Задание 11
тема 8 из 13

Смеси, сплавы и растворы

Концентрация — это доля чистого вещества в смеси, выраженная в процентах. Когда смеси сливают, складываются их массы и массы вещества, а концентрации не складываются. Уравнение почти всегда составляют по массе чистого вещества.

Реже в задании11На карте навыков

Считайте чистое вещество

В смеси массой mm с концентрацией p%p\% чистого вещества m⋅p100m \cdot \frac{p}{100} (процент от числа). Концентрация смеси равна масса веществамасса смеси⋅100%\frac{\text{масса вещества}}{\text{масса смеси}} \cdot 100\%.

  • Для каждой части запишите массу смеси, концентрацию и массу вещества. Удобна таблица с тремя столбцами.
  • При смешивании сложите массы смесей и массы вещества. Проценты не складывают.
  • Составьте уравнение по массе вещества.
  • Проверьте: концентрация смеси лежит между концентрациями частей и ближе к той части, которой больше.

Сливаем два раствора

вещество=масса⋅p100\text{вещество} = \text{масса} \cdot \frac{p}{100}
10 кг, 30 %вещество 3 кг+20 кг, 15 %вещество 3 кг=30 кг, 20 %вещество 6 кг
0,3⋅10+0,15⋅20=3+3=6 кг0{,}3 \cdot 10 + 0{,}15 \cdot 20 = 3 + 3 = 6 \text{ кг}
10+20=30 кг10 + 20 = 30 \text{ кг}
630⋅100%=20%\frac{6}{30} \cdot 100\% = 20\%
Вещества стало 66 кг из 3030 кг: концентрация 20%20\%. Она ближе к 15%15\%: этого раствора больше.
Высота сосуда — масса раствора, тёмная часть — чистое вещество. В смеси оба слоя вещества лежат вместе. При p2=0p_2 = 0 второй сосуд — вода.

Добавили воду

Вода — раствор с концентрацией 0%0\%. Вещества столько же, а масса раствора больше на массу воды. Найдите массу вещества в старом растворе и разделите её на новую массу раствора.

Пример

В сосуд, где было 10 л 24%24\%-го раствора, добавили 5 л воды. Найдите концентрацию нового раствора в процентах.

  1. 1.Вещества: 10⋅0,24=2,410 \cdot 0{,}24 = 2{,}4 л.
  2. 2.Масса нового раствора: 10+5=1510 + 5 = 15 л.
  3. 3.2,415⋅100%=16%\frac{2{,}4}{15} \cdot 100\% = 16\%.

Ответ: 1616

Равные массы

Если смешали равные массы, концентрация смеси — среднее арифметическое концентраций. При разных массах так считать нельзя: считайте вещество.

Пример

Смешали некоторое количество 12%12\%-го раствора с таким же количеством 14%14\%-го. Найдите концентрацию смеси в процентах.

  1. 1.Пусть каждого раствора по mm кг. Вещества 0,12m+0,14m=0,26m0{,}12m + 0{,}14m = 0{,}26m на 2m2m кг смеси.
  2. 2.0,26m2m=0,13\frac{0{,}26m}{2m} = 0{,}13, то есть 13%13\%. Это и есть 12+142\frac{12 + 14}{2}.

Ответ: 1313

Два сплава: известна масса смеси

Массы двух сплавов неизвестны: xx и yy. Нужны два уравнения: сумма масс равна массе третьего сплава, сумма масс вещества равна веществу в третьем сплаве.

Пример

Первый сплав содержит 15%15\% никеля, второй — 35%35\%. Из них получили 140 кг сплава, содержащего 30%30\% никеля. Найдите массу второго сплава в килограммах.

  1. 1.Массы: x+y=140x + y = 140.
  2. 2.Никель: 0,15x+0,35y=0,3⋅140=420{,}15x + 0{,}35y = 0{,}3 \cdot 140 = 42.
  3. 3.Подставьте x=140−yx = 140 - y: 21−0,15y+0,35y=4221 - 0{,}15y + 0{,}35y = 42, 0,2y=210{,}2y = 21, y=105y = 105.

Ответ: 105105

Подстановка и вопрос задачи

Выразите одно неизвестное из уравнения масс и подставьте в уравнение вещества. Найденные xx и yy — ещё не всегда ответ. Вопрос может спрашивать массу третьего сплава, разность масс, килограммы вещества или проценты.

Пример

Первый сплав содержит 10%10\% меди, второй — 35%35\%. Из них получили 150 кг сплава, содержащего 25%25\% меди. На сколько килограммов масса первого сплава меньше массы второго?

  1. 1.x+y=150x + y = 150, 0,1x+0,35y=0,25⋅150=37,50{,}1x + 0{,}35y = 0{,}25 \cdot 150 = 37{,}5.
  2. 2.Подставьте x=150−yx = 150 - y: 15+0,25y=37,515 + 0{,}25y = 37{,}5, y=90y = 90, x=60x = 60.
  3. 3.Вопрос — разность масс: 90−60=3090 - 60 = 30.

Ответ: 3030

Известна разность масс

Если известно, на сколько один сплав тяжелее другого, хватит одной переменной. Массу третьего сплава тоже запишите через неё.

Пример

Первый сплав содержит 40%40\% меди, второй — 25%25\%. Масса первого сплава больше массы второго на 10 кг. Из них получили третий сплав, содержащий 35%35\% меди. Найдите массу третьего сплава в килограммах.

  1. 1.Второй сплав — yy кг, первый — y+10y + 10 кг, третий — 2y+102y + 10 кг.
  2. 2.Медь: 0,4(y+10)+0,25y=0,35(2y+10)0{,}4(y + 10) + 0{,}25y = 0{,}35(2y + 10), то есть 0,65y+4=0,7y+3,50{,}65y + 4 = 0{,}7y + 3{,}5.
  3. 3.0,05y=0,50{,}05y = 0{,}5, y=10y = 10.
  4. 4.Вопрос — масса третьего сплава: 2⋅10+10=302 \cdot 10 + 10 = 30 кг.

Ответ: 3030

Два смешивания — система

Если неизвестны две концентрации, обозначьте их x%x\% и y%y\%. Каждое смешивание даёт уравнение по массе вещества, и вместе они дают систему. При смешивании равных масс уравнение простое: концентрация смеси — среднее концентраций.

Пример

В первом сосуде 30 кг раствора кислоты, во втором — 15 кг. Если слить их вместе, получится раствор с 34%34\% кислоты. Если смешать равные массы этих растворов, получится 46%46\%. Сколько килограммов кислоты в первом сосуде?

  1. 1.Пусть концентрации x%x\% и y%y\%. Слили всё: 30x+15y=34⋅4530x + 15y = 34 \cdot 45, то есть 2x+y=1022x + y = 102.
  2. 2.Равные массы: x+y2=46\frac{x + y}{2} = 46, то есть x+y=92x + y = 92.
  3. 3.Вычтите второе уравнение из первого: x=10x = 10.
  4. 4.Вопрос — килограммы кислоты: 30⋅0,1=330 \cdot 0{,}1 = 3 кг.

Ответ: 33

Вода или ещё один раствор

Если вместо воды добавляют столько же раствора, масса смеси MM не меняется, а вещества становится больше на вещество этого раствора. Концентрация растёт на Δp%\Delta p\%, поэтому M⋅Δp100M \cdot \frac{\Delta p}{100} равно добавке вещества. Из этого равенства найдите MM, затем составьте уравнение по веществу для первой смеси.

Пример

Смешали xx кг 45%45\%-го и yy кг 97%97\%-го раствора кислоты и добавили 10 кг воды: получили 62%62\%. Если бы вместо воды добавили 10 кг 50%50\%-го раствора, получили бы 72%72\%. Сколько килограммов 45%45\%-го раствора использовали?

  1. 1.Масса смеси в обоих случаях одна: M=x+y+10M = x + y + 10.
  2. 2.Во втором случае кислоты больше на 10⋅0,5=510 \cdot 0{,}5 = 5 кг, а концентрация выше на 10%10\%: 0,1M=50{,}1M = 5, M=50M = 50, x+y=40x + y = 40.
  3. 3.Первое смешивание: 0,45x+0,97(40−x)=0,62⋅50=310{,}45x + 0{,}97(40 - x) = 0{,}62 \cdot 50 = 31.
  4. 4.38,8−0,52x=3138{,}8 - 0{,}52x = 31, 0,52x=7,80{,}52x = 7{,}8, x=15x = 15.

Ответ: 1515

Сушка

При сушке уходит только вода, масса сухого вещества не меняется. Уравнение составляют по сухому веществу: его процент — 100%100\% минус процент воды.

Пример

Виноград содержит 82%82\% влаги, а изюм — 19%19\%. Сколько килограммов винограда требуется для получения 42 кг изюма?

  1. 1.Сухого вещества в винограде 18%18\%, в изюме 81%81\%.
  2. 2.В 42 кг изюма сухого вещества 42⋅0,81=34,0242 \cdot 0{,}81 = 34{,}02 кг.
  3. 3.Столько же его в винограде: 0,18x=34,020{,}18x = 34{,}02, x=189x = 189.

Ответ: 189189

Проверьте себя

00

Потренируйте навык

Все задания на этот навык

Решать