home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ Multimedia Chemistry 1 & 2 / Multimedia Chemistry I & II (1996-9-11) [English].img / chem / chapter8.1c < prev    next >
Text File  |  1996-07-26  |  10KB  |  232 lines

  1. à 8.1cèPercentage Concentrations
  2. äèPlease fïd ê percentage concentration ç or amount ç solute for ê followïg
  3. solutions.
  4. âèHow many grams ç MgSO╣ are required ë prepare 500. mL ç
  5. 10% (w/w) MgSO╣, which has a density ç 1.1034 g/mL?èThe volume times 
  6. ê density yields ê mass ç ê required solution.èMultiplyïg by
  7. percentage gives ê required mass.
  8.             è1.1034 g soln.è10 g MgSO╣
  9. ?g MgSO╣ = 500 mL soln. x ────────────── x ─────────── = 55.2 g MgSO╣
  10.             èè1 mL soln.èè100 g soln.
  11. éSèA solution is a homogeneous mixture ç several possible combïa-
  12. tions ç solids, liquids, å gases.èIn general chemistry at ê high
  13. school å ê first year or two ç college level chemistry, we normally 
  14. are concerned with solids or liquids dissolved ï oêr liquids.èIn par-
  15. ticular, we are ïterested ï aqueous (water) solutions.èThe component
  16. ç ê solution that makes up ê majority ç ê solution is called ê 
  17. solvent.èWater is ê solvent ï aqueous solutions.èThe mïor component
  18. ç ê solution is called ê solute.èA solution can contaï several
  19. solutes.
  20.  
  21. When usïg solutions, we need ë know ê strength or concentration ç
  22. ê solute(s) ï ê solution.èThere are various ways ç specifyïg ê
  23. strength.èIn this section, we will look at percentage by mass or
  24. percentage by volume ë ïdicate ê strength.èA German white wïe might
  25. be 7.5% alcohol by volume.èOne hundred milliliters (100 mL) ç ê wïe
  26. contaïs 7.5 mL ç alcohol.èThe hydrogen peroxide solution sold ï a
  27. drugsëre is 3% hydrogen peroxide.èThis solution is 3% hydrogen peroxide
  28. by mass, which means that 100 g ç ê solution contaïs 3 grams ç
  29. hydrogen peroxide.èThe percentage by mass is ïdicated by "% (w/w)".
  30. The defïition is
  31. èèèèèèèèègrams ç solute
  32. % solute (w/w) = ───────────────── x 100.èA 50% (w/w) solution ç sodium
  33. èèèèèèèè grams ç solution
  34. hydroxide contaïs 50 grams ç sodium hydroxide ï 100 grams ç ê 
  35. sodium hydroxide solution.
  36.  
  37. There are two ways ë prepare a solution.èWe can weigh ê appropriate
  38. amount ç solute å ê amount ç ê solvent.èWe can start with a more
  39. concentrated solution å add more solvent ë obtaï a weaker solution.
  40. The second procedure is called a dilution.èHow many grams ç sodium
  41. hydroxide are needed ë prepare 500 g ç a 2% sodium hydroxide solution?
  42. The 2% means that 100 g ç solution contaïs 2 g ç NaOH or movïg ê
  43. decimal two places ë ê left we could say 0.02 g NaOH/g solution.èThe
  44. required mass ç ê sodium hydroxide is
  45. èèè(500 g solution)(0.02 g NaOH/g solution) = 10 g NaOH.
  46. This also means that we would need 490 g ç water ë prepare ê solution.
  47.  
  48. We could also prepare ê 2% solution from ê sëck 50% solution by add-
  49. ïg water.èWe must dilute ê sëck solution.èThe mass ç ê sodium
  50. hydroxide is constant ï ê dilution.èAs ï ê previous example, ê
  51. mass ç ê solution times ê percentage equals ê mass ç ê solute.
  52. The equation for a dilution is 
  53. èèèèèèèèèè┌è massèè ┐èèèèèèèèèèè┌è massèè ┐
  54.  [% concentration 1]│ solution 1 │ = [% concentration 2]│ solution 2 │ 
  55.          èè└èèèèèè┘èèèèèèèèèèè└èèèèèè┘
  56. Substitutïg ïë this equation, we fïd
  57.         è(2% NaOH)(500 g) = (50% NaOH)(X grams)
  58.  
  59.          (2%)(500 g)/(50%) = X grams
  60.  
  61.             èèè20 g = X grams
  62. This shows that we would need 20 grams ç ê 50% NaOH solution å also
  63. 480 g ç water (500 - 20).
  64.  
  65. Problems ïvolvïg % by volume are treated ï ê same manner with ê
  66. followïg difference.èYou would use ê ëtal volume ç ê solution
  67. ïstead ç ê mass ç ê solution.èIf ê problem mixes ê volume å
  68. mass, ên we must know ê density ç ê solution or ê solute depend-
  69. ïg on ê wordïg ç ê question.è For example, how many grams ç pure
  70. acetic acid are needed ë make 750. mL ç a 15.0% (w/w) acetic acid solu-
  71. tion.èThe density ç 15.0% acetic acid is 1.0195 g/mL.èThe poït ë
  72. notice ï this problem is that you are given ê density ç ê solution,
  73. not acetic acid.èThe mass ç ê solution is ê volume times ê dens-
  74. ity.èThe mass ç acetic acid is ê percentage ç acetic acid ï decimal
  75. form times ê mass ç ê solution.
  76.  
  77.             è1.0195 g solnè 0.150 g acetic acid
  78. ?g acetic acid = 750 mL x ───────────── x ───────────────────
  79.             è1 mL solnèèèè1 g soln
  80.  
  81. ?g acetic acid = 115 g acetic acid
  82. We would mix 115 g ç acetic acid with enough water ë make 750 mL ç 
  83. solution.
  84.  1èWhat is ê % by mass ç NaCl ï a solution ç 42 g NaCl å
  85. 228 g water?
  86.  
  87.     A) 16% NaCl        B) 11% NaCl
  88.  
  89.     C) 23% NaCl        D) 35% NaCl
  90. ü The percent by mass ç NaCl ï ê solution is ê mass ç sodium
  91. chlorideèdivided by ê ëtal mass ç ê solution times 100 ë convert
  92. ë percent.
  93.         èèèè42 g NaCl 
  94.     ?% NaCl = ───────────────────── x 100 = 16%èNaCl
  95.         è42 g NaCl + 228 g H╖O
  96. Ç A
  97.  2èWhat is ê % by mass ç ZnCl╖ ï a solution contaïïg 35 g
  98. ZnCl╖ å 140. g H╖O?
  99.  
  100.     A) 4.0% ZnCl╖        B) 5.0% ZnCl╖
  101.  
  102.     C) 20.% ZnCl╖        D) 25% ZnCl╖
  103. ü The percent by mass ç ZnCl╖ ï ê solution is ê mass ç zïc
  104. chlorideèdivided by ê ëtal mass ç ê solution times 100 ë convert
  105. ë percent.
  106.         èèèè35 g ZnCl╖
  107.     ?% ZnCl╖ = ───────────────────── x 100 = 20.%èZnCl╖
  108.         è35 g ZnCl╖ + 140 g H╖O
  109. Ç C 
  110.  3èHow many grams ç concentrated HCl, 37% (w/w) HCl, are needed
  111. ë prepare 500. grams ç a 10% HCl solution?
  112.  
  113.     A) 1850 g        B) 106 g
  114.  
  115.     C) 245 g        D) 135 g
  116. üèWe can tell that this is a dilution, because ê sëck solution 
  117. is more concentrated (37%) than ê fïal solution (10%).èWe use ê
  118. equation
  119. èèèèèèèèèè┌è massèè ┐èèèèèèèèèèè┌è massèè ┐
  120.  [% concentration 1]│ solution 1 │ = [% concentration 2]│ solution 2 │ 
  121.          èè└èèèèèè┘èèèèèèèèèèè└èèèèèè┘
  122.  (37% HCl)(X grams)= (10% HCl)(500. g)
  123.  
  124.     è X grams = 10x500/37 = 135 g ç concentrated HCl are required.
  125. Ç D
  126.  4èHow many grams ç concentrated HCl, 37% (w/w) HCl, do you need
  127. ë prepare 500. mL ç 20.% (w/w) HCl?
  128. The density ç 20% HCl is 1.0980 g/mL
  129.  
  130.     A) 356 g        B) 1016 g
  131.  
  132.     C) 193 g        D) 297 g
  133. üèTo prepare this solution we must dilute ê sëck 37% solution.
  134. We need ë know ê mass ç ê 20% solution ë use with ê mass per-
  135. cent.èThe mass ç ê fïal solution is (500 mL)(1.0980 g/mL) or
  136. 549 g ç solution.èNow we can use ê equation for dilutions:
  137. èèèèèèèèèè┌è massèè ┐èèèèèèèèèèè┌è massèè ┐
  138.  [% concentration 1]│ solution 1 │ = [% concentration 2]│ solution 2 │ 
  139.          èè└èèèèèè┘èèèèèèèèèèè└èèèèèè┘
  140.  
  141.  (37%)(X grams) = (20%)(549 g)
  142.  
  143. èèèèX grams = 20x549/37 = 297 g ç concentrated HCl are required ë
  144. prepare ê 20% solution.
  145. Ç D
  146.  5èHow many grams ç sucrose (table sugar), C╢╖H╖╖O╢╢, 342 g/mol,
  147. are required ë make 25.0 g ç a 30.0% (w/w) sucrose solution?èThe dens-
  148. ity ç a 30.0% sucrose solution is 1.1270 g/mL.
  149.  
  150.     A) 103 g sucrose    B) 7.50 g sucrose
  151.  
  152.     C) 0.243 g sucrose    D) 4.10 g sucrose
  153. üèA lot ç extraneous ïformation was provided ï this question.
  154. The 30.0% (w/w) means 30.0 g ç sucrose ï 100 g ç solution.èWe are 
  155. makïg 25.0 g ç solution.èThe required mass ç sucrose is simply,
  156. ? g sucrose = (25.0 g soln)(0.300g sucrose/1 g soln) = 7.50 g sucrose.
  157. Ç B
  158.  6èHow many mL ç water are needed ë prepare 1.50 L ç a 
  159. 70.% (v/v) isopropyl alcohol solution (rubbïg alcohol)?
  160.  
  161.     A) 1050 mL        B) 200 mL
  162.  
  163.     C) 450 mL        D) 500 mL
  164. üèA 70% (v/v) isopropyl alcohol solution is 30% water by volume.
  165. The ëtal volume ç ê desired solution is 1.50 L or 1500 mL.èThirty
  166. percent ç ê 1500 mL will be water.
  167.     ?mL H╖O = 1500 mL soln. x 0.30 mL H╖O/1 mL soln = 450. mL H╖O
  168. Ç C
  169.  7èHydrogen peroxide is available as a 50% (w/w) solution.èHow 
  170. many grams ç 50% H╖O╖ would you use ë make 400. mL ç 3% (w/w) H╖O╖?
  171. The density ç 3% (w/w) H╖O╖ is 1.00 g/mL.
  172.  
  173.     A) 24 g        B) 267 g
  174.  
  175.     C) 12 g        D) 133 g
  176. üèFirst you must determïe how many grams ç hydrogen peroxide you
  177. need for ê 3% solution.è
  178.  
  179. è ?g H╖O╖ needed = (400 mL)(1.00 g/mL)(0.03 g H╖O╖/g soln.) = 12 g H╖O╖
  180.  
  181. Now you need ë fïd out how many grams ç ê 50% solution will supply
  182. 12 grams ç H╖O╖.è 50% (w/w) H╖O╖èmeans that are 50 g H╖O╖ ï 100 g ç
  183. ê solution.èConversely, we could say that êre are 100 g ç solution 
  184. per 50 g H╖O╖.
  185.         èèèèèèè 100 g 50% H╖O╖ soln.
  186. è ? g 50% H╖O╖è= 12 g H╖O╖ x ──────────────────── = 24 g ç 50% H╖O╖ 
  187.             èèèè50 g H╖O╖
  188. Ç A
  189.  8èHow many mL ç a 50% (v/v) glycerol solution would you use ë
  190. prepare 350. mL ç 15% (v/v) glycerol solution?
  191.  
  192.     A) 81 mL         B) 105 mL
  193.  
  194.     C) 269 mL        D) 1167 mL
  195. üèYou must dilute a 50% solution ï order ë make a 15% solution.
  196. In this situation, ê volume ç ê glycerol is constant.èWe obtaï ê
  197. volume by multiplyïg ê percentage by ê volume ç ê solution.
  198. èèèèèèèèèè┌èvolumeèè┐èèèèèèèèèèè┌èvolumeèè┐
  199.  [% concentration 1]│ solution 1 │ = [% concentration 2]│ solution 2 │ 
  200.          èè└èèèèèè┘èèèèèèèèèèè└èèèèèè┘
  201. (50%)(V mL) = (15%)(350 mL).èV = 15x350/50 = 105 mL ç ê 50% solution.
  202. Ç B
  203.  9èWhat is ê percentage by mass ç a Cu(NO╕)╖ solution when
  204. 300. g ç a 25% (w/w) Cu(NO╕)╖ is added ë 500. g ç water?
  205.  
  206.     A) 15% (w/w)        B) 3.1% (w/w)
  207.  
  208.     C) 9.4% (w/w)        D) 5.0% (w/w)
  209. üèThe percentage by mass if ê mass ç ê Cu(NO╕)╖ ï 100 grams
  210. ç ê solution.èYou can calculate ê mass ç Cu(NO╕)╖ ï ê 300. g
  211. ç ê 25% solution by multiplication.
  212. è?g Cu(NO╕)╖ = (300. g soln)(25 g Cu(NO╕)╖/100 g soln) = 75 g Cu(NO╕)╖
  213. The ëtal mass ç ê fïal solution is 300 g + 500 g = 800 g.
  214. The % by mass equals (75 g Cu(NO╕)╖/800. g) x 100 = 9.4% (w/w)
  215. Ç C
  216.  10èAn isoënic salïe solution for ïtravenous ïjection is
  217. 0.9% (w/w) NaCl.èHow many grams ç NaCl are required ë prepare 20.0 L
  218. ç this solution?èThe density ç 0.9% NaCl is 1.0046 g/mL at 20°C.
  219. (Assume that ê 0.9% has an ïfïite number ç significant figures.)
  220.  
  221. èA) 181 g NaClèè B) 105 g NaClèè C) 30.9 g NaClèè D) 64.9 g NaCl
  222. üèUsïg ê density ç ê solution, we can fïd ê mass ç 20.0 
  223. liters ç ê solution.èFrom ê solution mass we can determïe ê
  224. required mass ç sodium chloride.
  225.         èèèè 1000 mlè 1.0046 gè 0.9 g NaCl
  226. ?g NaCl = 20.0 L soln. x ─────── x ──────── x ────────── = 181 g NaCl
  227.         èèèèè1 Lèèè 1 mlèè 100 g soln.
  228. Ç A
  229.  
  230.  
  231.  
  232.