойствами, заявленными производителем.

Остались вопросы? Задайте их нашему эксперту!

Самые интересные вопросы

Глава 7 — Растворы — Химия

Глава 7: Растворы A стехиометрия раствора

7.1 Введение

7.2 Типы решений

7.3 Растворимость

7.4 Температура и растворимость

7.5 Влияние давления на растворимость газов: закон Генри

7,6 Твердые гидраты

7.7 Концентрация раствора

7.7.1 Молярность

7.7.2 Количество частей в решениях

7,8 Разведения

7,9 Концентрации ионов в растворе

7.10 Внимание к окружающей среде: загрязнение свинцом

7.11 Резюме

7.12 Ссылки

7.1 Введение:

Напомним из главы 1, что растворы определяются как гомогенные смеси, которые перемешаны настолько тщательно, что ни один компонент не может наблюдаться независимо от другого.Решения повсюду вокруг нас. Например, воздух — это решение. Если вы живете рядом с озером, рекой или океаном, этот водоем — не чистый H ₂ O, но, скорее всего, решение. Многие из того, что мы пьем, например газированные напитки, кофе, чай и молоко, являются растворами. Решения — большая часть повседневной жизни. Большая часть химии, происходящей вокруг нас, происходит в растворе. Фактически, большая часть химии, происходящей в нашем собственном организме, происходит в растворах, и многие растворы, такие как раствор лактата Рингера для внутривенного введения, важны для здравоохранения.В нашем понимании химии нам нужно немного разбираться в растворах. В этой главе вы узнаете об особых характеристиках решений, их характеристиках и некоторых их свойствах.

Навыки для развития

Определите эти термины: раствор, растворенное вещество и растворитель.
Различают растворы, смеси и коллоиды.
Опишите различные типы решений.
Различают ненасыщенные, насыщенные и перенасыщенные растворы.

Главный компонент раствора называется растворителем , а второстепенный компонент (ы) называется растворенным веществом . Если оба компонента в растворе составляют 50%, термин «растворенное вещество» может относиться к любому компоненту. Когда газообразный или твердый материал растворяется в жидкости, газ или твердый материал называется растворенным веществом. Когда две жидкости растворяются друг в друге, основной компонент называется растворителем , а второстепенный компонент — растворенным веществом .

Многие химические реакции протекают в растворах, и растворы также тесно связаны с нашей повседневной жизнью. Воздух, которым мы дышим, жидкости, которые мы пьем, и жидкости в нашем теле — все это решения. Кроме того, нас окружают такие решения, как воздух и вода (в реках, озерах и океанах).

По теме решений мы включаем следующие разделы.

Типы растворов: газообразные, жидкие и твердые растворы в зависимости от состояния раствора.
Стехиометрия раствора: выражение концентрации в различных единицах (масса на единицу объема, моль на единицу объема, процент и доли), расчеты стехиометрии реакции с использованием растворов.
Растворы электролитов: растворы кислот, оснований и солей, в которых растворенные вещества диссоциируют на положительные и отрицательные гидратированные ионы.
Метатезис или обменные реакции: реакция электролитов, приводящая к нейтральным молекулам, газам и твердым веществам.

Решение проблем стехиометрии раствора требует концепций, введенных в стехиометрию в главе 6, которая также обеспечивает основу для обсуждения реакций.

(Вернуться к началу)

7.2 Типы решений

В главе 1 вы познакомились с концепцией смеси , которая представляет собой вещество, состоящее из двух или более веществ. Напомним, что смеси могут быть двух типов: гомогенные и гетерогенные, где гомогенные смеси сочетаются настолько тесно, что их можно рассматривать как единое вещество, хотя это не так. Гетерогенные смеси, с другой стороны, неоднородны и имеют участки смеси, которые отличаются от других участков смеси.Гомогенные смеси можно разделить на две категории: коллоиды и растворы. Коллоид — это смесь, содержащая частицы диаметром от 2 до 500 нм. Коллоиды кажутся однородными по своей природе и имеют одинаковый состав во всем, но являются мутными или непрозрачными. Молоко — хороший пример коллоида. Истинные растворы имеют размер частиц типичного иона или небольшой молекулы (от 0,1 до 2 нм в диаметре) и прозрачны, хотя могут быть окрашены. В этой главе основное внимание будет уделено характеристикам истинных решений.

Материал существует в трех состояниях: твердом, жидком и газообразном. Решения также существуют во всех этих состояниях:

Газовые смеси обычно однородны и обычно представляют собой газо-газовые растворы . Для количественной обработки такого типа растворов мы посвятим единицу газам. Атмосфера представляет собой газообразный раствор, состоящий из азота, кислорода, аргона, двуокиси углерода, воды, метана и некоторых других второстепенных компонентов. Некоторые из этих компонентов, такие как вода, кислород и углекислый газ, могут различаться по концентрации в разных местах на Земле в зависимости от таких факторов, как температура и высота над уровнем моря.
Когда молекулы газа, твердого вещества или жидкости диспергированы и смешаны с молекулами жидкости, гомогенные (однородные) состояния называются жидкими растворами . Твердые вещества, жидкости и газы растворяются в жидком растворителе с образованием жидких растворов. В этой главе большая часть химии, которую мы обсудим, происходит в жидких растворах, где вода является растворителем.
Многие сплавы, керамика и полимерные смеси — это твердые растворы . В определенных пределах медь и цинк растворяются друг в друге и затвердевают с образованием твердых растворов, называемых латунью.Серебро, золото и медь образуют множество различных сплавов, уникальных по цвету и внешнему виду. Сплавы и другие твердые растворы важны в мире химии материалов.

(Вернуться к началу)

7.3 Растворимость

Максимальное количество вещества, которое может быть растворено в данном объеме растворителя, называется растворимостью . Часто растворимость в воде выражается в граммах / 100 мл. Раствор, не достигший максимальной растворимости, называется ненасыщенным раствором . Это означает, что к растворителю все еще может быть добавлено больше растворенного вещества, и растворение все равно будет происходить.

Раствор, достигший максимальной растворимости, называется насыщенным раствором . Если в этот момент добавить больше растворенного вещества, оно не растворится в растворе. Вместо этого он останется в осадке в виде твердого вещества на дне раствора. Таким образом, часто можно сказать, что раствор является насыщенным, если присутствует дополнительное растворенное вещество (оно может существовать в виде другой фазы, такой как газ, жидкость или твердое вещество).В насыщенном растворе нет чистого изменения количества растворенного вещества, но система никоим образом не статична. Фактически растворенное вещество постоянно растворяется и откладывается с одинаковой скоростью. Такое явление называется равновесием . Например:

В особых случаях раствор может быть перенасыщенным . Перенасыщенные растворы — это растворы, в которых растворенные вещества растворяются за пределами нормальной точки насыщения.Обычно для создания перенасыщенного раствора требуются такие условия, как повышенная температура или давление. Например, ацетат натрия имеет очень высокую растворимость при 270 К. При охлаждении такой раствор остается растворенным в так называемом метастабильном состоянии . Однако, когда к раствору добавляют кристалл затравки , дополнительное растворенное вещество быстро затвердевает. В процессе кристаллизации выделяется тепло, и раствор становится теплым. Обычные грелки для рук используют этот химический процесс для выработки тепла.

Видео 7.1: Видео, показывающее кристаллизацию перенасыщенного раствора ацетата натрия. Видео: Школа естественных и математических наук Северной Каролины

Итак, как мы можем предсказать растворимость вещества?

Одна из полезных классификаций материалов — полярность. Читая о ковалентных и ионных соединениях в главах 3 и 4, вы узнали, что ионные соединения имеют самую высокую полярность, образуя полные катионы и анионы внутри каждой молекулы, поскольку электроны передаются от одного атома к другому.Вы также узнали, что ковалентные связи могут быть полярными или неполярными по своей природе в зависимости от того, разделяют ли атомы, участвующие в связи, электроны неравномерно или поровну, соответственно. Напомним, что по разнице электроотрицательностей можно определить полярность вещества. Обычно ионная связь имеет разность электроотрицательностей 1,8 или выше, тогда как полярная ковалентная связь составляет от 0,4 до 1,8, а неполярная ковалентная связь составляет 0,4 или ниже.

Рисунок 7.1 Диаграмма разности электроотрицательностей. Диаграмма выше является руководством для определения типа связи между двумя разными атомами. Взяв разницу между значениями электроотрицательности для каждого из атомов, участвующих в связи, можно предсказать тип связи и полярность. Обратите внимание, что полный ионный характер достигается редко, однако, когда металлы и неметаллы образуют связи, они называются в соответствии с правилами ионного связывания.

Вещества с нулевой или низкой разностью электроотрицательности, такие как H ₂, O ₂, N ₂, CH ₄, CCl ₄, являются неполярными соединениями , тогда как H ₂ O, NH ₃, CH ₃ OH, NO, CO, HCl, H ₂ S, PH ₃ более высокая разница электроотрицательности составляет полярных соединений .Обычно соединения, имеющие сходную полярность, растворимы друг в друге. Это можно описать правилом:

Нравится Растворяется нравится.

Это означает, что вещества должны иметь одинаковые межмолекулярные силы для образования растворов. Когда растворимое растворенное вещество вводится в растворитель, частицы растворенного вещества могут взаимодействовать с частицами растворителя. В случае твердого или жидкого растворенного вещества взаимодействия между частицами растворенного вещества и частицами растворителя настолько сильны, что отдельные частицы растворенного вещества отделяются друг от друга и, окруженные молекулами растворителя, входят в раствор.(Газообразные растворенные вещества уже отделены от составляющих частиц, но концепция окружения частицами растворителя все еще применима.) Этот процесс называется solvatio n и проиллюстрирован на рисунке 7.2. Когда растворителем является вода, вместо сольватации используется слово гидратация .

Обычно полярные растворители растворяют полярные растворенные вещества, тогда как неполярные растворители растворяют неполярные растворенные вещества. В целом процесс растворения зависит от силы притяжения между частицами растворенного вещества и частицами растворителя.Например, вода — это высокополярный растворитель, способный растворять многие ионные соли. На рис. 7.2 показан процесс растворения, в котором вода действует как растворитель для растворения кристаллической соли хлорида натрия (NaCl). Обратите внимание, что когда ионные соединения растворяются в растворителе, они распадаются на свободно плавающие ионы в растворе. Это позволяет соединению взаимодействовать с растворителем. В случае растворения хлорида натрия в воде ион натрия притягивается к частичному отрицательному заряду атома кислорода в молекуле воды, тогда как ион хлорида притягивается к частичным положительным атомам водорода.

Рисунок 7.2: Процесс растворения. Когда ионная соль, такая как хлорид натрия, показанная на (A), вступает в контакт с водой, молекулы воды диссоциируют ионные молекулы хлорида натрия в их ионное состояние, что показано в виде молекулярной модели на (B) твердого тела. кристаллическая решетка хлорида натрия и (C) хлорид натрия, растворенный в водном растворителе. (Фотография хлорида натрия предоставлена Крисом 73).

Многие ионные соединения растворимы в воде, однако не все ионные соединения растворимы.Ионные соединения, растворимые в воде, существуют в растворе в ионном состоянии. На рис. 7.2 вы заметите, что хлорид натрия распадается на ион натрия и ион хлорида по мере растворения и взаимодействия с молекулами воды. В случае ионных соединений, не растворимых в воде, ионы настолько сильно притягиваются друг к другу, что не могут быть разрушены частичными зарядами молекул воды. Следующая таблица может помочь вам предсказать, какие ионные соединения будут растворимы в воде.

Таблица 7.1 Правила растворимости

Диссоциация растворимых ионных соединений придает растворам этих соединений интересное свойство: они проводят электричество. Из-за этого свойства растворимые ионные соединения называются электролитами . Многие ионные соединения полностью диссоциируют и поэтому называются сильными электролитами . Хлорид натрия — пример сильного электролита.Некоторые соединения растворяются, но диссоциируют лишь частично, и растворы таких растворенных веществ могут лишь слабо проводить электричество. Эти растворенные вещества называются слабыми электролитами . Уксусная кислота (CH ₃ COOH), входящая в состав уксуса, является слабым электролитом. Растворенные вещества, которые растворяются в отдельные нейтральные молекулы без диссоциации, не придают своим растворам дополнительную электропроводность и называются неэлектролитами . Полярные ковалентные соединения, такие как столовый сахар (C ₁₂ H ₂₂ O ₁₁), являются хорошими примерами неэлектролитов .

Термин электролит используется в медицине для обозначения любых важных ионов, растворенных в водном растворе в организме. Важные физиологические электролиты включают Na ⁺, K ⁺, Ca ² ⁺, Mg ² ⁺ и Cl ^—. Спортивные напитки, такие как Gatoraid, содержат комбинации этих ключевых электролитов, которые помогают восполнить потерю электролитов после тяжелой тренировки.

Точно так же решения могут быть получены путем смешивания двух совместимых жидкостей.Жидкость с более низкой концентрацией называется растворенным веществом , , а жидкость с более высокой концентрацией — растворителем . Например, зерновой спирт (CH ₃ CH ₂ OH) представляет собой полярную ковалентную молекулу, которая может смешиваться с водой. Когда два одинаковых раствора помещаются вместе и могут смешиваться в раствор, они считаются смешиваемыми . С другой стороны, жидкости, которые не имеют одинаковых характеристик и не могут смешиваться вместе, называются несмешивающимися .Например, масла, содержащиеся в оливковом масле, такие как олеиновая кислота (C ₁₈ H ₃₄ O ₂), имеют в основном неполярные ковалентные связи, которые не имеют межмолекулярных сил, достаточно сильных, чтобы разорвать водородную связь между молекулы воды. Таким образом, вода и масло не смешиваются и считаются несмешивающимися .

Другие факторы, такие как температура и давление, также влияют на растворимость растворителя. Таким образом, при определении растворимости следует также помнить об этих других факторах.

(Вернуться к началу)

7.4 Температура и растворимость

При рассмотрении растворимости твердых веществ соотношение температуры и растворимости не является простым или предсказуемым. На рис. 7.3 показаны графики растворимости некоторых органических и неорганических соединений в воде в зависимости от температуры. Хотя растворимость твердого вещества обычно увеличивается с повышением температуры, нет простой взаимосвязи между структурой вещества и температурной зависимостью его растворимости.Многие соединения (например, глюкоза и CH ₃ CO ₂ Na) демонстрируют резкое увеличение растворимости с повышением температуры. Другие (такие как NaCl и K ₂ SO ₄) мало изменяются, а третьи (такие как Li ₂ SO ₄) становятся менее растворимыми с повышением температуры.

Рис. 7.3. Растворимость некоторых неорганических и органических твердых веществ в воде в зависимости от температуры. Растворимость может увеличиваться или уменьшаться с температурой; величина этой температурной зависимости широко варьируется между соединениями.

Изменение растворимости в зависимости от температуры было измерено для широкого диапазона соединений, и результаты опубликованы во многих стандартных справочниках. Химики часто могут использовать эту информацию для разделения компонентов смеси с помощью фракционной кристаллизации , разделения соединений на основе их растворимости в данном растворителе. Например, если у нас есть смесь 150 г ацетата натрия (CH ₃ CO ₂ Na) и 50 г KBr, мы можем разделить два соединения, растворив смесь в 100 г воды при 80 ° C. а затем медленно охлаждают раствор до 0 ° C.Согласно температурным кривым на рис. 7.3, оба соединения растворяются в воде при 80 ° C, и все 50 г KBr остаются в растворе при 0 ° C. Однако только около 36 г CH ₃ CO ₂ Na растворимы в 100 г воды при 0 ° C, поэтому кристаллизуется примерно 114 г (150 г — 36 г) CH ₃ CO ₂ Na при охлаждении. Затем кристаллы можно отделить фильтрованием. Таким образом, фракционная кристаллизация позволяет нам восстановить около 75% исходного CH ₃ CO ₂ Na в практически чистой форме всего за одну стадию.

Фракционная кристаллизация — это распространенный метод очистки таких разнообразных соединений, как показано на рис. 7.3, и от антибиотиков до ферментов. Чтобы методика работала должным образом, интересующее соединение должно быть более растворимым при высокой температуре, чем при низкой температуре, чтобы понижение температуры заставляло его кристаллизоваться из раствора. Кроме того, примеси должны быть на более растворимыми на , чем представляющее интерес соединение (как KBr в этом примере), и предпочтительно присутствовать в относительно небольших количествах.

Растворимость газов в жидкостях гораздо более предсказуема. Растворимость газов в жидкостях уменьшается с повышением температуры, как показано на рисунке 7.4. Привлекательные межмолекулярные взаимодействия в газовой фазе практически равны нулю для большинства веществ, поскольку молекулы находятся так далеко друг от друга, когда находятся в газовой форме. Когда газ растворяется, это происходит потому, что его молекулы взаимодействуют с молекулами растворителя. Когда формируются эти новые силы притяжения, выделяется тепло. Таким образом, если к системе добавляется внешнее тепло, оно преодолевает силы притяжения между газом и молекулами растворителя и снижает растворимость газа.

Рис. 7.4 Зависимость растворимости нескольких обычных газов в воде от температуры при парциальном давлении 1 атм. Растворимость газов уменьшается с повышением температуры.

Уменьшение растворимости газов при более высоких температурах имеет как практические, так и экологические последствия. Любой, кто регулярно кипятит воду в чайнике или электрочайнике, знает, что внутри накапливается белый или серый налет, который в конечном итоге необходимо удалить.То же явление происходит в гораздо большем масштабе в гигантских котлах, используемых для подачи горячей воды или пара для промышленных применений, где это называется «котловая накипь», — осадок, который может серьезно снизить пропускную способность труб горячего водоснабжения ( Рисунок 7.5). Проблема не только в современном мире: акведуки, построенные римлянами 2000 лет назад для транспортировки холодной воды из альпийских регионов в более теплые и засушливые регионы на юге Франции, были забиты аналогичными отложениями. Химический состав этих отложений умеренно сложен, но движущей силой является потеря растворенного диоксида углерода (CO ₂) из раствора.Жесткая вода содержит растворенные ионы Ca ²⁺ и HCO ₃ ^— (бикарбонат). Бикарбонат кальция [Ca (HCO ₃) ₂] довольно растворим в воде, но карбонат кальция (CaCO ₃) совершенно нерастворим. Раствор бикарбонат-ионов может реагировать с образованием диоксида углерода, карбонат-иона и воды:

2HCO ₃ ^— (водн.) → CO ₂ ^2- (водн.) + H ₂ O (л) + CO ₂ (водн.)

Нагревание раствора снижает растворимость CO ₂, который уходит в газовую фазу над раствором.В присутствии ионов кальция ионы карбоната осаждаются в виде нерастворимого карбоната кальция, основного компонента накипи в котле.

Рисунок 7.5 Вес котла в водопроводе. Отложения карбоната кальция (CaCO ₃) в трубах горячего водоснабжения могут значительно снизить пропускную способность труб. Эти отложения, называемые котловой накипью, образуются, когда растворенный CO ₂ переходит в газовую фазу при высоких температурах.

В термическое загрязнение , вода из озера или реки, которая используется для охлаждения промышленного реактора или электростанции, возвращается в окружающую среду при более высокой температуре, чем обычно.Из-за пониженной растворимости O ₂ при более высоких температурах (рис. 7.4) более теплая вода содержит меньше растворенного кислорода, чем вода, когда она попадала в растение. Рыбы и другие водные организмы, которым для жизни необходим растворенный кислород, могут буквально задохнуться, если концентрация кислорода в их среде обитания будет слишком низкой. Поскольку теплая, обедненная кислородом вода менее плотная, она имеет тенденцию плавать на поверхности более холодной, плотной и богатой кислородом воды в озере или реке, образуя барьер, препятствующий растворению атмосферного кислорода.В конце концов, если проблему не устранить, можно задохнуться даже в глубоких озерах. Кроме того, большинство рыб и других водных организмов, не являющихся млекопитающими, хладнокровны, а это означает, что температура их тела такая же, как температура окружающей среды. Температура, значительно превышающая нормальный диапазон, может привести к тяжелому стрессу или даже смерти. Системы охлаждения для электростанций и других объектов должны быть спроектированы таким образом, чтобы свести к минимуму любые неблагоприятные воздействия на температуру окружающих водоемов.На северо-западе Тихого океана популяции лососевых чрезвычайно чувствительны к изменениям температуры воды. Для этой популяции оптимальная температура воды составляет от 12,8 до 17,8 ^° ° C (55-65 ^° ° F). Помимо пониженного уровня кислорода, популяции лосося гораздо более восприимчивы к болезням, хищничеству и паразитарным инфекциям при более высоких температурах воды. Таким образом, тепловое загрязнение и глобальное изменение климата создают реальные проблемы для выживания и сохранения этих видов.Для получения дополнительной информации о влиянии повышения температуры на популяции лососевых посетите Focus Publication штата Вашингтон.

Похожий эффект наблюдается в повышении температуры водоемов, таких как Чесапикский залив, крупнейший эстуарий в Северной Америке, причиной которого является глобальное потепление. На каждые 1,5 ° C, которые нагревает вода в заливе, способность воды растворять кислород уменьшается примерно на 1,1%. Многие морские виды, находящиеся на южной границе своего распространения, переместили свои популяции дальше на север.В 2005 году угорь, который является важным местом обитания рыб и моллюсков, исчез на большей части залива после рекордно высоких температур воды. Предположительно, снижение уровня кислорода уменьшило популяцию моллюсков и других питателей, что затем уменьшило светопропускание, что позволило угрям расти. Сложные взаимоотношения в экосистемах, таких как Чесапикский залив, особенно чувствительны к колебаниям температуры, вызывающим ухудшение качества среды обитания.

(Вернуться к началу)

7.5 Влияние давления на растворимость газов: закон Генри

Внешнее давление очень мало влияет на растворимость жидкостей и твердых тел. Напротив, растворимость газов увеличивается с увеличением парциального давления газа над раствором. Эта точка проиллюстрирована на рисунке 7.6, где показано влияние повышенного давления на динамическое равновесие, которое устанавливается между молекулами растворенного газа в растворе и молекулами в газовой фазе над раствором.Поскольку концентрация молекул в газовой фазе увеличивается с увеличением давления, концентрация молекул растворенного газа в растворе в состоянии равновесия также выше при более высоких давлениях.

Рис. 7.6. Модель, показывающая, почему растворимость газа увеличивается при увеличении парциального давления при постоянной температуре. (a) Когда газ входит в контакт с чистой жидкостью, некоторые молекулы газа (пурпурные сферы) сталкиваются с поверхностью жидкости и растворяются.Когда концентрация растворенных молекул газа увеличилась так, что скорость, с которой молекулы газа уходят в газовую фазу, была такой же, как скорость, с которой они растворяются, было установлено динамическое равновесие, как показано здесь. (б) Увеличение давления газа увеличивает количество молекул газа в единице объема, что увеличивает скорость, с которой молекулы газа сталкиваются с поверхностью жидкости и растворяются. (c) По мере того, как дополнительные молекулы газа растворяются при более высоком давлении, концентрация растворенного газа увеличивается до тех пор, пока не установится новое динамическое равновесие.

Взаимосвязь между давлением и растворимостью газа количественно описывается законом Генри, названным в честь его первооткрывателя, английского врача и химика Уильяма Генри (1775–1836):

C = кПа

где C — концентрация растворенного газа в состоянии равновесия, P — парциальное давление газа, а k — постоянная закона Генри , которая должна определяться экспериментально для каждой комбинации газа, растворителя, и температура.Хотя концентрацию газа можно выразить в любых удобных единицах, мы будем использовать исключительно молярность. Таким образом, единицами измерения постоянной закона Генри являются моль / (л · атм) = М / атм. Значения констант закона Генри для растворов нескольких газов в воде при 20 ° C приведены в таблице 7.2.

Видеоурок по закону Генри от Академии Кана

Все материалы Khan Academy доступны бесплатно на сайте www.khanacademy.org

Как данные в таблице 7.2 демонстрируют, что концентрация растворенного газа в воде при заданном давлении сильно зависит от ее физических свойств. Для ряда родственных веществ дисперсионные силы Лондона увеличиваются с увеличением молекулярной массы. Таким образом, среди элементов группы 18 константы закона Генри плавно возрастают от He до Ne и до Ar. Из таблицы также видно, что O ₂ почти в два раза растворимее, чем N ₂. Хотя силы лондонской дисперсии слишком слабы, чтобы объяснить такую большую разницу, O ₂ является парамагнитным веществом и, следовательно, более поляризуемым, чем N ₂, что объясняет его высокую растворимость.(Примечание: когда вещество парамагнитно , оно очень слабо притягивается полюсами магнита, но не сохраняет никакого постоянного магнетизма).

Таблица 7.2 Константы закона Генри для выбранных газов в воде при 20 ° C

Парциальное давление газа можно выразить как концентрацию, записав закон Генри как P _газ = C / k. Это важно во многих аспектах жизни, включая медицину, где обычно измеряются газы крови, такие как кислород и углекислый газ.Поскольку парциальное давление и концентрация прямо пропорциональны, если парциальное давление газа изменяется, а температура остается постоянной, новую концентрацию газа в жидкости можно легко рассчитать, используя следующее уравнение:

Где C ₁ и P ₁ — соответственно концентрация и парциальное давление газа в исходном состоянии, а C ₂ и P ₂ — концентрация и парциальное давление, соответственно, газа в конечном состоянии.Например:

Практическая задача: Концентрация CO ₂ в растворе составляет 0,032 М при 3,0 атм. Какова концентрация CO ₂ при давлении 5,0 атм?

Решение: Чтобы решить эту проблему, сначала мы должны определить, что мы хотим найти. Это концентрация CO ₂ при давлении 5,0 атм. Эти два значения представляют собой C ₂ = ?? и P ₂ = 5.0 атм. На этом этапе проще всего будет изменить приведенное выше уравнение, чтобы найти C ₂ . Далее нам нужно определить начальные условия: C ₁ = 0,032 M и P ₁ = 3,0 атм. Затем мы можем подставить эти значения в уравнение и решить для C ₂ :

Газы, которые химически реагируют с водой, такие как HCl и другие галогениды водорода, H ₂ S и NH ₃, не подчиняются закону Генри; все эти газы гораздо более растворимы, чем предсказывает закон Генри.Например, HCl реагирует с водой с образованием H ⁺ (водный) и Cl ^— (водный), , а не растворенных молекул HCl, и его диссоциация на ионы приводит к гораздо более высокой растворимости, чем ожидалось для нейтральной молекулы. В целом газы, вступающие в реакцию с водой, не подчиняются закону Генри.

Обратите внимание на шаблон

Закон Генри имеет важные приложения. Например, пузырьки CO ₂ образуются, как только газированный напиток открывается, потому что напиток был разлит под CO ₂ при давлении более 1 атм.Когда бутылку открывают, давление CO ₂ над раствором быстро падает, и часть растворенного газа улетучивается из раствора в виде пузырьков. Закон Генри также объясняет, почему аквалангисты должны быть осторожны, чтобы медленно всплывать на поверхность после погружения, если они дышат сжатым воздухом. При более высоком давлении под водой во внутренних жидкостях дайвера растворяется больше N ₂ из воздуха. Если дайвер всплывает слишком быстро, быстрое изменение давления вызывает образование мелких пузырьков N ₂ по всему телу, состояние, известное как «изгибы».Эти пузырьки могут блокировать кровоток по мелким кровеносным сосудам, вызывая сильную боль и в некоторых случаях даже смертельный исход.

Из-за низкой константы закона Генри для O ₂ в воде уровни растворенного кислорода в воде слишком низкие для удовлетворения энергетических потребностей многоклеточных организмов, включая человека. Чтобы увеличить концентрацию O ₂ во внутренних жидкостях, организмы синтезируют хорошо растворимые молекулы-носители, которые обратимо связывают O ₂. Например, красные кровяные тельца человека содержат белок, называемый гемоглобином, который специфически связывает O ₂ и облегчает его транспортировку из легких в ткани, где он используется для окисления молекул пищи с целью получения энергии.Концентрация гемоглобина в нормальной крови составляет около 2,2 мМ, и каждая молекула гемоглобина может связывать четыре молекулы O ₂. Хотя концентрация растворенного O ₂ в сыворотке крови при 37 ° C (нормальная температура тела) составляет всего 0,010 мМ, общая концентрация растворенного O ₂ составляет 8,8 мМ, что почти в тысячу раз больше, чем было бы возможно без гемоглобина. Синтетические переносчики кислорода на основе фторированных алканов были разработаны для использования в качестве экстренной замены цельной крови.В отличие от донорской крови, эти «кровезаменители» не требуют охлаждения и имеют длительный срок хранения. Их очень высокие константы закона Генри для O ₂ приводят к концентрации растворенного кислорода, сравнимой с таковой в нормальной крови.

(Вернуться к началу)

7,6 Твердые гидраты:

Некоторые ионные твердые тела примут небольшое количество молекул воды в свою кристаллическую решетку и останутся в твердом состоянии.Эти твердые вещества называются твердыми гидратами . Твердые гидраты содержат молекулы воды, объединенные в определенном соотношении в качестве неотъемлемой части кристалла, которые либо связаны с металлическим центром, либо кристаллизовались с комплексом металла. Сообщается также, что такие гидраты содержат кристаллизационной воды или гидратной воды .

Ярким примером является хлорид кобальта (II), который меняет цвет с синего на красный при гидратации и поэтому может использоваться в качестве индикатора воды.

Рис. 7.7: Хлорид кобальта как пример твердого гидрата. Безводный хлорид кобальта (вверху слева) и его структура кристаллической решетки (внизу слева) по сравнению с гексагидратом хлорида кобальта (вверху справа) и его кристаллическая решетка (внизу справа). Обратите внимание, что молекулы воды, показанные красным (кислород) и белым (водород), интегрированы в кристаллическую решетку хлорида кобальта (II), показанного синим (кобальт) и зеленым (хлорид), в зависимости от полярности. Частично отрицательные атомы кислорода притягиваются к положительно заряженному кобальту, а частично положительные атомы водорода притягиваются к отрицательно заряженным ионам хлорида.Изображения предоставлены Wikipedia Commons (вверху слева и внизу слева), Benjah-bmm27 (вверху справа) и Smokefoot (внизу справа)

Обозначение, используемое для представления твердого гидрата: « гидратированное соединение ⋅ n H ₂ O », где n — количество молекул воды на формульную единицу соли. n обычно является низким целым числом, хотя возможны дробные значения. Например, в моногидрате n равно единице, а в гексагидрате n равно 6.В примере на рис. 7.7 гидратированный хлорид кобальта будет обозначен: «хлорид кобальта (II) 6 H ₂ O». Числовые префиксы греческого происхождения, которые используются для обозначения твердых гидратов:

Hemi — 1/2
моно — 1
Sesqui — 1½
Di — 2
Три — 3
Тетра — 4
пента — 5
Hexa — 6
Hepta — 7
Окта — 8
Нона — 9
дека — 10
Undeca — 11
Додека — 12

Гидрат, потерявший воду, называют ангидридом ; оставшуюся воду, если она есть, можно удалить только при очень сильном нагревании.Вещество, не содержащее воды, обозначается как безводное . Некоторые безводные соединения настолько легко гидратируются, что вытягивают воду из атмосферы и становятся гидратированными. Эти вещества считаются гигроскопичными и могут использоваться как осушители или осушители .

(Вернуться к началу)

7.7 Концентрация раствора

В химии Концентрация определяется как содержание компонента, деленное на общий объем смеси.Все мы качественно представляем, что подразумевается под концентрацией . Любой, кто варил растворимый кофе или лимонад, знает, что слишком много порошка дает сильно ароматный и высококонцентрированный напиток, а слишком маленькое — разбавленный раствор, который трудно отличить от воды. Количественно концентрация раствора описывает количество растворенного вещества, которое содержится в определенном количестве этого раствора. Знание концентрации растворенных веществ важно для контроля стехиометрии реагентов для реакций, протекающих в растворе, и имеет решающее значение для многих аспектов нашей жизни, от измерения правильной дозы лекарства до обнаружения химических загрязнителей, таких как свинец и мышьяк.Химики используют множество разных способов определения концентраций. В этом разделе мы рассмотрим наиболее распространенные способы представления концентрации раствора. К ним относятся: молярность и количество частей на раствор.

7.7.1 Молярность

Наиболее распространенной единицей концентрации является молярность , что также является наиболее полезным для расчетов, включающих стехиометрию реакций в растворе. Молярность (M) раствора — это количество молей растворенного вещества, присутствующего точно в 1 л раствора.

Таким образом, единицами молярности являются моль на литр раствора (моль / л), сокращенно М. Обратите внимание, что указанный объем является общим объемом раствора и включает как растворенное вещество, так и растворитель. Например, водный раствор, содержащий 1 моль (342 г) сахарозы в достаточном количестве воды, чтобы получить конечный объем 1,00 л, имеет концентрацию сахарозы 1,00 моль / л или 1,00 М. В химической записи квадратные скобки вокруг названия или формула растворенного вещества представляет собой концентрацию растворенного вещества.Итак,

[сахароза] = 1,00 M

читается как «концентрация сахарозы 1,00 молярная». Приведенное выше уравнение можно использовать для расчета количества растворенного вещества, необходимого для получения любого количества желаемого раствора.

Пример проблемы:

Рассчитайте количество молей гидроксида натрия (NaOH), необходимое для получения 2,50 л 0,100 M NaOH.

Дано: (1) идентичность растворенного вещества = NaOH, (2) объема = 2,50 л и (3) молярность раствора = 0.100 моль / л (Примечание: при вычислении задач всегда записывайте единицы молярности как моль / л, а не М. Это позволит вам отменить единицы при выполнении вычислений.)

Запрошено: количество растворенного вещества в молях

Стратегия: (1) Измените приведенное выше уравнение, чтобы найти желаемую единицу, в данном случае молей. (2) Еще раз проверьте все единицы в уравнении и убедитесь, что они совпадают. Выполните все необходимые преобразования, чтобы единицы совпадали. (3) Введите значения соответствующим образом и выполните математические вычисления.

Решение:

(1) Перепишите приведенное выше уравнение, чтобы найти количество молей.

(2) Еще раз проверьте все единицы в уравнении и убедитесь, что они совпадают.

Приведенные значения для этого уравнения: объем 2,50 л и молярность 0,100 моль / л. Единицы объема для обоих этих чисел указаны в литрах (L) и, следовательно, совпадают. Следовательно, никаких преобразований производить не нужно.

(3) Введите значения соответствующим образом и выполните математические вычисления.

Подготовка растворов

Обратите внимание, что в приведенном выше примере у нас все еще недостаточно информации, чтобы фактически приготовить раствор в лаборатории. Не существует оборудования, которое могло бы измерить количество молей вещества. Для этого нам нужно преобразовать количество молей образца в количество граммов, представленное этим числом. Затем мы можем легко использовать весы для взвешивания количества вещества, необходимого для приготовления раствора.В приведенном выше примере:

Чтобы фактически приготовить раствор, обычно растворяют растворенное вещество в небольшом количестве растворителя, а затем, как только растворенное вещество растворяется, конечный объем может быть доведен до 2,50 л. Если вы добавляете 10 г NaOH напрямую до 2,50 л конечный объем будет больше 2,50 л, а концентрация раствора будет меньше 0,100 М. Помните, что конечный объем должен включать как растворенное вещество, так и растворитель.

На рисунке 7.8 показана процедура приготовления раствора дигидрата хлорида кобальта (II) в этаноле.Обратите внимание, что объем растворителя не указан. Поскольку растворенное вещество занимает пространство в растворе, необходимый объем растворителя на меньше , чем желаемый общий объем раствора.

Рис. 7.8: Приготовление раствора известной концентрации с использованием твердого вещества. Чтобы приготовить раствор, сначала добавьте в колбу часть растворителя. Затем взвесьте необходимое количество растворенного вещества и медленно добавьте его к растворителю.После растворения в растворителе объем раствора можно довести до конечного объема раствора. Для показанной мерной колбы это обозначено черной линией на горловине колбы. В данном случае это 500 мл раствора. Мерные колбы бывают разных размеров, чтобы вместить разные объемы раствора. Градуированные цилиндры также можно использовать для точного доведения раствора до конечного объема. Другая стеклянная посуда, включая химические стаканы и колбы Эрленмейера, недостаточно точна для большинства решений.

Пример расчета молярности

Раствор на рисунке 7.8 содержит 10,0 г дигидрата хлорида кобальта (II), CoCl ₂ · 2H ₂ O, в этаноле, достаточном для приготовления ровно 500 мл раствора. Какова молярная концентрация CoCl ₂ · 2H ₂ O?

Дано: масса растворенного вещества и объем раствора

Запрошено: концентрация (M)

Стратегия:

1.Мы знаем, что молярность равна

моль / литр.

2. Чтобы вычислить молярность, нам нужно выразить:

масса в виде родинок
объем в литрах
Подставьте оба в уравнение выше и вычислите

Решение:

Преобразование массы в моль. Мы можем использовать молярную массу для перевода граммов CoCl ₂ · 2H ₂ O в моль.

Молярная масса CoCl ₂ · 2H ₂ O составляет 165.87 г / моль (включая две молекулы воды, поскольку они являются частью структуры кристаллической решетки этого твердого гидрата!)

2. Перевести объем в литры

3. Подставьте значения в уравнение полярности:

7.7.2 Количество частей в решениях

В потребительском и промышленном мире наиболее распространенный метод выражения концентрации основан на количестве растворенного вещества в фиксированном количестве раствора.Упомянутые здесь «количества» могут быть выражены в массе, в объеме или в обоих (т. Е. массой растворенного вещества в данном объеме раствора). Чтобы различать эти возможности, сокращения (m / м), (об / об) и (м / об).

В большинстве прикладных областей химии часто используется мера (m / m), тогда как в клинической химии обычно используется (m / v), где масса выражается в граммах, и объем в мл.

Один из наиболее распространенных способов выражения таких концентраций как « частей на 100 », который мы все знаем как « процентов ».« Cent » — это префикс латинского происхождения, относящийся к числу 100
(L. centum ), например, век или столетие . Он также обозначает 1/100 (от L. centesimus ), как в сантиметре и денежной единице центов . Процентные растворы определяют количество растворенного вещества, которое растворено в количестве раствора, умноженное на 100. Процентные растворы могут быть выражены в единицах массы растворенного вещества на массу раствора (м / м%) или массы растворенного вещества на объем раствора (м / об.%) или объем растворенного вещества на объем раствора (об. / об.%).При создании процентного раствора важно указать, какие единицы измерения используются, чтобы другие также могли правильно принять решение. Также помните, что раствор представляет собой сумму как растворителя, так и растворенного вещества, когда вы выполняете расчет процентов.

Раствор = Раствор + Растворитель

Таким образом, при вычислении процентных решений можно использовать следующее уравнение:

Пример 1:

В качестве примера, раствор этанола в воде с концентрацией 7,0% об. / Об. Должен содержать 7 мл этанола в общем количестве 100 мл раствора.Сколько воды в растворе?

В этой задаче мы знаем, что:

Раствор = Раствор + Растворитель

Таким образом, мы можем ввести значения, а затем найти неизвестное.

100 мл = 7 мл + X мл растворителя (в данном случае вода)

переводя 7 на другую сторону, мы видим, что:

100 мл — 7 мл = 93 мл H ₂ O

Пример 2

Какое (м / об)% раствора, если 24.0 г сахарозы растворяют в общем растворе 243 мл?

Пример 3

Сколько граммов NaCl требуется для приготовления 625 мл 13,5% раствора?

Для более разбавленных растворов используются части на миллион (10 ⁶ ppm) и части на миллиард (10 ⁹; ppb). Эти термины широко используются для обозначения количества следов загрязняющих веществ в окружающей среде.

Одинаковые процентные («части на сотню») единицы, ppm и ppb могут быть определены в единицах массы, объема или смешанных единиц массы-объема.Также существуют единицы ppm и ppb, определяемые по количеству атомов и молекул.

Массовые определения ppm и ppb приведены здесь:

Как ppm, так и ppb являются удобными единицами измерения концентраций загрязняющих веществ и других микропримесей в воде. Концентрации этих загрязнителей обычно очень низкие в очищенных и природных водах, и их уровни не могут превышать относительно низкие пороговые значения концентрации, не вызывая неблагоприятных последствий для здоровья и дикой природы.Например, EPA определило, что максимально безопасный уровень фторид-иона в водопроводной воде составляет 4 ppm. Встроенные фильтры для воды предназначены для снижения концентрации фторида и некоторых других незначительных примесей в водопроводной воде (рис. 7.9).

Рисунок 7.9. (a) В некоторых районах следовые концентрации загрязняющих веществ могут сделать нефильтрованную водопроводную воду небезопасной для питья и приготовления пищи. (б) Встроенные фильтры для воды снижают концентрацию растворенных веществ в водопроводной воде.(кредит А: модификация работы Дженн Дарфи; кредит б: модификация работы «Вастатепаркстафф» / Wikimedia commons

При сообщении о загрязнителях, таких как свинец, в питьевой воде, концентрации ppm и ppb часто указываются в смешанных единицах измерения массы / объема. Это может быть очень полезно, поскольку нам легче думать о воде с точки зрения ее объема, а не массы. Кроме того, плотность воды составляет 1,0 г / мл или 1,0 мг / 0,001 мл, что упрощает преобразование между двумя единицами измерения.Например, если мы обнаружим, что содержание свинца в воде составляет 4 ppm, это будет означать, что есть:

7,74 Эквиваленты

Концентрации ионных растворенных веществ иногда выражаются в единицах, называемых эквивалентами (уравнение). Один эквивалент равен 1 моль положительного или отрицательного заряда. Таким образом, 1 моль / л Na ⁺ (водн.) Также равно 1 экв / л, потому что натрий имеет заряд 1+. Раствор ионов Ca ² ⁺ (водн.) С концентрацией 1 моль / л имеет концентрацию 2 экв / л, потому что кальций имеет заряд 2+.Разбавленные растворы могут быть выражены в миллиэквивалентах (мэкв.) — например, общая концентрация плазмы крови человека составляет около 150 мэкв / л.

В более формальном определении эквивалент — это количество вещества, необходимое для выполнения одного из следующих действий:

реагирует или поставляет один моль ионов водорода (H ⁺) в кислотно-основной реакции
реагирует или поставляет один моль электронов в окислительно-восстановительной реакции.

Согласно этому определению, эквивалент — это количество молей иона в растворе, умноженное на валентность этого иона.Если 1 моль NaCl и 1 моль CaCl ₂ растворяются в растворе, в этом растворе содержится 1 экв. Na, 2 экв. Ca и 3 экв. Cl. (Валентность кальция равна 2, поэтому для этого иона у вас есть 1 моль и 2 эквивалента.)

(Вернуться к началу)

7,8 Разведения

Раствор желаемой концентрации можно также приготовить путем разбавления небольшого объема более концентрированного раствора дополнительным растворителем. Для этой цели часто используется основной раствор, который представляет собой приготовленный раствор известной концентрации.Разбавление основного раствора предпочтительнее при приготовлении растворов с очень слабой концентрацией, потому что альтернативный метод, взвешивание крошечных количеств растворенного вещества, может быть трудным для выполнения с высокой степенью точности. Разбавление также используется для приготовления растворов из веществ, которые продаются в виде концентрированных водных растворов, таких как сильные кислоты.

Раствор желаемой концентрации можно также приготовить путем разбавления небольшого объема более концентрированного раствора дополнительным растворителем.Для этой цели часто используется основной раствор, который представляет собой приготовленный раствор известной концентрации. Разбавление основного раствора предпочтительнее при приготовлении растворов с очень слабой концентрацией, потому что альтернативный метод, взвешивание крошечных количеств растворенного вещества, может быть трудным для выполнения с высокой степенью точности. Разбавление также используется для приготовления растворов из веществ, которые продаются в виде концентрированных водных растворов, таких как сильные кислоты.

Процедура приготовления раствора известной концентрации из основного раствора показана на рисунке 7.10. Это требует расчета желаемого количества растворенного вещества в конечном объеме более разбавленного раствора, а затем расчета объема исходного раствора, который содержит это количество растворенного вещества. Помните, что при разбавлении данного количества исходного раствора растворителем , а не изменяет количество присутствующего растворенного вещества, изменяется только объем раствора. Соотношение между объемом и концентрацией основного раствора и объемом и концентрацией желаемого разбавленного раствора, таким образом, может быть выражено математически как:

Где M _s — концентрация основного раствора, V _s — объем основного раствора, M _d — концентрация разбавленного раствора, а V _d — объем разбавленного раствора. .

Рис. 7.10 Приготовление раствора известной концентрации путем разбавления исходного раствора. (a) Объем ( V _s), содержащий желаемое количество растворенного вещества (M _s), измеряют из исходного раствора известной концентрации. (b) Отмеренный объем исходного раствора переносят во вторую мерную колбу. (c) Измеренный объем во второй колбе затем разбавляется растворителем до объемной отметки [( V _s) (M _s) = ( V _d) (M _d). ].

Пример расчета разбавления

Какой объем 3,00 М исходного раствора глюкозы необходим для приготовления 2500 мл 0,400 М раствора?

Дано: объем и молярность разбавленного раствора и молярность исходного раствора

Запрошено: объем основного раствора

Стратегия и решение:

Для задач разбавления, если вам известны 3 переменные, вы можете решить 4-ю переменную.

Начните с перестановки уравнения, чтобы найти переменную, которую вы хотите найти. В этом случае вы хотите найти объем основного раствора, V _s

2. Затем убедитесь, что одинаковые термины имеют одинаковые единицы измерения. Например, Md и Ms являются концентрациями, поэтому для проведения расчетов они должны быть в одной и той же единице (в этом случае они оба указаны в молярности). Если бы концентрации были разными, скажем, один был дан в молярности, а другой в процентах, или один был в молярности, а другой был в миллимолярности, один из терминов нужно было бы преобразовать, чтобы они совпадали.Таким образом, единицы будут отменены, и в этом случае вы останетесь с единицами громкости.

3. Наконец, заполните уравнение с известными значениями и вычислите окончательный ответ.

Обратите внимание, что если требуется 333 мл исходного раствора, вы также можете рассчитать количество растворителя, необходимое для окончательного разбавления. (Общий объем — объем исходного раствора = объем растворителя, необходимый для окончательного разбавления. В этом случае 2500 мл — 333 мл = 2167 мл воды, необходимой для окончательного разбавления (это следует делать в мерном цилиндре или мерной колбе) .

(Вернуться к началу)

7,9 Концентрации ионов в растворе

До сих пор мы обсуждали концентрацию всего раствора в терминах общего растворенного вещества, деленного на объем раствора. Давайте более подробно рассмотрим, что это означает при рассмотрении ионных и ковалентных соединений. Когда ионные соединения растворяются в растворе, они переходят в ионное состояние.Катионы и анионы связываются с полярными молекулами воды. Напомним, что растворы, содержащие ионы, называются электролитами из-за их способности проводить электричество. Например, дихромат аммония (NH ₄) ₂ Cr ₂ O ₇ представляет собой ионное соединение, которое содержит два иона NH ₄ ⁺ и один ион Cr ₂ O ₇ ²⁻ ионов на формульную единицу. Как и другие ионные соединения, это сильный электролит, который диссоциирует в водном растворе с образованием гидратированных ионов NH ₄ ⁺ и Cr ₂ O ₇ ^2-.Если мы рассмотрим это решение математически, мы увидим, что для каждой молекулы дихромата аммония, которая растворяется, образуются три результирующих иона (два иона NH ₄ ⁺ и один Cr ₂ O ₇ ^2- ион). Это также можно представить в более крупном молярном масштабе. Когда 1 моль (NH ₄) ₂ Cr ₂ O ₇ растворяется, получается 3 моля ионов (1 моль Cr ₂ O ₇ ^2- анионов и 2 моль катионов NH ₄ ⁺) в растворе (рисунок 7.11). Чтобы обсудить взаимосвязь между концентрацией раствора и результирующим количеством ионов, используется термин эквивалентов .

Один эквивалент определяется как количество ионного соединения, которое обеспечивает 1 моль электрического заряда (+ или -). Он рассчитывается путем деления молярности раствора на общий заряд, созданный в растворе.

Рис. 7.11 Растворение 1 моля ионного соединения. Растворение 1 моля формульных единиц дихромата аммония в воде дает 1 моль анионов Cr ₂ O ₇ ^2- и 2 моль катионов NH ₄ ⁺. (Молекулы воды не показаны с молекулярной точки зрения для ясности.)

Когда мы проводим химическую реакцию с использованием раствора соли, такого как дихромат аммония, нам необходимо знать концентрацию каждого иона, присутствующего в растворе. Если раствор содержит 1,43 M (NH ₄) ₂ Cr ₂ O ₇, то концентрация Cr ₂ O ₇ ^2- также должна быть 1.43 M, потому что на формульную единицу приходится один ион Cr ₂ O ₇ ^2-. Однако на формульную единицу приходится два иона NH ₄ ⁺, поэтому концентрация ионов NH ₄ ⁺ составляет 2 × 1,43 M = 2,86 М. Поскольку каждая формульная единица (NH ₄) ₂ Cr ₂ O ₇ при растворении в воде образует три иона (2NH ₄ ⁺ + 1Cr ₂ O ₇ ^2-), общая концентрация ионов в решение 3 × 1.43 M = 4,29 M. Эквивалентное значение (NH ₄) ₂ Cr ₂ O ₇ может быть затем рассчитано путем деления 1,43 M на 4,29 M, что дает 0,333 эквивалента. Таким образом, для (NH ₄) ₂ Cr ₂ O ₇ растворение 0,333 моля соединения даст 1 моль ионов в растворе.

Пример 1

Каковы концентрации всех ионных частиц, полученных из растворенных веществ в этих водных растворах?

0.21 М NaOH
3,7 M (CH ₃) CHOH
0,032 M In (NO ₃) ₃

Дано: молярность

Запрошено: концентрации

Стратегия:

A Классифицируйте каждое соединение как сильный электролит или как неэлектролит.

B Если соединение неэлектролит, его концентрация равна молярности раствора. Если соединение является сильным электролитом, определите количество каждого иона, содержащегося в одной формульной единице.Найдите концентрацию каждого вида, умножив количество каждого иона на молярность раствора.

Решение:

1. 0,21 М NaOH

A Гидроксид натрия — это ионное соединение, которое является сильным электролитом (и сильным основанием) в водном растворе:

B Поскольку каждая формульная единица NaOH производит один ион Na ⁺ и один ион OH ^—, концентрация каждого иона такая же, как концентрация NaOH: [Na ⁺] = 0.21 M и [OH ^—] = 0,21

2. 3,7 M (CH ₃) CHOH

A Формула (CH ₃) ₂ CHOH представляет собой 2-пропанол (изопропиловый спирт) и содержит группу –OH, поэтому это спирт. Напомним из раздела 4.1 «Водные растворы», что спирты — это ковалентные соединения, которые растворяются в воде с образованием растворов нейтральных молекул. Таким образом, спирты не являются электролитами

B Таким образом, единственным растворенным веществом в растворе является (CH ₃) ₂ молекул CHOH, поэтому [(CH ₃) ₂ CHOH] = 3.7 Месяцев

3. 0,032 M дюйм (NO ₃) ₃

A Нитрат индия — это ионное соединение, которое содержит ионы In ³⁺ и ионы NO ₃ ^—, поэтому мы ожидаем, что он будет вести себя как сильный электролит в водном растворе

B Одна формульная единица In (NO ₃) ₃ дает один ион In ³⁺ и три иона NO ₃ ^—, поэтому 0,032 M In (NO ₃) _{3 Раствор} содержит 0.032 M In ³⁺ и 3 × 0,032 M = 0,096 M NO ₃ ^—, то есть [In ³⁺] = 0,032 M и [NO ₃ ^—] = 0,096 M

(Вернуться к началу)

7.10 Внимание к окружающей среде: загрязнение свинцом

История использования свинца в США

В главе 5 вы познакомились с EPA и с тем, как параметры качества воздуха контролируются для определения уровней загрязнения.Одним из шести основных параметров, за которым ведется мониторинг в соответствии с Законом о чистом воздухе, является свинец. Свинец естественным образом встречается в земной коре в очень низких концентрациях, ~ 0,001%, и выглядит как сине-серый металл, который является мягким и плотным. Он широко используется в Соединенных Штатах во многих различных продуктах, включая батареи и смеси металлов, в качестве материала для пайки труб и керамики, хрусталя и других известных коммерческих продуктов. Особенно часто свинец использовался в красках для наружных работ и в качестве добавки к бензину (рис.7.12). Из-за растущих проблем со здоровьем использование свинца во многих продуктах было прекращено и прекращено. Однако загрязнение свинцом почвы, воды и воздуха по-прежнему является проблемой и вызывает повышенный риск для здоровья населения.

Рисунок 7.12 История использования свинца в красках и бензине на протяжении большей части 20-го века. На графике показано, как вначале преобладали краски на основе свинца, после чего последовал бум в транспортировке, что привело к высокому использованию этилированного бензина.Спад после середины 1970-х годов был связан с контролем, введенным EPA для исключения этилированного бензина. Источник: Filippelli и др. (2005) использовано с разрешения.

Национальные стандарты качества окружающего воздуха (NAAQS) для свинца установлены на верхнем пределе 0,15 микрограмм на кубический метр Pb в общем количестве взвешенных частиц в среднем за 3 месяца. Как видно из рисунка 7.13, уровни свинца в атмосфере были очень высокими до середины 1990-х годов, после чего мы наблюдали резкое падение уровней свинца в атмосфере.Этот всплеск содержания свинца в значительной степени связан с выбросами транспортных средств, когда свинец использовался в качестве добавки к бензину. В 1970 году, когда было полностью признано отрицательное воздействие свинца на здоровье, Агентство по охране окружающей среды начало программу сокращения использования свинца в бензине. Полный запрет на использование этилированного бензина вступил в силу в 1996 году.

Рис. 7.13 Уровни содержания свинца в атмосфере с 1980 по 2014 год. (A) Как интерпретировать графики качества воздуха, полученные от EPA. синяя полоса показывает распределение уровней загрязнения воздуха по участкам тренда, отображая средние 80%.Белая линия представляет собой среднее значение по всем сайтам трендов. Девяносто процентов участков имеют концентрации ниже верхней линии, в то время как десять процентов площадок имеют концентрации ниже нижней линии. (B) Максимальный годовой максимальный трехмесячный средний уровень содержания свинца в атмосфере, демонстрирующий снижение уровня загрязнения свинцом на 99% с 1980 по 2017 год. Источник: EPA

Использование тетраэтилсвинца (TEL) было определено General Motors в качестве присадки к топливу, которая увеличивает общее октановое число бензина.Это позволило значительно повысить компрессию двигателя, что привело к увеличению производительности автомобиля и большей экономии топлива.

TEL получают путем реакции хлорэтана с натрием — свинцом сплавом

4 NaPb + 4 CH ₃ CH ₂ Cl → (CH ₃ CH ₂) ₄ Pb + 4 NaCl + 3 Pb

Продукт рекуперируется путем перегонки с водяным паром, оставляя шлам свинца и отходов хлорида натрия.Несмотря на десятилетия исследований, не было обнаружено никаких реакций, улучшающих этот довольно сложный процесс, который включает металлический натрий и превращает только 25% свинца в TEL. ТЕЛ — вязкая бесцветная жидкость. Поскольку TEL является нейтральным по заряду и содержит внешние углеродные группы, он является липофильным (жиролюбивым) и растворяется в бензине.

При сжигании этилированного бензина выделяется не только диоксид углерода и вода, но и свинец.

(CH ₃ CH ₂) ₄ Pb + 13 O ₂ → 8 CO ₂ + 10 H ₂ O + Pb

Образующийся свинец также может окисляться при сгорании с образованием оксида свинца (II)

2 Pb + O ₂ → 2 PbO

Образование Pb и PbO внутри автомобильного двигателя быстро чрезмерно накапливается и вызывает серьезные повреждения двигателя.Таким образом, молекулы, улавливающие свинец, также должны были быть добавлены в бензин для реакции с продуктами свинца, образующимися при сгорании. Обычно для этого процесса использовались 1,2-дибромэтан и 1,2-дихлорэтан. Эти агенты реагируют с побочными продуктами свинца и образуют летучий бромид свинца (II) и хлорид свинца (II), которые затем могут быть выброшены в атмосферу из двигателя.

Повышенные уровни свинца в атмосфере, вызванные использованием автомобилей, сильно коррелировали с повышенными уровнями свинца в крови среди населения.

7.14 Снижение среднего уровня свинца в крови у детей в США и общего количества свинца, использованного в год в бензине в 1974-1992 годах (адаптировано из U.S.EPA 1999).

Биологические эффекты свинца

После того, как свинец попадает в организм, он не выводится из организма. Вместо этого он накапливается в минерализующихся тканях, таких как кости и зубы, или в мягких тканях, таких как печень, почки и мозг. Мозг очень чувствителен. Проведенное в Цинциннати исследование продемонстрировало, что воздействие свинца в детстве вызывает потерю серого вещества в мозге, особенно в лобных областях, участвующих в исполнительной функции и принятии решений (рис.7.15).

Рис. 7.15. Воздействие свинца в детстве уменьшает размер мозга. Мозг взрослых, подвергшихся воздействию свинца в детстве, показывает уменьшенный объем, особенно в префронтальной коре на МРТ. Области потери объема показаны цветом на шаблоне нормального мозга. Источник: Cecil, KM, et al.

Острое воздействие свинца может вызвать отравление свинцом и вызвать боли в животе, запоры, головные боли, раздражительность, проблемы с памятью, неспособность иметь детей и покалывание в руках и ногах.Это вызывает почти 10% умственной отсталости по другой неизвестной причине и может привести к поведенческим проблемам. Некоторые эффекты постоянны. В тяжелых случаях возможны анемия, судороги, кома или смерть.

Воздействие свинца может происходить через загрязненный воздух, воду, пыль, продукты питания или товары широкого потребления что они едят. Воздействие свинца на работе — частая причина отравления свинцом у взрослых людей определенных профессий, которым грозит особый риск.Диагноз обычно ставится путем измерения уровня свинца в крови. Центры по контролю за заболеваниями (США) установили верхний предел содержания свинца в крови для взрослых на уровне 10 мкг / дл (10 мкг / 100 г) и для детей на уровне 5 мкг / дл.

Интересная корреляция: преступность и уровни свинца в крови

Ряд исследований за последнее десятилетие показали сильную корреляцию между уровнем свинца в крови дошкольного возраста и последующим уровнем преступности, особенно насильственных преступлений, произошедших 20 лет спустя (Рисунок 7.16).

Рис. 7.16. Соотношение уровней содержания свинца в крови в дошкольном возрасте и насильственных преступлений, совершенных 23 года спустя.

В начале 1990-х годов убийства и насильственные преступления достигли рекордного уровня, которому не видно конца. Однако к концу 1990-х годов количество насильственных преступлений по стране сократилось на 40%. Было предложено множество гипотез этого быстрого спада, включая увеличение количества заключенных и увеличение количества полицейских.Однако уровни свинца в крови показывают очень сильную корреляцию с частотой насильственных преступлений с запаздыванием примерно в 20 лет. Кроме того, исследования на животных, в том числе на хомяках и кошках, показали, что воздействие свинца увеличивает или усиливает агрессивное поведение. Кроме того, данные, собранные Риком Невином из других стран (Франция, Западная Германия, Италия и Австралия), которые имеют разные уровни тюремного заключения и охраны правопорядка, показывают аналогичные тенденции в насильственных преступлениях с уровнями свинца в крови у детей.Таким образом, есть убедительные доказательства того, что повышенное воздействие свинца в детстве в результате употребления этилированного бензина объясняет, по крайней мере частично, рост уровня насильственных преступлений в 1980-х и начале 1990-х годов в Соединенных Штатах.

Текущие проблемы и опасения

Несмотря на то, что за последние 40-50 лет использование свинца резко сократилось, он все еще может быть обнаружен в повышенных концентрациях в почвах, особенно в городских и промышленных районах.Кроме того, свинец ранее использовался для строительства водопроводных труб, поскольку он прочен и податлив. Свинец больше не используется для строительства труб, но в более старых городах, таких как Флинт, все еще есть свинцовые трубы, а также медные и железные водопроводные трубы, в стыках и соединениях которых использовалась свинцовая пайка. В апреле 2014 года это стало серьезной проблемой для жителей Флинта, штат Мичиган. Город Флинт, штат Мичиган, столкнулся с серьезными финансовыми проблемами и, пытаясь сэкономить деньги, решил построить новый водопровод от озера Гурон для обеспечения питьевой водой этого района.Экономия затрат оценивалась примерно в 10 миллионов долларов в год. Однако на строительство трубопровода потребуется несколько лет. Таким образом, чтобы сразу же сэкономить деньги, город Флинт решил временно переключить городскую воду на реку Флинт на время завершения строительства нового трубопровода. Однако с речной водой может быть труднее справиться из-за более сильных колебаний в остатках стока, и почти сразу жители Флинта, штат Мичиган, начали жаловаться на неприятный запах, неконтролируемую воду, идущую из кранов (рис.7.17).

Рисунок 7.17. Ли-Энн Уолтерс демонстрирует образцы водопроводной воды на публичном собрании в январе 2015 года. Источник: Ladapo, J.A, et. al. (2017).

Анализ воды первоначально показал высокий уровень фекальных колиформных бактерий, из-за чего Флинт, штат Мичиган, выпустил рекомендации по кипячению и увеличил количество хлора, используемого для обработки воды. Это, в свою очередь, увеличило производство тригалометанов. Тригалометаны образуются в результате реакции хлорсодержащих дезинфицирующих средств в воде с присутствующими органическими веществами, такими как те, которые образуются водорослями, присутствующими в реке Флинт.Тригалометаны связаны со многими проблемами со здоровьем, включая проблемы с печенью, почками и легкими, а также создают неприятный запах и привкус воды. Они также опасны при вдыхании, делая душ в горячей загрязненной воде серьезным риском для здоровья.

Таким образом, в попытке уменьшить образование побочных продуктов тригалогенметана, город Флинт начал добавлять в воду больше FeCl ₃, чтобы помочь удалить дополнительные органические материалы из этого источника воды.Однако они не смогли добавить никаких молекул, контролирующих коррозию, таких как ортофосфат. Многие водоочистные сооружения используют низкие концентрации ортофосфатов для взаимодействия со свинцом в трубах и образования нерастворимого фосфата свинца, который не проникает в водопровод (рис. 7.18). Отсутствие контроля над коррозией со стороны города Флинт в сочетании с повышенным количеством FeCl ₃ привело к резкому увеличению количества присутствующих ионов Cl ^—. Результатом было общее увеличение потенциала коррозии, измеряемого по массовому отношению хлорида к сульфату, от 0.45 для системы водоснабжения Детройта до 1,60 для новой системы водоснабжения реки Флинт. Имея такой потенциал коррозии, молекулы кислорода в воде начали окисляться и выделять растворимые формы свинца в водную систему (рис. 7.18). В дополнение к окисленным побочным продуктам свинца выделялись окисленные формы железа, вызывающие большее обесцвечивание воды.

Рис. 7.18. Процесс коррозии во время водного кризиса во Флинте, штат Мичиган.

Чтобы увидеть интерактивную анимацию этого химического процесса, посмотрите это

Видео журнала Scientific American — Коррозионная химия: как свинец попал в питьевую воду Флинта

Из-за протеста общественности и отказа города Флинта принимать меры в связи с плохим качеством воды компания Virgina Tech начала программу тестирования воды и обнаружила чрезвычайно высокие уровни свинца во многих домах во Флинте, штат Мичиган.CDC заявляет, что не существует безопасных уровней свинца, которые можно было бы употреблять, а стандарты EPA ограничивают содержание свинца в питьевой воде до 15 частей на миллиард. Самый высокий образец, зарегистрированный Технологическим институтом штата Вирджиния, составил 13 000 частей на миллиард из образца в доме Ли-Энн Уолтерс (рис. 7.17). Город Флинт вернулся к использованию системы водоснабжения Детройта в октябре 2015 года. Однако риск воздействия свинца на детей, находящихся в этом районе, превышающий установленные CDC предельные уровни в крови, за это время увеличился вдвое (рис. 7.19). Несколько судебных исков, находящихся на рассмотрении, в настоящее время находятся в стадии рассмотрения из-за халатности властей города Флинт и органов, регулирующих качество воды в регионе.

Рисунок 7.19. Сравнение уровней свинца в крови во Флинте, штат Мичиган, до и после переключения на источник воды реки Флинт. Верхняя диаграмма показывает, что качество воды в 1 из 6 домов во Флинте, штат Мичиган, проверено выше пределов безопасности EPA для свинца после перехода на источник воды в реке Флинт. Нижняя панель показывает уровни свинца в крови у детей, регулярно проверяемые на уровни свинца в крови в районе как до, так и после перехода на новый источник воды. Источник: исследование Flint Water Study

Предлагаемое задание: Учителя могут загрузить дискуссионное задание на тему «Экологическая несправедливость и влияние токсичного загрязнения воды во Флинте, штат Мичиган,

».

Flint Water Crisis Environmental Justice Assignment

7.11 Сводка

Чтобы убедиться, что вы понимаете материал этой главы, вам следует проанализировать значения терминов, выделенных жирным шрифтом в следующем резюме, и спросить себя, как они соотносятся с темами в главе.

Раствор представляет собой однородную смесь. Основным компонентом является растворитель , а второстепенным компонентом — растворенное вещество . Решения могут иметь любую фазу; например, сплав представляет собой твердый раствор.Растворенные вещества представляют собой растворимых или нерастворимых , что означает, что они растворяются или не растворяются в конкретном растворителе. Термины смешивающийся и несмешивающийся вместо «растворимый и нерастворимый» используются для жидких растворенных веществ и растворителей. Утверждение « как растворяется как » является полезным руководством для прогнозирования того, будет ли растворенное вещество растворяться в данном растворителе.

Растворение происходит путем сольватации , процесса, в котором частицы растворителя окружают отдельные частицы растворенного вещества, разделяя их с образованием раствора.Для водных растворов используется слово гидратация . Если растворенное вещество является молекулярным, оно растворяется на отдельные молекулы. Если растворенное вещество является ионным, отдельные ионы отделяются друг от друга, образуя раствор, который проводит электричество. Такие растворы называются электролитами . Если диссоциация ионов завершена, раствор представляет собой сильный электролит . Если диссоциация только частичная, раствор представляет собой слабый электролит . Растворы молекул не проводят электричество и называются неэлектролитами .

Количество растворенного вещества в растворе представлено концентрацией раствора. Максимальное количество растворенного вещества, которое будет растворяться в данном количестве растворителя, называется растворимостью растворенного вещества. Таких решений насыщенных . Растворы, у которых количество меньше максимального, — это ненасыщенных . Большинство растворов являются ненасыщенными, и их концентрацию можно указать разными способами. Массовый / массовый процент , объемный / объемный процент и массовый / объемный процент указывают процент растворенного вещества в общем растворе. частей на миллион (ppm) и частей на миллиард (ppb) используются для описания очень малых концентраций растворенного вещества. Молярность , определяемая как количество молей растворенного вещества на литр раствора, является стандартной единицей концентрации в химической лаборатории. Эквиваленты выражают концентрации в молях заряда ионов. Когда раствор разбавляется, мы используем тот факт, что количество растворенного вещества остается постоянным, чтобы можно было определить объем или концентрацию конечного разбавленного раствора.Растворы известной концентрации могут быть приготовлены либо путем растворения известной массы растворенного вещества в растворителе и разбавления до желаемого конечного объема, либо путем разбавления соответствующего объема более концентрированного раствора (маточный раствор ) до желаемого конечного объема.

Ключевые вынос

Концентрации раствора обычно выражаются в виде молярности и могут быть получены путем растворения известной массы растворенного вещества в растворителе или разбавления исходного раствора.

Концептуальные проблемы

Какое из представлений лучше всего соответствует 1 М водному раствору каждого соединения? Обоснуйте свои ответы.
1. NH ₃
2. HF
3. CH ₃ CH ₂ CH ₂ OH
4. Na ₂ SO ₄
Какое из представлений, показанных в задаче 1, лучше всего соответствует 1 М водному раствору каждого соединения? Обоснуйте свои ответы.
1. CH ₃ CO ₂ H
2. NaCl
3. Na ₂ S
4. Na ₃ PO ₄
5. ацетальдегид
Можно ли ожидать, что 1,0 М раствор CaCl ₂ будет лучше проводить электричество, чем 1,0 М раствор NaCl? Почему или почему нет?
Альтернативный способ определения концентрации раствора — моляльность , сокращенно м .Моляльность определяется как количество молей растворенного вещества в 1 кг растворителя . Чем это отличается от молярности? Ожидаете ли вы, что 1 M раствор сахарозы будет более или менее концентрированным, чем 1 m раствор сахарозы ? Поясните свой ответ.
Каковы преимущества использования решений для количественных расчетов?

Ответ

a) Nh4 является слабым основанием, что означает, что некоторые молекулы будут принимать протон от молекул воды, заставляя их диссоциировать на ионы H + и -OH.Ион H + будет ассоциироваться с Nh4 с образованием Nh5 +. Таким образом, это будет больше всего похоже на стакан №2. б) HF — слабая кислота, хотя F сильно электроотрицателен. Это связано с тем, что молекула H-F может образовывать прочные водородные связи с молекулами воды и оставаться в ковалентной связи, которую труднее диссоциировать. Таким образом, стакан № 2 также является хорошим выбором для этой молекулы, так как только часть H-F будет диссоциировать на ионы h4O + и F-. c) CH ₃ CH ₂ CH ₂ OH является ковалентным соединением и не будет диссоциировать в какой-либо заметной степени, поэтому стакан № 3 является правильным выбором.г) Na ₂ SO ₄ — это растворимое ионное соединение, которое полностью диссоциирует на ионы, больше всего напоминающие химический стакан № 1.
Да, потому что когда CaCl ₂ диссоциирует, он образует 3 иона (1 Ca ²⁺ и 2 иона Cl ^—), тогда как NaCl будет диссоциировать только на 2 иона (Na ⁺ и Cl ^—) для каждой молекулы. Таким образом, CaCl ₂ будет генерировать больше ионов на моль, чем 1 моль NaCl, и будет лучше проводить электричество.
Если количество вещества, необходимое для реакции, слишком мало для точного взвешивания, использование раствора вещества, в котором растворенное вещество диспергировано в гораздо большей массе растворителя, позволяет химикам измерить количество вещества. вещество, точнее.

Числовые задачи

Рассчитайте количество граммов растворенного вещества в 1.000 л каждого раствора.
1. 0,2593 M NaBrO ₃
2. 1.592 М КНО ₃
3. 1,559 М уксусная кислота
4. 0,943 M йодат калия
Рассчитайте количество граммов растворенного вещества в 1.000 л каждого раствора.
1. 0,1065 Мбайн ₂
2. 1.135 M Na ₂ SO ₄
3. 1,428 M NH ₄ Br
4. 0,889 М ацетат натрия
Если все растворы содержат одно и то же растворенное вещество, какой раствор содержит большую массу растворенного вещества?
1. 1.40 л 0,334 М раствора или 1,10 л 0,420 М раствора
2. 25,0 мл 0,134 М раствора или 10,0 мл 0,295 М раствора
3. 250 мл 0,489 М раствора или 150 мл 0,769 М раствора

Заполните следующую таблицу для 500 мл раствора.

Соединение	Масса (г)	Родинки	Концентрация (м)
сульфат кальция	4,86
уксусная кислота		3.62
дигидрат йодистого водорода			1,273
бромид бария	3,92
глюкоза			0,983
ацетат натрия		2,42

Какая концентрация каждого вида присутствует в следующих водных растворах?
1. 0,489 моль NiSO ₄ в 600 мл раствора
2. 1.045 моль бромида магния в 500 мл раствора
3. 0,146 моль глюкозы в 800 мл раствора
4. 0,479 моль CeCl ₃ в 700 мл раствора
Какая концентрация каждого вида присутствует в следующих водных растворах?
1. 0,324 моль K ₂ MoO ₄ в 250 мл раствора
2. 0,528 моль формиата калия в 300 мл раствора
3. 0,477 моль KClO ₃ в 900 мл раствора
4. 0.378 моль йодида калия в 750 мл раствора
Какова молярная концентрация каждого раствора?
1. 8,7 г бромида кальция в 250 мл раствора
2. 9,8 г сульфата лития в 300 мл раствора
3. 12,4 г сахарозы (C ₁₂ H ₂₂ O ₁₁) в 750 мл раствора
4. 14,2 г гексагидрата нитрата железа (III) в 300 мл раствора
Какова молярная концентрация каждого раствора?
1. 12.8 г гидросульфата натрия в 400 мл раствора
2. 7,5 г гидрофосфата калия в 250 мл раствора
3. 11,4 г хлорида бария в 350 мл раствора
4. 4,3 г винной кислоты (C ₄ H ₆ O ₆) в 250 мл раствора
Приведите концентрацию каждого реагента в следующих уравнениях, принимая 20,0 г каждого и объем раствора 250 мл для каждого реагента.
1. BaCl ₂ (водн.) + Na ₂ SO ₄ (водн.) →
2. Ca (OH) ₂ (водн.) + H ₃ PO ₄ (водн.) →
3. Al (NO ₃) ₃ (водн.) + H ₂ SO ₄ (водн.) →
4. Pb (NO ₃) ₂ (водн.) + CuSO ₄ (водн.) →
5. Al (CH ₃ CO ₂) ₃ (водн.) + NaOH (водн.) →
На эксперимент потребовалось 200.0 мл 0,330 М раствора Na ₂ CrO ₄. Для приготовления этого раствора использовали исходный раствор Na ₂ CrO ₄, содержащий 20,0% растворенного вещества по массе с плотностью 1,19 г / см ³. Опишите, как приготовить 200,0 мл 0,330 М раствора Na ₂ CrO ₄ с использованием основного раствора.
Гипохлорит кальция [Ca (OCl) ₂] — эффективное дезинфицирующее средство для одежды и постельного белья. Если в растворе концентрация Ca (OCl) ₂ равна 3.4 г на 100 мл раствора, какова молярность гипохлорита?
Фенол (C ₆ H ₅ OH) часто используется в качестве антисептика в жидкостях для полоскания рта и леденцах для горла. Если в жидкости для полоскания рта концентрация фенола составляет 1,5 г на 100 мл раствора, какова молярность фенола?
Если таблетка, содержащая 100 мг кофеина (C ₈ H ₁₀ N ₄ O ₂), растворяется в воде с получением 10,0 унций раствора, какова молярная концентрация кофеина в растворе?
На этикетке определенного лекарства есть инструкция по добавлению 10.0 мл стерильной воды, заявив, что каждый миллилитр полученного раствора будет содержать 0,500 г лекарства. Если пациенту назначена доза 900,0 мг, сколько миллилитров раствора следует ввести?

ответов

а. 39,13 г б. 161,0 г c. 93,57 г г. 201,8 г
а. 1,40 л 0,334 М раствора, б. 25,0 мл 0,134 М раствора, c. 150 мл 0,769 М раствора
а.0.815 М, г. 2.09 М, c. 0.182 М, д. 0,684 M
а. 0.174 М, г. 0.297 М, c. 0,048 М, д. 0,135 М
а. BaCl ₂ = 0,384 M, Na ₂ SO ₄ = 0,563 M, б. Ca (OH) ₂ = 1,08 М, h4PO4 = 0,816 М, c. Al (NO ₃) ₃ = 0,376 M, H ₂ SO ₄ = 0,816 M, d. Pb (NO ₃) ₂ = 0,242 M, CuSO ₄ = 0,501 M, т.е. Al (CH ₃ CO ₂) = 0.392 M, NaOH = 2,00 M
1,74 × 10 ⁻³ M кофеин

(Вернуться к началу)

7.12 Ссылки

Chung (Peter) Chieh (2016) Неорганическая химия. Либретексты . Доступно по адресу: https://chem.libretexts.org/Core/Inorganic_Chemistry/Chemical_Reactions/Chemical_Reactions_1/Solutions
Болл, Д.У., Хилл, Дж. У. и Скотт, Р. Дж. (2016) MAP: Основы общей, органической и биологической химии . Свободные тексты. Доступно по адресу: https://chem.libretexts.org/Textbook_Maps/Introductory_Chemistry_Textbook_Maps/Map%3A_The_Basics_of_GOB_Chemistry_(Ball_et_al.)
Аверилл, Б.А., Элдридж, П. (2012) Принципы химии . Свободные тексты. Доступно по адресу: https://2012books.lardbucket.org/books/principles-of-general-chemistry-v1.0/index.html
Гидрат. (2017, 30 августа).В Википедия, Бесплатная энциклопедия . Получено 16:20, 26 сентября 2017 г., с https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Hydrate&oldid=798015169

Лоуэр, С. (2010). Растворы 1: Растворы и их концентрации. В онлайн-учебнике «Виртуальный учебник Chem1». Доступно по адресу: http://www.chem1.com/acad/webtext/solut/solut-1.html
Мичиганская сеть по охране окружающей среды детей (2013 г.) Здоровье окружающей среды детей в Мичигане.Вики по гигиене окружающей среды. Проверено 6 сентября 2018 г. по адресу: http://wiki.mnceh.org/index.php/Neurotoxicity:_Lead

авторов Википедии. (2018, 5 сентября). Отравление свинцом. В Википедия, Бесплатная энциклопедия . Получено в 02:05, 7 сентября 2018 г., с https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Lead_poisoning&oldid=858177302

Ladapo, J.A., Mohammed, A.K., and Nwosu, V.C. (2017) Загрязнение свинцом во Флинте, Мичиган, США и других городах. Международный журнал экологического и научного образования, 11 (5): 1341-1351.Открытый доступ. Доступно по адресу: www.ijese.net/makale_indir/1899

Концентрации раствора

Все мы качественно представляем, что подразумевается под концентрацией . Любой, кто варил растворимый кофе или лимонад, знает, что слишком много порошка дает сильно ароматный и высококонцентрированный напиток, а слишком маленькое — разбавленный раствор, который трудно отличить от воды. В химии концентрация — это количество растворенного вещества, растворенного в определенном количестве растворителя или раствора.раствора описывает количество растворенного вещества, которое содержится в определенном количестве растворителя или раствора. Знание концентрации растворенных веществ важно для контроля стехиометрии реагентов для реакций, протекающих в растворе. Химики используют множество различных способов определения концентраций, некоторые из которых описаны в этом разделе.

Молярность

Наиболее распространенной единицей концентрации является молярность , что также является наиболее полезным для расчетов, включающих стехиометрию реакций в растворе.Молярность (M) Обычная единица концентрации, которая представляет собой количество молей растворенного вещества, присутствующего точно в 1 л раствора (моль / л). раствора — это количество молей растворенного вещества, присутствующего ровно в 1 л раствора. Молярность — это также количество миллимолей растворенного вещества, присутствующего точно в 1 мл раствора:

Уравнение 4.4

молярность = моль растворимых веществ в растворе = ммоль растворенных веществиллилитров раствора

Таким образом, единицами молярности являются моль на литр раствора (моль / л), сокращенно М.Водный раствор, содержащий 1 моль (342 г) сахарозы в достаточном количестве воды, чтобы получить конечный объем 1,00 л, имеет концентрацию сахарозы 1,00 моль / л или 1,00 М. В химической записи квадратные скобки вокруг названия или формулы растворенное вещество представляет собой концентрацию растворенного вещества. Итак,

[сахароза] = 1,00 М

читается как «концентрация сахарозы 1,00 молярная». Отношения между объемом, молярностью и молями могут быть выражены как

Уравнение 4.5

VLMmol / L = L (molL) = моль

или

Уравнение 4.6

VmLMммоль / мл = мл (ммольмл) = ммоль

Пример 2 иллюстрирует использование уравнения 4.5 и уравнения 4.6.

Пример 2

Рассчитайте количество молей гидроксида натрия (NaOH) в 2,50 л 0,100 M NaOH.

Дано: идентичность растворенного вещества, а также объем и молярность раствора

Запрошено: количество растворенного вещества в молях

Стратегия:

Используйте уравнение 4.5 или уравнение 4.6, в зависимости от единиц, указанных в задаче.

Решение:

Поскольку нам задают объем раствора в литрах и спрашивают количество молей вещества, уравнение 4.5 более полезно:

моль NaOH = VL Ммоль / л = (2,50 л) (0,100 моль л) = 0,250 моль NaOH

Упражнение

Вычислите количество миллимолей аланина, биологически важной молекулы, в 27.2 мл 1,53 М аланина.

Ответ: 41,6 ммоль

Концентрации часто указываются в зависимости от массы к массе (м / м) или по отношению к массе к объему (м / об), особенно в клинических лабораториях и инженерных приложениях. Концентрация, выраженная на основе м / м, равна количеству граммов растворенного вещества на грамм раствора; Концентрация на основе м / об — это количество граммов растворенного вещества на миллилитр раствора. Каждое измерение можно выразить в процентах, умножив соотношение на 100; результат выражается в процентах по массе или в процентах по массе.Концентрации очень разбавленных растворов часто выражаются в частей на миллион ( частей на миллион ), что составляет граммы растворенного вещества на 10 ⁶ г раствора, или в частей на миллиард ( частей на миллиард ), что составляет граммов растворенного вещества на 10 ⁹ г раствора. Для водных растворов при 20 ° C 1 ppm соответствует 1 мкг на миллилитр, а 1 ppb соответствует 1 нг на миллилитр. Эти концентрации и их единицы сведены в Таблицу 4.1 «Общие единицы концентрации».

Таблица 4.1 Общие единицы концентрации

Концентрация	Единицы
м / м	г растворенного вещества / г раствора
м / об	г растворенного вещества / мл раствора
частей на миллион	г растворенного вещества / 10 ⁶ г раствора
частей на миллион	мкг / мл
частей на миллиард	г растворенного вещества / 10 ⁹ г раствора
частей на миллиард	нг / мл

Подготовка решений

Чтобы приготовить раствор, который содержит определенную концентрацию вещества, необходимо растворить желаемое количество молей растворенного вещества в достаточном количестве растворителя, чтобы получить желаемый конечный объем раствора.Рисунок 4.6 «Приготовление раствора известной концентрации с использованием твердого вещества» иллюстрирует эту процедуру для раствора дигидрата хлорида кобальта (II) в этаноле. Обратите внимание, что объем растворителя не указан. Поскольку растворенное вещество занимает пространство в растворе, необходимый объем растворителя почти всегда на меньше , чем желаемый объем раствора. Например, если желаемый объем был 1,00 л, было бы неправильно добавлять 1,00 л воды к 342 г сахарозы, потому что это приведет к получению более 1 л воды.00 л раствора. Как показано на Рисунке 4.7 «Приготовление 250 мл раствора (NH», для некоторых веществ этот эффект может быть значительным, особенно для концентрированных растворов.

Рис. 4.6 Приготовление раствора известной концентрации с использованием твердого вещества

Рисунок 4.7 Приготовление 250 мл раствора (NH ₄) ₂ Cr ₂ O ₇ в воде

Растворенное вещество занимает место в растворе, поэтому для приготовления 250 мл раствора требуется менее 250 мл воды.

Пример 3

Раствор на Рисунке 4.6 «Приготовление раствора известной концентрации с использованием твердого вещества» содержит 10,0 г дигидрата хлорида кобальта (II), CoCl ₂ · 2H ₂ O, в этаноле, достаточном для получения ровно 500 мл решение. Какова молярная концентрация CoCl ₂ · 2H ₂ O?

Дано: масса растворенного вещества и объем раствора

Запрошено: концентрация (M)

Стратегия:

Чтобы найти количество молей CoCl ₂ · 2H ₂ O, разделите массу соединения на его молярную массу.Рассчитайте молярность раствора, разделив количество молей растворенного вещества на объем раствора в литрах.

Решение:

Молярная масса CoCl ₂ · 2H ₂ O составляет 165,87 г / моль. Следовательно,

моль CoCl2 • 2h3O = (10,0 г 165,87 г / моль) = 0,0603 моль

Объем раствора в литрах

объем = 500 мл (1 л, 1000 мл) = 0.500 л

Молярность — это количество молей растворенного вещества на литр раствора, поэтому молярность раствора составляет

молярность = 0,0603 моль 0,500 L = 0,121 M = CoCl2 • h3O

Упражнение

Раствор, показанный на Рисунке 4.7 «Приготовление 250 мл раствора (NH», содержит 90,0 г (NH ₄) ₂ Cr ₂ O ₇ в достаточном количестве воды, чтобы получить конечный объем точно 250 мл. Какова молярная концентрация дихромата аммония?

Ответ: (NH ₄) ₂ Cr ₂ O ₇ = 1.43 млн

Чтобы приготовить определенный объем раствора, который содержит указанную концентрацию растворенного вещества, нам сначала нужно рассчитать количество молей растворенного вещества в желаемом объеме раствора, используя соотношение, показанное в уравнении 4.5. Затем мы переводим количество молей растворенного вещества в соответствующую массу необходимого растворенного вещества. Эта процедура проиллюстрирована в Примере 4.

Пример 4

Так называемый раствор D5W, используемый для внутривенного замещения биологических жидкостей, содержит 0.310 М. глюкозы. (D5W представляет собой примерно 5% раствор декстрозы [медицинское название глюкозы] в воде.) Рассчитайте массу глюкозы, необходимую для приготовления пакета D5W объемом 500 мл. Глюкоза имеет молярную массу 180,16 г / моль.

Дано: молярность, объем и молярная масса растворенного вещества

Запрошено: Масса растворенного вещества

Стратегия:

A Рассчитайте количество молей глюкозы в указанном объеме раствора, умножив объем раствора на его молярность.

B Получите необходимую массу глюкозы, умножив количество молей соединения на его молярную массу.

Решение:

A Сначала мы должны вычислить количество молей глюкозы, содержащихся в 500 мл 0,310 М раствора:

VLMмоль / л = моль 500 мл (1 л 1000 мл) (0,310 моль глюкозы1 л) = 0,155 моль глюкозы

B Затем мы переводим количество молей глюкозы в требуемую массу глюкозы:

масса глюкозы = 0.155 моль глюкозы (180,16 г глюкозы1 моль глюкозы) = 27,9 г глюкозы

Упражнение

Другой раствор, обычно используемый для внутривенных инъекций, — это физиологический раствор, 0,16 М раствор хлорида натрия в воде. Рассчитайте массу хлорида натрия, необходимую для приготовления 250 мл физиологического раствора.

Ответ: 2,3 г NaCl

Раствор желаемой концентрации можно также приготовить путем разбавления небольшого объема более концентрированного раствора дополнительным растворителем.Стандартный раствор Для этой цели часто используется коммерчески приготовленный раствор известной концентрации, который представляет собой коммерчески приготовленный раствор известной концентрации. Разбавление исходного раствора является предпочтительным, поскольку альтернативный метод взвешивания крошечных количеств растворенного вещества трудно осуществить с высокой степенью точности. Разбавление также используется для приготовления растворов из веществ, которые продаются в виде концентрированных водных растворов, таких как сильные кислоты.

Процедура приготовления раствора известной концентрации из основного раствора показана на рисунке 4.8 «Приготовление раствора известной концентрации путем разбавления исходного раствора». Это требует расчета желаемого количества молей растворенного вещества в конечном объеме более разбавленного раствора, а затем расчета объема исходного раствора, который содержит это количество растворенного вещества. Помните, что разбавление данного количества исходного раствора растворителем не приводит к изменению числа , а не количества молей присутствующего растворенного вещества. Таким образом, соотношение между объемом и концентрацией основного раствора и объемом и концентрацией желаемого разбавленного раствора составляет

Уравнение 4.7

( В _с) (M _с) = моль растворенного вещества = ( В _d) (M _d)

, где нижние индексы s и d обозначают исходный и разбавленный растворы, соответственно. Пример 5 демонстрирует расчеты, связанные с разбавлением концентрированного исходного раствора.

Рис. 4.8. Приготовление раствора известной концентрации путем разбавления исходного раствора

(a) Объем ( V _s), содержащий желаемые моли растворенного вещества (M _s), измеряют для исходного раствора известной концентрации.(b) Отмеренный объем исходного раствора переносят во вторую мерную колбу. (c) Измеренный объем во второй колбе затем разбавляется растворителем до объемной отметки [( V _s) (M _s) = ( V _d) (M _d). ].

Пример 5

Какой объем 3,00 М исходного раствора глюкозы необходим для приготовления 2500 мл раствора D5W в Примере 4?

Дано: объем и молярность разбавленного раствора

Запрошено: объем основного раствора

Стратегия:

A Рассчитайте количество молей глюкозы, содержащихся в указанном объеме разбавленного раствора, умножив объем раствора на его молярность.

B Чтобы определить необходимый объем исходного раствора, разделите количество молей глюкозы на молярность исходного раствора.

Решение:

A Раствор D5W в Примере 4 содержал 0,310 М глюкозы. Начнем с использования уравнения 4.7 для расчета количества молей глюкозы, содержащихся в 2500 мл раствора:

молей глюкозы = 2500 мл (1 л 1000 мл) (0.310 моль глюкозы1 л) = 0,775 моль глюкозы

B Теперь мы должны определить объем исходного раствора 3,00 M, который содержит это количество глюкозы:

объем исходного раствора = 0,775 моль глюкозы (1 л 3,00 моль глюкозы) = 0,258 л или 258 мл

При определении необходимого объема исходного раствора мы должны были разделить желаемое количество молей глюкозы на концентрацию исходного раствора, чтобы получить соответствующие единицы.Кроме того, количество молей растворенного вещества в 258 мл исходного раствора такое же, как количество молей в 2500 мл более разбавленного раствора; изменилось только количество растворителя . Полученный нами ответ имеет смысл: разбавление основного раствора примерно в 10 раз увеличивает его объем примерно в 10 раз (258 мл → 2500 мл). Следовательно, концентрация растворенного вещества должна уменьшиться примерно в 10 раз, как это происходит (3,00 M → 0,310 M).

Мы также могли решить эту проблему за один шаг, решив уравнение 4.7 для В _с и подставив соответствующие значения:

Vs = (Vd) (Md) Ms = (2,500 л) (0,310 M) 3,00 M = 0,258 л

Как мы уже отмечали, часто существует несколько правильных способов решения проблемы.

Упражнение

Какой объем 5,0 М маточного раствора NaCl необходим для приготовления 500 мл физиологического раствора (0,16 М NaCl)?

Ответ: 16 мл

Концентрации ионов в растворе

В примере 3 вы вычислили, что концентрация раствора, содержащего 90.00 г дихромата аммония в конечном объеме 250 мл составляет 1,43 М. Давайте более подробно рассмотрим, что это означает. Дихромат аммония представляет собой ионное соединение, которое содержит два иона NH ₄ ⁺ и один ион Cr ₂ O ₇ ^2- на формульную единицу. Как и другие ионные соединения, это сильный электролит, который диссоциирует в водном растворе с образованием гидратированных ионов NH ₄ ⁺ и Cr ₂ O ₇ ^2- ионов:

Уравнение 4.8

(Nh5) 2Cr2O7 (s) → h3O (l) 2Nh5 + (водн.) + Cr2O72– (водн.)

Таким образом, 1 моль единиц формулы дихромата аммония растворяется в воде с образованием 1 моль анионов Cr ₂ O ₇ ^2- и 2 моль катионов NH ₄ ⁺ (см. Рисунок 4.9 «Растворение 1 моль ионного соединения »).

Рис. 4.9 Растворение 1 моля ионного соединения

В этом случае растворение 1 моля (NH ₄) ₂ Cr ₂ O ₇ дает раствор, содержащий 1 моль Cr ₂ O ₇ ^2- ионов и 2 моль ионов NH ₄ ⁺.(Молекулы воды не показаны с молекулярной точки зрения для ясности.)

Когда мы проводим химическую реакцию с использованием раствора соли, такого как дихромат аммония, нам необходимо знать концентрацию каждого иона, присутствующего в растворе. Если раствор содержит 1,43 M (NH ₄) ₂ Cr ₂ O ₇, то концентрация Cr ₂ O ₇ ^2- также должна быть 1,43 M, потому что существует один Cr ₂ O ₇ ^2- ионов на формульную единицу.Однако на формульную единицу приходится два иона NH ₄ ⁺, поэтому концентрация ионов NH ₄ ⁺ составляет 2 × 1,43 M = 2,86 М. Поскольку каждая формульная единица (NH ₄) ₂ Cr ₂ O ₇ при растворении в воде образует три иона (2NH ₄ ⁺ + 1Cr ₂ O ₇ ^2-), общая концентрация ионов в решение 3 × 1,43 M = 4,29 M.

Пример 6

Каковы концентрации всех веществ, полученных из растворенных веществ, в этих водных растворах?

0.21 М NaOH
3,7 M (CH ₃) CHOH
0,032 M In (NO ₃) ₃

Дано: молярность

Запрошено: концентрации

Стратегия:

A Классифицируйте каждое соединение как сильный электролит или как неэлектролит.

B Если соединение неэлектролит, его концентрация равна молярности раствора.Если соединение является сильным электролитом, определите количество каждого иона, содержащегося в одной формульной единице. Найдите концентрацию каждого вида, умножив количество каждого иона на молярность раствора.

Решение:

Гидроксид натрия — это ионное соединение, которое является сильным электролитом (и сильным основанием) в водном растворе:
NaOH (т) → h3O (ж) Na + (водн.) + OH– (водн.)
B Поскольку каждая формульная единица NaOH производит один ион Na ⁺ и один ион OH ^—, концентрация каждого иона такая же, как концентрация NaOH: [Na ⁺] = 0.21 M и [OH ^—] = 0,21 M.
A Формула (CH ₃) ₂ CHOH представляет собой 2-пропанол (изопропиловый спирт) и содержит группу –OH, поэтому это спирт. Напомним из раздела 4.1 «Водные растворы», что спирты — это ковалентные соединения, которые растворяются в воде с образованием растворов нейтральных молекул. Таким образом, спирты не являются электролитами.
B Таким образом, единственным растворенным веществом в растворе является (CH ₃) ₂ молекул CHOH, поэтому [(CH ₃) ₂ CHOH] = 3.7 м.
A Нитрат индия — это ионное соединение, которое содержит ионы In ³⁺ и ионы NO ₃ ^—, поэтому мы ожидаем, что он будет вести себя как сильный электролит в водном растворе:
In (NO3) 3 (s) → h3O (l) In3 + (водн.) + 3NO3– (водн.)
B Одна формульная единица In (NO ₃) ₃ дает один ион In ³⁺ и три иона NO ₃ ^—, так что 0.032 M In (NO ₃) ₃ раствор содержит 0,032 M In ³⁺ и 3 × 0,032 M = 0,096 M NO ₃ ^—, то есть [In ³⁺] = 0,032 M и [NO ₃ ^—] = 0,096 M.

Упражнение

Каковы концентрации всех веществ, полученных из растворенных веществ, в этих водных растворах?

0,0012 M Ba (OH) ₂
0.17 M Na ₂ SO ₄
0,50 M (CH ₃) ₂ CO, широко известный как ацетон

Ответ:

[Ba ²⁺] = 0,0012 М; [OH ^—] = 0,0024 M
[Na ⁺] = 0,34 М; [SO ₄ ²⁻] = 0,17 M
[(CH ₃) ₂ CO] = 0.50 млн.

Ключевые уравнения

определение молярности

Уравнение 4.4: молярность = моль растворенных веществ в растворе = ммоль растворенных миллилитров раствора

соотношение между объемом, молярностью и молями

Уравнение 4.5: VLMmol / L = L (molL) = моль

соотношение между объемом и концентрацией основного и разбавленного растворов

Уравнение 4.7: ( В _с) (M _с) = моль растворенного вещества = ( В _d) (M _d)

Сводка

Концентрация вещества — это количество растворенного вещества, присутствующего в данном количестве раствора. Концентрации обычно выражаются как молярность , количество молей растворенного вещества в 1 л раствора. Растворы известной концентрации могут быть приготовлены либо путем растворения известной массы растворенного вещества в растворителе и разбавления до желаемого конечного объема, либо путем разбавления соответствующего объема более концентрированного раствора (маточный раствор ) до желаемого конечного объема.

Ключевые вынос

Концентрации раствора обычно выражаются в виде молярности и могут быть получены путем растворения известной массы растворенного вещества в растворителе или разбавления исходного раствора.

Концептуальные проблемы

Какое из представлений лучше всего соответствует 1 М водному раствору каждого соединения? Обоснуйте свои ответы.
1. NH ₃
2. HF
3. CH ₃ CH ₂ CH ₂ OH
4. Na ₂ SO ₄
Какое из представлений, показанных в задаче 1, лучше всего соответствует 1 М водному раствору каждого соединения? Обоснуйте свои ответы.
1. CH ₃ CO ₂ H
2. NaCl
3. Na ₂ S
4. Na ₃ PO ₄
5. ацетальдегид
Можно ли ожидать, что 1,0 М раствор CaCl ₂ будет лучше проводить электричество, чем раствор 1.0 М раствор NaCl? Почему или почему нет?
Альтернативный способ определения концентрации раствора — моляльность , сокращенно м . Моляльность определяется как количество молей растворенного вещества в 1 кг растворителя . Чем это отличается от молярности? Ожидаете ли вы, что 1 M раствор сахарозы будет более или менее концентрированным, чем 1 m раствор сахарозы ? Поясните свой ответ.
Каковы преимущества использования решений для количественных расчетов?

Ответ

Если количество вещества, необходимое для реакции, слишком мало для точного взвешивания, использование раствора вещества, в котором растворенное вещество диспергировано в гораздо большей массе растворителя, позволяет химикам измерить количество вещества. вещество, точнее.

Числовые задачи

Рассчитайте количество граммов растворенного вещества в 1.000 л каждого раствора.
1. 0,2593 M NaBrO ₃
2. 1,592 М КНО ₃
3. 1,559 М уксусная кислота
4. 0.943 M йодат калия
Рассчитайте количество граммов растворенного вещества в 1.000 л каждого раствора.
1. 0,1065 Мбайн ₂
2. 1.135 M Na ₂ SO ₄
3. 1,428 M NH ₄ Br
4. 0.889 M ацетат натрия
Если все растворы содержат одно и то же растворенное вещество, какой раствор содержит большую массу растворенного вещества?
1. 1,40 л 0,334 М раствора или 1,10 л 0,420 М раствора
2. 25,0 мл 0,134 М раствора или 10,0 мл 0,295 М раствора
3. 250 мл 0.489 М раствор или 150 мл 0,769 М раствора

Заполните следующую таблицу для 500 мл раствора.

Соединение	Масса (г)	Родинки	Концентрация (м)
сульфат кальция	4.86
уксусная кислота		3,62
дигидрат йодистого водорода			1.273
бромид бария	3,92
глюкоза			0,983
ацетат натрия		2.42

Какая концентрация каждого вида присутствует в следующих водных растворах?
1. 0,489 моль NiSO ₄ в 600 мл раствора
2. 1,045 моль бромида магния в 500 мл раствора
3. 0.146 моль глюкозы в 800 мл раствора
4. 0,479 моль CeCl ₃ в 700 мл раствора
Какая концентрация каждого вида присутствует в следующих водных растворах?
1. 0,324 моль K ₂ MoO ₄ в 250 мл раствора
2. 0.528 моль формиата калия в 300 мл раствора
3. 0,477 моль KClO ₃ в 900 мл раствора
4. 0,378 моль йодида калия в 750 мл раствора
Какова молярная концентрация каждого раствора?
1. 8,7 г бромида кальция в 250 мл раствора
2. 9.8 г сульфата лития в 300 мл раствора
3. 12,4 г сахарозы (C ₁₂ H ₂₂ O ₁₁) в 750 мл раствора
4. 14,2 г гексагидрата нитрата железа (III) в 300 мл раствора
Какова молярная концентрация каждого раствора?
1. 12.8 г гидросульфата натрия в 400 мл раствора
2. 7,5 г гидрофосфата калия в 250 мл раствора
3. 11,4 г хлорида бария в 350 мл раствора
4. 4,3 г винной кислоты (C ₄ H ₆ O ₆) в 250 мл раствора
Приведите концентрацию каждого реагента в следующих уравнениях, принимая 20.0 г каждого и объем раствора 250 мл для каждого реагента.
1. BaCl ₂ (водн.) + Na ₂ SO ₄ (водн.) →
2. Ca (OH) ₂ (водн.) + H ₃ PO ₄ (водн.) →
3. Al (NO ₃) ₃ (водн.) + H ₂ SO ₄ (водн.) →
4. Pb (NO ₃) ₂ (водн.) + CuSO ₄ (водн.) →
5. Al (CH ₃ CO ₂) ₃ (водн.) + NaOH (водн.) →
На эксперимент потребовалось 200.0 мл 0,330 М раствора Na ₂ CrO ₄. Для приготовления этого раствора использовали исходный раствор Na ₂ CrO ₄, содержащий 20,0% растворенного вещества по массе с плотностью 1,19 г / см ³. Опишите, как приготовить 200,0 мл 0,330 М раствора Na ₂ CrO ₄ с использованием основного раствора.
Гипохлорит кальция [Ca (OCl) ₂] — эффективное дезинфицирующее средство для одежды и постельного белья.Если в растворе концентрация Ca (OCl) ₂ составляет 3,4 г на 100 мл раствора, какова молярность гипохлорита?
Фенол (C ₆ H ₅ OH) часто используется в качестве антисептика в жидкостях для полоскания рта и леденцах для горла. Если в жидкости для полоскания рта концентрация фенола составляет 1,5 г на 100 мл раствора, какова молярность фенола?
Если таблетка, содержащая 100 мг кофеина (C ₈ H ₁₀ N ₄ O ₂), растворяется в воде с получением 10.0 унций раствора, какова молярная концентрация кофеина в растворе?
На этикетке с определенным лекарством есть инструкция по добавлению 10,0 мл стерильной воды, в которой говорится, что каждый миллилитр полученного раствора будет содержать 0,500 г лекарства. Если пациенту назначена доза 900,0 мг, сколько миллилитров раствора следует ввести?

ответов

1.74 × 10 ⁻³ M кофеин

Делаем математику — пестициды по охране окружающей среды

Правильное смешивание и применение пестицидов может быть достигнуто путем понимания пропорций, фракций и процентов.

Пропорции и перекрестное умножение:

Если вы понимаете, как выразить вопрос о норме в виде пропорции, у вас будет ключ к большинству расчетов нормы, необходимых для внесения пестицидов.

Пропорция — это соотношение

«A соответствует B, как C соответствует D» или

«1 равно 2, как 4 равно 8» или

Если у вас есть неизвестное значение (N) в вашем соотношении, перемножьте два члена по диагонали друг от друга:

(2 × N) = (1 × 8)

2N = 8

, а затем разделите на число с неизвестным (N), чтобы получить значение N:

N = 4

При использовании пропорций для определения норм внесения пестицидов единицы сверху и снизу одного соотношения должны совпадать с единицами сверху и снизу другого соотношения.

Пример

На этикетке указано, что 2 фунта. гранулированного инсектицида на 1 000 кв. футов

Сколько нужно подавать на площадь 5000 кв. Футов?

Выразите это как пропорцию:

Перекрестное умножение:

1000 x N = 2 x 5000

1,000N = 10,000

Разделите на число с неизвестным (N), чтобы получить значение N:

Пропорции можно использовать при преобразовании между кв.футов и акров.

Пример

Стоимость этикетки 3 унции. пестицидов на 1 000 кв. футов

Сколько пестицидов нужно для обработки 2,5 акров?

Сопоставьте единицы измерения, переведя вашу площадь в квадратные футы:

Выразите это как пропорцию

Перекрестное умножение:

1000 x N = 3 x 108 900

1,000N = 326,700

Разделите, чтобы получить значение N:

Точно так же можно использовать пропорции для преобразования акров в кв.футы

Пример

Норма на этикетке — 3 литра гербицида на акр, сколько нужно для обработки 4 200 квадратных футов?

В качестве первого шага преобразуйте норму этикеток, чтобы она соответствовала единицам квадратных футов

(1 акр = 43 560 кв. Футов)

Перекрестное умножение:

43 560 x N = 3 x 4200

43 560 N = 12 600

В качестве последнего шага конвертируем кварты в унции:

Умножение дробей

Многие типы вычислений, особенно те, которые включают преобразование одной единицы измерения в другую, могут быть выполнены путем умножения дробей или соотношений.При таком подходе к решению проблем вам необходимо нацелить результаты на единицы измерения, которые требуются в вашем ответе, а затем использовать коэффициенты, чтобы отменить единицы, одинаковые сверху и снизу.

Пример

Если за одну минуту из сопла было набрано 67 унций воды, рассчитайте скорость потока в галлонах в минуту. Сначала определите целевые единицы измерения в своем ответе. В данном случае это галлоны в минуту.

Для перевода из унций в галлоны

Унций исключаются, в результате получается галлоны в минуту в окончательном ответе.

Пример

Сколько акров можно обработать из бака для опрыскивания емкостью 300 галлонов, если норма внесения составляет 20 галлонов на акр?

Целевые единицы измерения в ответе — акры / резервуар

галлонов отменены, чтобы дать ответ в акрах на резервуар

Работа с процентами

Многие пестициды, применяемые в качестве точечных обработок, смешиваются с водой в определенном «процентном растворе». Чтобы создать этот раствор, преобразуйте процент концентрата в конечном растворе в десятичную дробь, прежде чем рассчитывать количество концентрата для смешивания с водой.Чтобы преобразовать проценты в десятичные числа, разделите процентное число на 100, чтобы получить десятичное число. Это эквивалентно перемещению десятичной точки на два разряда влево и добавлению нулей по мере необходимости.

Пример

Смешайте 3 галлона 2% раствора пестицидов с водой.

Преобразование 2% в его десятичный эквивалент:
Для определения количества унций пестицида, необходимого на галлон:
Умножьте норму на галлон (0,02) на 128 (унций в 1 галлоне): 0,02 × 128 = 2.6 унций.
Чтобы определить необходимое количество пестицида: Умножьте количество пестицида на галлон на общий объем распыляемой смеси:
Смешайте чуть менее 8 унций пестицида с чуть менее 3 галлонами воды, чтобы получить 2% раствор.
Адъюванты обычно добавляют к смесям пестицидов в зависимости от процентного содержания конечного раствора.

Пример

Сколько адъюванта следует добавить к 400 галлонам гербицидной смеси, если адъювант используется при 0.5-процентная концентрация по объему?

Преобразовать в десятичную форму: 0,5% = 0,005

400 галлонов. × 0,005 = 2 галлона. адъювант

Важное примечание по приготовлению смесей или растворов пестицидов: Пестициды и другие ингредиенты жидкой смеси следует рассматривать как часть общего раствора. Например, если вы хотите приготовить 100 галлонов 10% раствора пестицида в воде, вы должны добавить 10 галлонов концентрата пестицидов на 90 галлонов воды (10% от 100 = 10).Если вы добавите 10 галлонов пестицида в 100 галлонов воды, раствор будет слишком разбавленным.

Преобразование активного ингредиента в коммерческий продукт

Во многих рекомендациях указывается норма внесения в количестве активного ингредиента (а.и.) на акр или 1000 кв. Футов. Затем активный ингредиент должен быть преобразован в фактический продукт. Для сухих составов, таких как смачиваемые порошки, гранулы и дусты, количество а.и. выражается в процентах от веса.BrandX 75WP сообщает, что 75% веса продукта составляют а.и.

В пакете BrandX 75WP весом 50 фунтов будет 37,5 фунтов активного ингредиента (50 × 0,75 = 37,5).

Для жидких составов, таких как эмульгируемые концентраты и текучие, количество активного ингредиента выражается как вес в фунтах а.и. на галлон продукта. BrandZ 4EC будет иметь 4 фунта в год. в каждом галлоне. Эта информация также предоставляется как часть описания ингредиента, например, «этот продукт содержит 4 фунта активного ингредиента на галлон».

В 2,5-галлонном контейнере BrandZ 4EC 10 фунтов. а.и. (2,5 галлона × 4 фунта действующего вещества / галлон = 10 фунтов).

Вам нужно будет использовать правильную формулу для расчета количества продукта, необходимого для обработки вашего участка, по норме, указанной на этикетке. Имейте в виду, что информация на упаковке о сухих и жидких составах означает разные вещи, и что формула, которую вы будете использовать для расчета количества продукта, будет другой.

Состав для сухих рецептур

Пример

Для инсектицида BrandX 75WP рекомендуется наносить его из расчета 1 фунт в год.i./Acre.

Сколько продукта необходимо на акр?

Сколько нужно обрабатывать 16 соток?

Формула для жидких составов

Пример

Для фунгицида BrandZ 4EC рекомендуется применять его из расчета 1 фунт а.и. / акр.

Сколько продукта необходимо на акр?

Сколько нужно обрабатывать 16 соток?

Как рассчитать количество родинок в растворе

Обновлено 1 марта 2020 г.

Розанн Козловски

Рецензент: Лана Бандойм, Б.S.

Для расчета моля в растворе необходимо использовать формулу молярности. Необходим объем раствора и концентрация раствора.

Определение молярности и формула

Молярность — это количество молей растворенного вещества на литр раствора. Растворенное вещество, которое может быть твердым, жидким или газообразным, представляет собой вещество, растворенное в растворителе. Растворитель — это еще одно вещество, способное растворять его в межмолекулярных пространствах. Вместе растворенное вещество и растворитель образуют раствор.

Молярность также считается молярной концентрацией, поскольку она является мерой концентрации раствора. Формула для молярности может быть выражена как:

M — молярность
Мол — моль растворенного вещества
L — литры раствора

Моль: химия и подсчет атомов и молекул

Чтобы полностью понять молярность, понятие крота должно быть понято. Моль (часто сокращенно моль) — это единица измерения.Это определенная сумма. Если бы была куплена дюжина рогаликов, количество, если посчитать, составило бы 12 рогаликов.

Моль, как и слово дюжина, тоже обозначает определенное количество. Однако число, называемое числом Авогадро, очень велико: 6,022 × 10 ²³.

^{Если купить крот рогаликов, они почти заполнили бы внутреннее пространство Земли. Хотя моль чего угодно можно сосчитать, обычно он предназначен для невероятно мелких предметов, таких как атомы и молекулы.}

Концепция молей в растворах

Один моль любого элемента или химического соединения всегда имеет одно и то же число. Один моль водорода будет означать, что имеется 6,022 × 10 ²³ атомов водорода.

Моль хлорида натрия, NaCl, составляет такое же количество, 6,022 × 10 ²³. Но здесь это 6,022 × 10 ²³ молекул. Что касается молярности, считайте, что моль растворенного вещества определяет количество молекул в растворе.

Расчет молей в растворе

Необходимо указать или рассчитать значения концентрации и литров раствора.

Пример задачи : Сахар или сахароза легко растворяются в воде. Сколько молей сахарозы в 0,02 М растворе?

Шаг 1: Определите молярность и литры раствора

В задаче дается молярная концентрация M: 0,02 М. Предполагается, что объем равен 1 л, поскольку определение молярности — моль растворенного вещества на литр раствора. .

Шаг 2: Используйте формулу молярности

Используйте формулу из «Определения молярности и формулы» (выше), чтобы найти моль:

Перегруппировка для решения моль растворенного вещества:

моль = 0.02 моль / л × 1 л = 0,02 моль сахарозы, C ₁₂ H ₂₂ O ₁₁

0,02 моль сахарозы в 0,02 М растворе сахарозы.

Использование числа молей для определения граммов

Обычно вопрос касается граммов растворенного вещества, особенно если вещество необходимо измерить в лабораторных условиях. Если вопрос спрашивает, сколько граммов сахарозы необходимо добавить, чтобы приготовить 0,02 М раствор, можно выполнить следующие дополнительные шаги:

Шаг 3: Найдите молярную массу

В то время как подсчитанное количество моля любого вещества равно 6.022 x 10 ²³, молярная масса этого вещества будет другой. Например, хлорид натрия, NaCl, будет иметь массу, отличную от массы столового сахара, сахарозы, C ₁₂ H ₂₂ O ₁₁.

Каждый элемент имеет разную молярную массу, обычно расположенную под символом в периодической таблице. Например, один моль углерода (C) имеет массу 12,01 г / моль. Молярная масса водорода (H) составляет 1,01 г / моль, а кислорода (O) составляет 16,00 г / моль.

Например, молярная масса сахарозы может быть рассчитана путем сложения молярных масс отдельных элементов:

Сахароза содержит 12 атомов углерода: 12 × 12.01 г / моль = 144,12 г / моль
Сахароза содержит 22 атома водорода: 22 × 1,01 = 22. 22 г / моль
Сахароза содержит 11 атомов кислорода: 11 × 16,00 = 176 г / моль

Добавить все отдельные компоненты сахарозы вместе:

144,12 г / моль + 22,22 г / моль + 176 г / моль = 342,34 г / моль

Молярная масса сахарозы, C ₁₂ H ₂₂ O ₁₁, составляет 342,34 г. / моль

Шаг 4: Найдите граммы растворенного вещества

Используйте количество молей, вычисленное на шаге 2, и молярную массу сахарозы из шага 3, чтобы найти граммы:

0.02 моль C ₁₂ H ₂₂ O ₁₁ × 342,34 г C ₁₂ H ₂₂ O ₁₁/1 моль C ₁₂ H ₂₂ O ₁₁ = 6,85 г C ₁₂ H ₂₂ O ₁₁

Из 6,85 граммов сахарозы, растворенной в воде, получится 0,01 М раствор.

Решение смесей приложений с помощью систем уравнений — элементарная алгебра

Цели обучения

К концу этого раздела вы сможете:

Растворяющие смеси
Рассмотрение заявок на проценты

Прежде чем начать, пройдите тест на готовность.

Умножить
Если вы пропустили эту проблему, просмотрите (рисунок).
Запишите 8,2% в виде десятичной дроби.
Если вы пропустили эту проблему, просмотрите (рисунок).
Счет за обед Эрла составил 32,50 фунтов стерлингов, и он хотел оставить 18% чаевых. Сколько должны быть чаевые?
Если вы пропустили эту проблему, просмотрите (рисунок).

Приложения для растворения смеси

Когда мы ранее решали смешанные приложения с монетами и билетами, мы начали с создания таблицы, чтобы мы могли систематизировать информацию.Для примера монеты с пятаками и десятицентовиками таблица выглядела так:

Использование одной переменной означало, что мы должны были связать количество монет и количество монет. Нам нужно было решить, собираемся ли мы позволить n быть количеством пятаков, а затем записать количество десятицентов как n , или мы позволим d быть числом десятицентовых монет и запишем количество центов. никель в пересчете на д .

Теперь, когда мы знаем, как решать системы уравнений с двумя переменными, допустим, что n — это количество монет, а d — количество монет.Мы напишем одно уравнение на основе столбца общего значения, как мы делали раньше, а другое уравнение будет исходить из столбца чисел.

В первом примере мы решим задачу о билетах, где цены на билеты выражены в целых долларах, поэтому нам пока не нужно использовать десятичные дроби.