十字交叉法可用于溶液濃度的計(jì)算,例如溶液的稀釋、濃縮或混合等計(jì)算題。使用此法,使解題過程簡(jiǎn)便、快速、正確。下面通過例題介紹十字交叉法的原理。
同一物質(zhì)的甲、乙兩溶液的百分比濃度分別為a%、b%(a%>b%),現(xiàn)用這兩種溶液配制百分比濃度為c%的溶液。問取這兩種溶液的質(zhì)量比應(yīng)是多少?
同一物質(zhì)的溶液,配制前后溶質(zhì)的質(zhì)量相等,利用這一原理可列式求解。
設(shè)甲、乙兩溶液各取m1、m2克,兩溶液混合后的溶液質(zhì)量是(m1+m2)。列式m1a%+m2b%=(m1+m2)c%把此式整理得:m1m2=c-ba-c,m1m2就是所取甲、乙兩溶液的質(zhì)量比。
為了便于記憶和運(yùn)算,若用c濃代替a,c稀代替b,c混代替c,m濃代替m1,m稀代替m2,把上式寫成十字交叉法的一般形式,圖示如下:
圖示中m濃m稀就是所求的甲、乙兩溶液的質(zhì)量比。
這種運(yùn)算方法,叫十字交叉法。在運(yùn)用十字交叉法進(jìn)行計(jì)算時(shí)要注意,斜找差數(shù),橫看結(jié)果。
十字交叉法的應(yīng)用
1.有關(guān)混合溶液的計(jì)算例1.現(xiàn)有20%和5%的兩種鹽酸溶液,若要配制600克15%的鹽酸溶液,各需20%和5%的鹽酸溶液多少克?
分析與解:本題是用兩種已知濃度的溶液來配制所需濃度的溶液,看似是求溶液的質(zhì)量,實(shí)質(zhì)是先求出兩種濃度溶液的質(zhì)量比,然后問題就迎刃而解。用十字交叉法
由圖示可知,20%鹽酸溶液與5%鹽酸溶液的質(zhì)量比應(yīng)為2∶1
∴20%鹽酸溶液的質(zhì)量600ⅹ23=400克
5%鹽酸溶液的質(zhì)量600ⅹ13=200克2.有關(guān)改變?nèi)軇┵|(zhì)量的溶液濃度的計(jì)算
例2.把20%的氯化鈉溶液100克,加水稀釋成濃度為4%的溶液,問需加水多少克?
分析與解:本題是用水稀釋改變?nèi)芤簼舛鹊挠?jì)算題,將水視為濃度為0%的溶液。用十字交叉法由圖示可知,20%氯化鈉溶液與加入水的質(zhì)量比應(yīng)為m
濃∶m水=4∶16=1∶4∴需加水的質(zhì)量4ⅹ100=400克例3.現(xiàn)有200克濃度為10%的硝酸鉀溶液,若要使其濃度變?yōu)?0%,則需蒸發(fā)掉多少克水?
分析與解:本題是蒸發(fā)水改變?nèi)芤簼舛鹊挠?jì)算題,將水視為濃度為0%的溶液。用十字交叉法由圖示可知,10%的硝酸鉀溶液與蒸發(fā)水的質(zhì)量比應(yīng)為m濃m水
=-3015=-21(負(fù)號(hào)表示蒸發(fā)即減少的含義)
∴蒸發(fā)水的質(zhì)量200ⅹ12=100克3.有關(guān)增加溶質(zhì)的溶液濃度的計(jì)算
例4.現(xiàn)有200克濃度為10%的硝酸鉀溶液,若要使其濃度變?yōu)?0%,則需再溶解硝酸鉀多少克?
分析與解:本題是增加溶質(zhì)濃度翻倍的計(jì)算題,對(duì)于水溶液純?nèi)苜|(zhì)的情況,將溶質(zhì)的濃度視為100%。用十字交叉法
由圖示可知,增加溶質(zhì)與10%的硝酸鉀溶液的質(zhì)量比應(yīng)為1∶8
∴需再溶解硝酸鉀的質(zhì)量200ⅹ18=25克練一練:
試用兩種方法,將100克濃度為10%的硝酸鈉溶液,使其濃度變?yōu)?0%。
。ㄓ檬纸徊娣ㄓ(jì)算)
參考答案:方法一增加溶質(zhì)12.5克方法二蒸發(fā)溶劑50克