Výpočet koncentrácií pomocou jednotiek a riedení

Výpočet sústredenie chemikálie Riešenie je základná zručnosť, ktorú musia všetci študenti chémie rozvíjať na začiatku svojho štúdia. Čo je koncentrácia? Koncentrácia sa vzťahuje na množstvo solu ktorý sa rozpustí v a solventný. Za normálnych okolností považujeme solut ako tuhú látku, ktorá sa pridáva do rozpúšťadla (napr. Pridaním kuchynskej soli do vody), ale solut by mohol ľahko existovať v inej fáze. Napríklad, ak pridáme malé množstvo etanolu do vody, potom je etanol rozpustenou látkou a voda je rozpúšťadlom. Ak pridáme menšie množstvo vody do väčšieho množstva etanolu, potom by mohla byť voda rozpustenou látkou!

Po identifikácii rozpustenej látky a rozpúšťadla v roztoku ste pripravení určiť jeho koncentráciu. Koncentrácia sa môže vyjadriť niekoľkými rôznymi spôsobmi hmotnostné zloženie, objemové percento, molárny zlomok, molarita, molaritaalebo normálnosť.

1. Percentuálne hmotnostné zloženie (%)Toto je hmotnosť rozpustenej látky vydelená hmotnosťou roztoku (hmotnosť rozpustenej látky plus hmotnosť rozpúšťadla) vynásobená 100.
   instagram viewer
   
   Príklad:
   Určite percentuálne zloženie 100 g soľného roztoku, ktorý obsahuje 20 g soli.
   Riešenie:
   20 g NaCl / 100 g roztoku x 100 = 20% roztok NaCl
2. Percento objemu (% v / v) Pri príprave roztokov tekutín sa najčastejšie používa objemové percento alebo objemové percento. Percento objemu je definované ako:
   v / v% = [(objem rozpustenej látky) / (objem roztoku)] x 100%
   Pamätajte, že objemové percento je relatívne k objemu roztoku, nie k objemu solventný. Napríklad víno je asi 12% obj./obj. Etanolu. To znamená, že na každých 100 ml vína je 12 ml etanolu. Je dôležité si uvedomiť, že objemy kvapaliny a plynu nie sú nevyhnutne aditívne. Ak zmiešate 12 ml etanolu a 100 ml vína, dostanete menej ako 112 ml roztoku.
   Ako ďalší príklad, 70% obj./obj. Alkohol sa môže pripraviť odobratím 700 ml izopropylalkoholu a pridaním dostatočného množstva vody, aby sa získalo 1 000 ml roztoku (ktorý nebude 300 ml).
3. Krtková frakcia (X) Toto je počet mólov zlúčeniny vydelený celkovým počtom mólov všetkých chemických látok v roztoku. Majte na pamäti, že súčet všetkých mólových frakcií v roztoku sa vždy rovná 1.
   Príklad:Aké sú molárne frakcie zložiek roztoku, keď sa 92 g glycerolu zmieša s 90 g vody? (voda s molekulovou hmotnosťou = 18; molekulová hmotnosť glycerolu = 92)
   Riešenie:
   90 g vody = 90 g x 1 mol / 18 g = 5 mol vody
   92 g glycerolu = 92 g x 1 mol / 92 g = 1 mol glycerolu
   celkový mol = 5 + 1 = 6 mol
   X_voda = 5 mol / 6 mol = 0,833
   X _glycerol = 1 mol / 6 mol = 0,167
   Je dobré skontrolovať svoju matematiku tým, že sa uistíte, že krtkové frakcie sú až 1:
   X_voda + x_glycerol = .833 + 0.167 = 1.000
4. Molarita (M) Molarita je pravdepodobne najčastejšie používanou jednotkou koncentrácie. Je to počet mólov rozpustenej látky na liter roztoku (nie nevyhnutne rovnaký ako objem rozpúšťadla!).
   Príklad:
   Čo je molarita roztoku sa vyrobí pridaním vody do 11 g CaCl₂ pripraviť 100 ml roztoku? (Molekulová hmotnosť CaCl₂ = 110)
   Riešenie:
   11 g CaCl₂ / (110 g CaCl₂ / mol CaCl₂) = 0,10 mol CaCl₂
   100 ml x 1 I / 1000 ml = 0,10 1
   molarita = 0,10 mol / 0,10 1
   molarita = 1,0 M
5. Molality (m) molarita je počet mólov rozpustenej látky na kilogram rozpúšťadla. Pretože hustota vody pri 25 ° C je približne 1 kilogram na liter, molalita je pri tejto teplote približne rovnaká ako molarita pre zriedené vodné roztoky. Toto je užitočná aproximácia, ale nezabudnite, že je to iba aproximácia a neuplatňuje sa, keď je roztok pri inej teplote, nie je zriedený alebo používa iné rozpúšťadlo ako vodu.
   Príklad:Aká je molalita roztoku 10 g NaOH v 500 g vody? (Molekulová hmotnosť NaOH je 40)
   Riešenie:
   10 g NaOH / (40 g NaOH / 1 mol NaOH) = 0,25 mol NaOH
   500 g vody x 1 kg / 1000 g = 0,50 kg vody
   molality = 0,25 mol / 0,50 kg
   molalita = 0,05 M / kg
   molality = 0,50 m
6. Normálnosť (N) normálnosť sa rovná ekvivalentná hmotnosť gramu rozpustenej látky na liter roztoku. Gramatická ekvivalentná hmotnosť alebo ekvivalent je miera reaktívnej kapacity danej molekuly. Normálnosť je jediná jednotka koncentrácie, ktorá závisí od reakcie.
   Príklad:
   1 M kyselina sírová (H₂SO₄) je 2N pre kyslé bázické reakcie, pretože každý mól kyseliny sírovej poskytuje 2 móly H⁺ ióny. Na druhej strane 1 M kyselina sírová je 1 N na zrážanie síranom, pretože 1 mól kyseliny sírovej poskytuje 1 mól síranových iónov.
7. Gramy na liter (g / l)
   Toto je jednoduchý spôsob prípravy roztoku založený na gramoch rozpustenej látky na liter roztoku.
8. Formalita (F)
   Formálne riešenie sa vyjadruje v jednotkách hmotnosti formulácie na liter roztoku.
9. Časti na milión (ppm) a Časti na milión (ppb)Pokiaľ ide o extrémne zriedené roztoky, tieto jednotky vyjadrujú pomer častí rozpustenej látky na 1 milión dielov roztoku alebo 1 miliardu dielov roztoku.
   Príklad:
   Vzorka vody obsahuje 2 ppm olova. To znamená, že za každý milión častí sú dve z nich olovo. Takže v jednej gramovej vzorke vody by boli olovené dve milióniny gramu. Pri vodných roztokoch sa predpokladá hustota vody pre tieto jednotky koncentrácie 1,00 g / ml.

vy zrieďte roztok vždy, keď do roztoku pridáte rozpúšťadlo. Pridanie rozpúšťadla vedie k roztoku s nižšou koncentráciou. Pomocou tejto rovnice môžete vypočítať koncentráciu roztoku po zriedení:

M_jaV_ja = M_FV_F

kde M je molarita, V je objem a indexy i a f sa vzťahujú na počiatočné a konečné hodnoty.

Príklad:
Koľko mililitrov 5,5 M NaOH je potrebných na prípravu 300 ml 1,2 M NaOH?

Riešenie:
5,5 M x V₁ = 1,2 M x 0,3 1
V₁ = 1,2 M x 0,3 l / 5,5 M
V₁ = 0,065 1
V₁ = 65 ml

Takže na prípravu 1,2 M roztoku NaOH nalejte do nádoby 65 ml 5,5 M NaOH a pridajte vodu, aby ste získali konečný objem 300 ml