مثير للإعجاب

حساب التراكيز مع الوحدات والتخفيفات

حساب التراكيز مع الوحدات والتخفيفات

يعد حساب تركيز محلول كيميائي مهارة أساسية يجب على جميع طلاب الكيمياء تطويرها في وقت مبكر من دراساتهم. ما هو التركيز؟ يشير التركيز إلى مقدار المادة المذابة التي تذوب في المذيب. عادةً ما نفكر في المادة المذابة كمادة صلبة تضاف إلى المذيب (على سبيل المثال ، إضافة ملح الطعام إلى الماء) ، ولكن يمكن أن يوجد المذاب بسهولة في مرحلة أخرى. على سبيل المثال ، إذا أضفنا كمية صغيرة من الإيثانول إلى الماء ، فإن الإيثانول هو المذاب ، والماء هو المذيب. إذا أضفنا كمية أقل من الماء إلى كمية أكبر من الإيثانول ، فإن الماء يمكن أن يكون المذاب!

كيفية حساب وحدات التركيز

بمجرد تحديد المذيب والمذيب في المحلول ، فأنت مستعد لتحديد تركيزه. قد يتم التعبير عن التركيز بعدة طرق مختلفة ، باستخدام تكوين المئة في المئة من الكتلة, حجم المئة, الكسر المولي, المولية, المولاليةأو السواء.

  1. نسبة التكوين بالكتلة (٪)هذه هي كتلة المادة المذابة مقسومة على كتلة المحلول (كتلة المادة الذائبة زائد كتلة المذيب) ، مضروبة في 100.
    مثال:

    تحديد تكوين المئة في كتلة من محلول الملح 100 غرام الذي يحتوي على 20 غراما من الملح.
    حل:

    20 غ من محلول كلوريد الصوديوم / 100 غرام × 100 = محلول كلوريد الصوديوم 20 ٪
  2. نسبة الحجم (٪ ت / ت) يتم استخدام حجم النسبة المئوية أو حجم / حجم النسبة المئوية في الغالب عند إعداد حلول السوائل. يتم تعريف حجم في المئة على النحو التالي:
    الخامس / الخامس ٪ = (حجم المذاب) / (حجم الحل) × 100 ٪
    لاحظ أن حجم الصوت نسبة إلى حجم الحل ، وليس حجم مذيب. على سبيل المثال ، النبيذ حوالي 12 ٪ الخامس / الخامس من الإيثانول. هذا يعني أن هناك 12 مل من الإيثانول لكل 100 مل من النبيذ. من المهم أن ندرك أن أحجام السوائل والغاز ليست مضافة بالضرورة. إذا قمت بخلط 12 مل من الإيثانول و 100 مل من النبيذ ، فستحصل على أقل من 112 مل من المحلول.
    كمثال آخر ، يمكن تحضير 70٪ من كحول الفو في الخامس / الخامس عن طريق تناول 700 مل من كحول الأيزوبروبيل وإضافة كمية كافية من الماء للحصول على 1000 مل من المحلول (والذي لن يكون 300 مل).
  3. كسور الخلد (X) هذا هو عدد مولات المركب مقسومًا على إجمالي عدد مولات جميع الأنواع الكيميائية في المحلول. ضع في اعتبارك أن مجموع جميع كسور الخلد في محلول يساوي دائمًا 1.
    مثال:
    ما هي مكونات الخلد المكونة للمحلول عند خلط 92 غلسرين مع 90 جم ماء؟ (الماء ذو ​​الوزن الجزيئي = 18 ؛ الوزن الجزيئي للجلسرين = 92)
    حل:

    90 جم ماء = 90 جم × 1 مول / 18 جم = 5 مول ماء
    92 غليسرول = 92 جم × 1 مول / 92 جم = 1 مول جلسرين
    مول الكلي = 5 + 1 = 6 مول
    سماء = 5 مول / 6 مول = 0.833
    س الغليسيرول = 1 مول / 6 مول = 0.167
    إنها لفكرة جيدة أن تفحص رياضياتك عن طريق التأكد من أن كسور الخلد تضيف ما يصل إلى 1:
    سماء + سالغليسيرول = .833 + 0.167 = 1.000
  4. المولية (M) مولاريتي ربما وحدة التركيز الأكثر استخدامًا. هو عدد مولات المذاب لكل لتر من المحلول (ليس بالضرورة هو نفس حجم المذيب!).
    مثال:

    ما هو المولي من محلول مصنوع عند إضافة الماء إلى 11 غرام من كلوريد الكالسيوم2 جعل 100 مل من الحل؟ (الوزن الجزيئي لـ CaCl2 = 110)
    حل:

    11 غرام2 / (110 غرام كلوريد الكالسيوم2 / mol CaCl2) = 0.10 مول CaCl2
    100 مل × 1 لتر / 1000 مل = 0.10 لتر
    المولية = 0.10 مول / 0.10 لتر
    المولية = 1.0 م
  5. المولية (م) Molality هو عدد مولات المذاب لكل كيلوغرام من المذيب. نظرًا لأن كثافة الماء عند 25 درجة مئوية تبلغ حوالي 1 كيلوغرام لكل لتر ، فإن المولية تساوي تقريبًا المولية عن المحاليل المائية المخففة في درجة الحرارة هذه. يعد هذا تقريبًا مفيدًا ، ولكن تذكر أنه تقريبًا ولا ينطبق عندما يكون المحلول في درجة حرارة مختلفة ، أو ليس مخففًا ، أو يستخدم مذيبًا بخلاف الماء.
    مثال:
    ما هي محلول محلول 10 غ من هيدروكسيد الصوديوم في 500 غرام من الماء؟ (الوزن الجزيئي لـ NaOH هو 40)
    حل:

    10 غرام هيدروكسيد الصوديوم / (40 غ هيدروكسيد الصوديوم / 1 مول هيدروكسيد الصوديوم) = 0.25 مول هيدروكسيد الصوديوم
    500 جم ماء × 1 كجم / 1000 جم = 0.50 كجم ماء
    molality = 0.25 مول / 0.50 كجم
    molality = 0.05 م / كغ
    molality = 0.50 م
  6. الحياة الطبيعية (N) الحياة الطبيعية تساوي غرام يعادل الوزن من المذاب في لتر من الحل. الوزن المكافئ للجرام أو ما يعادله هو مقياس للقدرة التفاعلية لجزيء معين. الحالة الطبيعية هي وحدة التركيز الوحيدة التي تعتمد على رد الفعل.
    مثال:

    1 م حامض الكبريتيك (H2وبالتالي4) 2 N للتفاعلات الحمضية القاعدية لأن كل مول من حامض الكبريتيك يوفر 2 مول من H+ الأيونات. من ناحية أخرى ، 1 M حامض الكبريتيك هو 1 N لهطول الكبريتات ، لأن 1 مول من حامض الكبريتيك يوفر 1 مول من أيونات الكبريتات.
  7. غرام لكل لتر (جم / لتر)
    هذه طريقة بسيطة لإعداد حل يعتمد على جرام من المذاب لكل لتر من المحلول.
  8. شكلي (واو)
    يتم التعبير عن حل رسمي بخصوص وحدات وزن الصيغة لكل لتر من المحلول.
  9. أجزاء في المليون (جزء في المليون) وأجزاء في المليون (جزء في المليون)عند استخدام هذه المحاليل المخففة للغاية ، تعبر هذه الوحدات عن نسبة أجزاء المذاب في المليون جزء من المحلول أو مليار جزء من المحلول.
    مثال:

    تم العثور على عينة من الماء تحتوي على 2 جزء في المليون من الرصاص. هذا يعني أنه لكل مليون جزء ، اثنان منهم من الرصاص. لذلك ، في عينة غرام واحدة من الماء ، سيكون المليون من الغرام من الرصاص. بالنسبة للمحاليل المائية ، يفترض أن تكون كثافة الماء 1.00 جم / مل بالنسبة لوحدات التركيز هذه.

كيفية حساب التخفيفات

يمكنك تخفيف الحل كلما قمت بإضافة مذيب إلى حل. تؤدي إضافة المذيبات إلى إيجاد محلول تركيز منخفض. يمكنك حساب تركيز المحلول بعد التخفيف عن طريق تطبيق هذه المعادلة:

Mأناالخامسأنا = مFالخامسF

حيث M هي molarity ، V هي وحدة التخزين ، ويشير المشتركان i و f إلى القيم الأولية والنهائية.

مثال:
ما عدد الميليليترات من 5.5 M NaOH اللازمة لإعداد 300 مل من 1.2 M NaOH؟

حل:
5.5 م × الخامس1 = 1.2 م × 0.3 لتر
الخامس1 = 1.2 م × 0.3 لتر / 5.5 م
الخامس1 = 0.065 لتر
الخامس1 = 65 مل

لذلك ، لتحضير محلول NaOH 1.2 M ، قم بصب 65 مل من 5.5 M NaOH في الحاوية الخاصة بك وإضافة الماء للحصول على 300 مل من الحجم النهائي