حساب التركيزات بالوحدات والتخفيفات

حساب تركيز من مادة كيميائية المحلول هي مهارة أساسية يجب على جميع طلاب الكيمياء تطويرها مبكرًا في دراستهم. ما هو التركيز؟ التركيز يشير إلى كمية المذاب التي تم حله في مذيب. عادةً ما نفكر في المادة المذابة كمادة صلبة تضاف إلى مذيب (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!

بمجرد تحديد المذيب والمذيب في المحلول ، تكون جاهزًا لذلك تحديد تركيزه. قد يتم التعبير عن التركيز بعدة طرق مختلفة ، باستخدام تكوين المئة في المئة من الكتلة, حجم المئة, الكسر المولي, المولية, شبحأو الحياة الطبيعية.

1. نسبة التكوين بالكتلة (٪)هذه هي كتلة المادة الذائبة مقسومة على كتلة المحلول (كتلة المادة الذائبة زائد كتلة المذيب) ، مضروبة في 100.
   مثال:
   تحديد تكوين في المئة بكتلة من محلول ملح 100 جم يحتوي على 20 جم ملح.
   المحلول:
   20 غ من محلول كلوريد الصوديوم / 100 غرام × 100 = محلول كلوريد الصوديوم 20 ٪
instagram viewer
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:
   v / v٪ = [(حجم المذاب) / (حجم المحلول)] × 100٪
   لاحظ أن حجم الصوت نسبة إلى حجم الحل ، وليس حجم مذيب. على سبيل المثال ، النبيذ هو 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 الوزن الجزيئي = 18 ؛ الوزن الجزيئي للجلسرين = 92)
   المحلول:
   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
   س_ماء = 5 مول / 6 مول = 0.833
   س _{الجلسرين} = 1 مول / 6 مول = 0.167
   إنها لفكرة جيدة أن تفحص رياضياتك عن طريق التأكد من أن كسور الخلد تضيف ما يصل إلى 1:
   س_ماء + س_{الجلسرين} = .833 + 0.167 = 1.000
4. مولارية (م) ربما تكون المولارية أكثر وحدات التركيز استخدامًا. هو عدد مولات المذاب لكل لتر من المحلول (ليس بالضرورة نفس حجم المذيب!).
   مثال:
   ما هو مولارية الحل مصنوعة عند إضافة الماء إلى 11 جم CaCl₂ لجعل 100 مل من الحل؟ (الوزن الجزيئي لـ CaCl₂ = 110)
   المحلول:
   11 جم CaCl₂ / (110 جم CaCl₂ / مول CaCl₂) = 0.10 مول CaCl₂
   100 مل × 1 لتر / 1000 مل = 0.10 لتر
   مولارية = 0.10 مول / 0.10 لتر
   المولارية = 1.0 م
5. مولالية (م) مولاليس 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 ، لكن 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)
   المحلول:
   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) طبيعية يساوي الوزن المعادل للجرام من المذاب لكل لتر من الحل. الوزن المكافئ للجرام أو ما يعادله هو مقياس للقدرة التفاعلية لجزيء معين. الطبيعية هي وحدة التركيز الوحيدة التي تعتمد على التفاعل.
   مثال:
   1 م حامض الكبريتيك (ح₂وبالتالي₄) هو 2 N لتفاعلات الحمض القاعدي لأن كل مول من حامض الكبريتيك يوفر 2 مول من H⁺ أيونات. من ناحية أخرى ، 1 م حامض الكبريتيك هو 1 نون لترسيب الكبريتات ، لأن 1 مول من حمض الكبريتيك يوفر 1 مول من أيونات الكبريتات.
7. غرام لكل لتر (جم / لتر)
   هذه طريقة بسيطة لتحضير محلول يعتمد على جرامات المذاب لكل لتر من المحلول.
8. شكلي (F)
   يتم التعبير عن حل رسمي فيما يتعلق بوحدات وزن الصيغة لكل لتر من المحلول.
9. أجزاء لكل مليون (جزء في المليون) وأجزاء لكل مليار (جزء في المليون)عند استخدام هذه المحاليل المخففة للغاية ، تعبر هذه الوحدات عن نسبة أجزاء المذاب في كل مليون 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.

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

M_أناالخامس_أنا = م_Fالخامس_F

حيث M هي مولارية ، و V هي الحجم ، ويشير الحرفان i و f إلى القيم الأولية والنهائية.

مثال:
كم عدد المليترات من 5.5 M NaOH اللازمة لتحضير 300 مل من 1.2 M NaOH؟

المحلول:
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

لذا ، لإعداد محلول NaOH 1.2 M ، تصب 65 مل من Na Na 5.5 M في الحاوية وتضيف الماء للحصول على الحجم النهائي 300 مل