Birimler ve Seyreltmelerle Konsantrasyonların Hesaplanması

Hesaplanıyor konsantrasyon kimyasalın çözüm tüm kimya öğrencilerinin çalışmalarında erken geliştirmeleri gereken temel bir beceridir. Konsantrasyon nedir? Konsantrasyon miktarı Çözünen içinde çözülmüş çözücü. Normalde bir çözüneni, bir çözücüye eklenen bir katı olarak düşünürüz (örneğin suya sofra tuzu ilave etmek), ancak çözünen madde başka bir fazda kolayca var olabilir. Örneğin, suya az miktarda etanol eklersek, etanol çözünen ve su çözücüdür. Daha fazla miktarda etanole daha az miktarda su eklersek, su çözünen olabilir!

Bir çözeltide çözünen ve çözücüyü belirledikten sonra, konsantrasyonunu belirlemek. Konsantrasyon kullanılarak farklı şekillerde ifade edilebilir. kütlece yüzde bileşim, hacim yüzdesi, mol fraksiyonu, molarity, molaliteveya normallik.

1. Kütle Bazında Yüzde Bileşimi (%)Bu, çözünen maddenin kütlesinin çözeltinin kütlesine (çözünen madde kütlesi artı çözücü madde kütlesi) 100 ile çarpılmasıdır.
   Misal:
   Belirleyin yüzde kompozisyon 20 g tuz içeren 100 g tuz çözeltisinin kütlesi ile.
   instagram viewer
   
   Çözüm:
   20 g NaCl / 100 g çözelti x 100 =% 20 NaCl çözeltisi
2. Hacim Yüzdesi (% v / v) Hacim yüzdesi veya hacim / hacim yüzdesi en sık sıvı çözeltileri hazırlanırken kullanılır. Hacim yüzdesi şu şekilde tanımlanır:
   v / v% = [(çözünen madde hacmi) / (çözelti hacmi)] x% 100
   Hacim yüzdesinin, çözeltinin hacmine değil, çözeltinin hacmine göre olduğuna dikkat edin. çözücü. Örneğin, şarap yaklaşık% 12 h / h etanoldur. Bu, her 100 ml şarap için 12 ml etanol olduğu anlamına gelir. Sıvı ve gaz hacimlerinin mutlaka katkı maddesi olmadığını anlamak önemlidir. 12 ml etanol ve 100 ml şarabı karıştırırsanız, 112 ml'den daha az çözelti elde edersiniz.
   Başka bir örnek olarak,% 70 v / v sürtünme alkolü, 700 ml izopropil alkol alınarak ve 1000 ml çözelti elde etmek için yeterli su ilave edilerek (300 ml olmayacaktır) hazırlanabilir.
3. Köstebek Fraksiyonu (X) Bu, bir bileşiğin mol sayısının, çözeltideki tüm kimyasal türlerin toplam mol sayısına bölünmesidir. Unutmayın, bir çözümdeki tüm mol fraksiyonlarının toplamı her zaman 1'e eşittir.
   Misal:92 g gliserol 90 g su ile karıştırıldığında oluşan çözeltinin bileşenlerinin mol fraksiyonları nelerdir? (moleküler ağırlıklı su = 18; gliserolün moleküler ağırlığı = 92)
   Çözüm:
   90 g su = 90 g x 1 mol / 18 g = 5 mol su
   92 g gliserol = 92 g x 1 mol / 92 g = 1 mol gliserol
   toplam mol = 5 + 1 = 6 mol
   x_Su = 5 mol / 6 mol = 0.833
   x _gliserin = 1 mol / 6 mol = 0.167
   Köstebek kesirlerinin 1'e kadar toplandığından emin olarak matematiğinizi kontrol etmek iyi bir fikirdir:
   x_Su + x_gliserin = .833 + 0.167 = 1.000
4. Molarite (M) Molarite muhtemelen en sık kullanılan konsantrasyon birimidir. Bir litre çözelti başına çözünen mol sayısıdır (mutlaka çözücü hacmiyle aynı değildir!).
   Misal:
   Nedir çözelti molaritesi 11 g CaCl'ye su eklendiğinde yapılır₂ 100 mL çözelti yapmak için? (CaCl'nin moleküler ağırlığı₂ = 110)
   Çözüm:
   11 g CaCl₂ / (110 g CaCl₂ / mol CaCl₂) = 0.10 mol CaCl₂
   100 mL x 1 L / 1000 mL = 0.10 L
   molarite = 0.10 mol / 0.10 L
   molarite = 1,0 M
5. Molalite (m) molalite "Solil", kilogram çözücü başına çözünen mol sayısıdır. 25 ° C'deki suyun yoğunluğu litre başına yaklaşık 1 kilogram olduğundan, molalite, bu sıcaklıktaki seyreltik sulu çözeltiler için yaklaşık molariteye eşittir. Bu yararlı bir yaklaşımdır, ancak bunun yalnızca bir yaklaşım olduğunu ve çözelti farklı bir sıcaklıkta olduğunda, seyreltilmediğinde veya su dışında bir çözücü kullandığında uygulanmadığını unutmayın.
   Misal:500 g suda 10 g NaOH çözeltisinin molalitesi nedir? (NaOH'ın moleküler ağırlığı 40'tır)
   Çözüm:
   10 g NaOH / (40 g NaOH / 1 mol NaOH) = 0.25 mol NaOH
   500 g su x 1 kg / 1000 g = 0,50 kg su
   molalite = 0,25 mol / 0,50 kg
   molalite = 0,05 M / kg
   molalite = 0,50 m
6. Normallik (N) normallik eşittir gram eşdeğer ağırlık litre çözelti başına bir çözünen madde. Bir gram eşdeğer ağırlık veya eşdeğeri, belirli bir molekülün reaktif kapasitesinin bir ölçüsüdür. Normallik, reaksiyona bağımlı olan tek konsantrasyon birimidir.
   Misal:
   1 M sülfürik asit (H₂YANİ₄) asit-baz reaksiyonları için 2 N'dir, çünkü her sülfürik asit molü 2 mol H sağlar⁺ iyonları. Öte yandan 1 M sülfürik asit, sülfat çökeltme için 1 N'dir, çünkü 1 mol sülfürik asit 1 mol sülfat iyonu sağlar.
7. Litre başına gram (g / L)
   Bu, bir litre çözelti başına gram çözünmüş maddeye dayanan bir çözelti hazırlamak için basit bir yöntemdir.
8. Formalite (F)
   Bir litre çözelti başına formül ağırlık birimleri ile ilgili olarak resmi bir çözelti ifade edilir.
9. Milyon Başına Parça (ppm) ve Milyar Başına Parça (ppb)Son derece seyreltik çözeltiler için kullanılan bu birimler, çözeltinin 1 milyon kısmı veya 1 milyar kısmı bir çözelti başına çözünen kısım oranını ifade eder.
   Misal:
   Bir su numunesinin 2 ppm kurşun içerdiği bulunmuştur. Bu, her milyon parça için ikisinin kurşun olduğu anlamına gelir. Yani, bir gram su örneğinde, bir gramın iki milyonda biri kurşun olur. Sulu çözeltiler için, bu yoğunluk birimleri için su yoğunluğunun 1.00 g / ml olduğu varsayılmaktadır.

Sen bir çözeltiyi seyreltin bir çözeltiye solvent eklediğinizde. Çözücü ilave edilmesi daha düşük konsantrasyonlu bir çözelti ile sonuçlanır. Bu denklemi uygulayarak bir seyreltmenin ardından bir çözeltinin konsantrasyonunu hesaplayabilirsiniz:

M_benV_ben = M_fV_f

burada M molaritedir, V hacimdir ve i ve f abonelikleri başlangıç ​​ve nihai değerlere karşılık gelir.

Misal:
300 mL 1.2 M NaOH hazırlamak için kaç mililitre 5.5 M NaOH gerekir?

Çözüm:
5,5 M x V₁ = 1,2 M x 0,3 L
V₁ = 1,2 M x 0,3 L / 5,5 M
V₁ = 0,065 L
V₁ = 65 mL

Böylece, 1.2 M NaOH çözeltisini hazırlamak için, kabınıza 65 mL 5.5 M NaOH dökün ve 300 mL nihai hacim elde etmek için su ekleyin.