Bepaal die konsentrasie van `n oplossing

In Chemie of Chemie is een oplossing

conținut

Stappe
Deel 1die basiese kennis van konsentrasies
Deel 2titreren
Deel 3bepaling van die soutinhoud in `n akwarium
Wenke
Waarskuwings

`n homogene mengsel van twee dinge - een opgeloste stof en een oplosmiddel of oplosmiddel waarin die stof opgelos word. konsentrasie is `n maatstaf van die hoeveelheid opgeloste stof in `n oplosmiddel. Daar kan baie redes wees om die konsentrasie van `n oplossing te bepaal, maar die chemie wat daarmee gepaard gaan, is dieselfde, of jy die chloorvlak in `n swembad toets of `n lewensreddende analise op `n bloedmonster uitvoer. Hierdie gids leer jou `n aantal fundamentele komponente van die chemie van oplossings, om jou te lei deur die prosedure van `n baie algemene, praktiese toepassing - akwariumonderhoud.

stappe

Deel 1
Die basiese kennis van konsentrasies

Notasie van konsentrasies. `N Konsentrasie van `n stof is die hoeveelheid van daardie opgeloste stof gedeel deur die hoeveelheid oplosmiddel. Omdat daar egter verskillende maniere is om die hoeveelheid van `n gegewe stof uit te druk, is dit ook moontlik om `n konsentrasie op verskillende maniere voor te stel. Hier vind jy die mees algemene spelling:

Gram per liter (g / L.) Die massa van `n opgeloste stof in gram, opgelos in `n gegewe volume van `n oplossing (wat nie noodwendig dieselfde is as die volume van die oplosmiddel nie.) Gewoonlik gebruik vir oplossings van vaste stowwe in vloeibare oplosmiddels.
Molariteit (M.) Die aantal mol solute gedeel deur die volume van die oplossing.
Deeltjies per miljoen (dpm.) Die verhouding tussen die aantal deeltjies (gewoonlik in gram) van `n opgeloste oplossing per een miljoen deeltjies van `n oplossing vermenigvuldig met 10⁶. Gewoonlik gebruik vir baie verdunde oplossing in water (1 L water = 1000 gram.)
Persentasie van saamgestelde stof. Die verhouding van deeltjies (weer in gram) van `n opgeloste oplossing per 100 dele van `n oplossing, uitgedruk as `n persentasie.

Weet watter data jy nodig het om `n konsentrasie te vind. Behalwe vir molariteit (sien hieronder), vereis die gewone spellings van `n konsentrasie soos hierbo aangedui dat u die massa van die opgeloste massa en die massa of volume van die gevolglike oplossing ken. Baie chemiese probleme wat vra om die konsentrasie van `n oplossing te vind, gee jou nie hierdie inligting nie. As dit die geval is, sal jy moet werk met wat jy weet om agter hierdie inligting te kry.

voorbeeld: Gestel ons moet die konsentrasie (in gram per liter) van `n oplossing vind wat opgelos word deur 1/2 teelepel sout in 2 liter water op te los. Ons weet ook dat 1 teelepel sout sowat 6 gram is. In hierdie geval is die omskakeling maklik - vermenigvuldig: 1/2 teelepels x (6 gram / 1 teelepel) = 3 gram sout. 3 gram sout gedeel deur 2 liter of water = 1,5 g / L

Leer hoe om die molariteit te bereken. Molariteit vereis dat jy die hoeveelheid mol van jou opgeloste stof ken, maar jy kan hulle maklik aflei as jy die massa van die opgeloste stof en die chemiese formule ken. Elke chemiese element het `n bekende "molêre massa" (MM) - `n spesifieke massa vir `n mol van daardie element. Hierdie molêre massas is terug te vind in die periodieke stelsel (gewoonlik onder die chemiese simbool en die naam van die element.) Tel net die molêre massa`s by mekaar op van die komponente van die opgeloste stof om die molêre massa uit te reken. Vermeerder dan die bekende massa van die opgeloste stof met die (1 / MM van jou opgeloste stof) om die hoeveelheid van jou opgeloste stof in mol te vind.

voorbeeld: Gestel ons wil die molariteit van bogenoemde soutoplossing vind. Net herwin, ons het 3 gram sout (NaCl) in 2 liter water. Begin deur uit te vind wat die molêre massa van Na en Cl is deur na die periodieke tabel te kyk. Na = ongeveer 23 g / mol en Cl = ongeveer 35.5 g / mol. Dus, die MM van NaCl = 23 +35.5 = 58.5 g / mol. 3 gram NaCl x (1 mol NaCl / 58,5 g NaCl) = 0,051 mol NaCl. 0,051 mol NaCl / 2 liter water = .026 M NaCl

Oefen standaard take oor die berekening van konsentrasies. Bogenoemde kennis is alles wat u nodig het om die konsentrasies in eenvoudige situasies te bereken. As jy die massa of die volume van die oplossing en die hoeveelheid opgeloste stof weet wat in beginsel is bygevoeg, of jy kan dit aflei uit die gegewe inligting in die opgawe, dan sou jy in staat moet wees om die konsentrasie van `n oplossing met gemak om te bereken. Maak oefeninge om jou vaardighede te verbeter. Sien die voorbeeld voorbeelde hieronder:

Wat is die molariteit van NaCL in `n 400 ml oplossing verkry deur 1,5 g NaCl by water by te voeg?

Wat is die konsentrasie, in ppm, van `n oplossing wat gemaak word deur 0.001 g lood (Pb) by 150 L water by te voeg? (1 L water = 1000 gram) In hierdie geval sal die volume van die oplossing met `n minimale hoeveelheid toeneem deur die stof by te voeg, sodat u die volume van die oplosmiddel as die volume van die oplossing kan gebruik.

Bepaal die konsentrasie in gram per liter van `n 0,1 L oplossing wat gemaak word deur 1/2 mol KCl by water by te voeg. In hierdie probleem moet jy van voor na agter werk deur die molêre massa van KCL te gebruik om die aantal gram KCl in die opgeloste stof te bereken.

Deel 2
Titreren

Verstaan wanneer u `n titrasie moet toepas. Titrasie is `n tegniek wat deur chemici gebruik word om die hoeveelheid opgeloste stof wat in `n oplossing teenwoordig is, te bereken. Om `n titrasie uit te voer, maak jy `n chemiese reaksie tussen die opgeloste stof en `n ander reagens (gewoonlik ook opgelos). Omdat jy die presiese hoeveelheid weet van jou tweede reagens en jy weet die chemiese vergelyking van die reaksie tussen die reagens en die opgeloste stof, kan jy bereken wat die hoeveelheid is van jouw opgeloste stof, deur te meet hoeveel van die reagens wat jy nodig het vir die reaksie met die opgeloste stof is volledig.

Dus, titrasies kan baie nuttig wees wanneer die konsentrasie van `n oplossing bereken word as jy nie weet hoeveel opgeloste stof in beginsel bygevoeg is nie.
As jy weet hoeveel van `n opgeloste stof in die oplossing teenwoordig is, is dit nie nodig om te titreer nie - bloot die volume van jou oplossing meet en bereken die konsentrasie soos beskryf in Deel 1.

Stel `n reëling vir jou titrasietoerusting. Om akkurate titrasies uit te voer, benodig jy skoon, akkurate en professionele toerusting. Gebruik `n Erlenmeyer-fles of beker onder `n gekalibreerde buret wat aan `n burethouer geheg is. Die buretjie moet in die nek van die kolf of beker wees sonder om die mure te raak.

Maak seker dat alle toerusting vooraf skoongemaak is, met gedeïoniseerde water gespoel is en droog is.

Vul die fles en burette. Meet `n klein hoeveelheid van die onbekende oplossing versigtig. Wanneer die stof opgelos word, versprei dit eweredig deur die oplosmiddel, dus die konsentrasie van hierdie klein monster van die oplossing sal dieselfde wees as dié van die oorspronklike oplossing. Vul jou buret met `n oplossing van `n bekende konsentrasie wat met jou oplossing sal reageer. Let op die presiese volume van die oplossing in die buret - trek die finale volume af om die totale oplossing wat in die reaksie gebruik word, te vind.

Let op: As die reaksie tussen die oplossing in die buret en die opgeloste stof in die fles geen teken van `n reaksie toon nie, dan sal jy aanwyser om in die fles te doen. Dit word in chemie gebruik om `n visuele sein te gee wanneer `n oplossing die punt van ekwivalensie of die eindpunt bereik. Aanwysers word algemeen gebruik vir titrasies waar suur-basis en redoksreaksies ondersoek word, maar daar is ook verskeie ander aanwysers. Raadpleeg `n chemieboek of kyk op die internet om `n geskikte aanwyser vir jou reaksie te vind.

Begin met die titrasie. Voeg geleidelik `n oplossing by die buret (die "titrant") in die fles. Gebruik `n magnetiese roerstok of `n glas roerstok om die oplossing liggies te meng terwyl die reaksie aan die gang is. As jy oplossing sigbaar reageer, dan hoor jy sekere karakters te sien dat daar `n reaksie gaande is - verandering van kleur, bel, residu, ens Maak jou gebruik van `n aanwyser, dan sien jy dalk by elke druppel wat via die buret in die kolf regs `n kleurverandering.

As die reaksie `n verandering in die pH-waarde of potensiaal het, kan u pH-lesers of `n potensiometer in die fles plaas om die vordering van die chemiese reaksie te meet.

Vir meer akkurate titrasie, monitor die pH of potensiaal soos hierbo aangedui, en let op elke keer dat die reaksie plaasvind nadat `n klein hoeveelheid titrant bygevoeg is. Maak `n grafiek van die suurheid van die oplossing of van die potensiaal teen die volume van die bygevoegde titrant. U sal skerp veranderinge in die helling van die kromme sien by die ekwivalensiepunte van die reaksie.

Verminder jou titrasie. As jou chemiese reaksie die eindpunt nader, dan word titrasie stadiger as `n druppelagtige vordering. As jy `n aanwyser gebruik, sal jy dalk agterkom dat die kleurflitse langer neem. Hou aan om so stadig as moontlik te titreer totdat jy die presiese druppel kan bepaal sodat jou reaksie die eindpunt bereik. In die geval van `n aanwyser kyk jy gewoonlik na die vroegste moontlike kleurverandering in die reaksie.

Skryf die finale volume in u buret neer. Deur dit van die beginvolume in die buret af te trek, kan u die presiese volume van die titrant wat u gebruik het, vind.

Bereken die hoeveelheid opgeloste stof in u oplossing. Gebruik die chemiese vergelyking vir die reaksie tussen jou titrant en die oplossing om die aantal mol opgeloste stof in jou fles te vind. As jy eenmaal die aantal mol opgeloste stof gevind het nie, kan jy dit eenvoudig deel deur die volume van die oplossing in die kolf om die molariteit van die oplossing te vind, of sit die aantal mol om in gram en deel dit deur die volume van die oplossing om die konsentrasie in g / l te kry. Dit vereis `n bietjie basiese kennis van stoïgiometrie.

Veronderstel byvoorbeeld dat ons 25 ml 0,5 M NaOH gebruik het om `n oplossing van HCl in water na die ekwivalensiepunt te titreer. Die HCl-oplossing het `n volume van 60 ml vir die titrasie gehad. Hoeveel mol HCl is daar in ons oplossing?

Om mee te begin, kom ons kyk na die chemiese vergelyking vir die reaksie van NaOH en HCl: NaOH + HCl > H₂O + NaCl

In hierdie geval reageer 1 molekule NaOH met 1 molekule HCl met produkte soos water en NaCl. Dus omdat jy net genoeg NaOH bygevoeg het om alle HCl te neutraliseer, sal die aantal mol NaOH wat in die reaksie verteer word, gelyk wees aan die aantal mol HCl in die fles.

Dus, laat ons uitvind wat die hoeveelheid NaOH in mol is. 25 ml NaOH = 0,025 L NaOH x (0,5 mol NaOH / 1 L) = 0,0125 mol NaOH.

Omdat ons het gededuceerd uit die reactievergeljking dat die aantal mol NaOH, verbruik in die reaksie = die aantal mol HCl in die oplossing, weet ons nou dat daar 0,0125 mol HCl in die oplossing teenwoordig is.

Bereken die konsentrasie van jou oplossing. Noudat jy die hoeveelheid opgeloste oplossing in jou oplossing ken, is dit maklik om die konsentrasie in terme van molariteit te vind. Deel net die aantal mol opgeloste oplossing in u oplossing met die volume van u oplossingmonster (nie die volume van die groter hoeveelheid waarvan u die monster geneem het.) Die resultaat is die molariteit van u oplossing!

Om die molariteit van die bostaande voorbeeld te bepaal, verdeel die aantal mol HCl volgens die volume in die fles. 0,0125 mol HCl x (1 / 0.060 L) = 0,208 M HCl.

Om die molariteit om te sit na g / L, ppm, of persentasie van die samestelling, moet jy die aantal mol van jouw opgeloste stof omskakeling na massa (met behulp van die molêre massa van jouw opgeloste stof.) Vir ppm en persentasie van die saamgestelde materiaal, moet jy ook die volume van jou oplossing omskep in massa (gebruik `n omskakelingsfaktor soos digtheid, of net deur dit te weeg), en vermeerder dan die resultaat met 10⁶ of 10², onderskeidelik.

Deel 3
Bepaling van die soutinhoud in `n akwarium

Prent getiteld Bereken die konsentrasie van `n oplossing Stap 1

Neem `n watermonster uit jou akwarium. Let op die volume. As dit moontlik is, meet die volume in SI eenhede soos mL - dit kan maklik omskep word na L.

In hierdie voorbeeld toets ons die water in die akwarium vir soutinhoud, die konsentrasie van sout (NaCl) in die water. Gestel ons neem `n watermonster vir hierdie doel 3 ml uit die akwarium en meld dan dat die finale antwoord gegee moet word g / l

Prent getiteld Bereken die konsentrasie van `n oplossing Stap 2

Titreer die watermonster. Kies `n titrant wat `n duidelik sigbare reaksie in die opgeloste stof lewer. In hierdie geval gebruik ons `n oplossing van 0.25 M AgNO₃ (silwernitraat), `n saamgestelde stof wat `n onoplosbare chloorsout produseer wanneer dit met NaCl reageer in die volgende reaksie: Agno₃ + NaCl > nano₃ + AgCl. Die sout (AgCl) sal sigbaar wees as `n bewolkte, wit oorskot wat dryf en van die oplossing geskei kan word.

Titreer die silwernitraat van `n buret of `n klein inspuitnaald in die akwariummonster tot die oplossing troebel word. Met so `n klein voorbeeld is dit belangrik om exact Om te bepaal hoeveel silwernitraat jy bygevoeg het - bestudeer elke druppel akkuraat.

Prent getiteld Bereken die konsentrasie van `n oplossing Stap 3

Gaan voort tot die reaksie ophou. Wanneer die silwernitraat stop met die oplos van die oplossing, kan u die toegevoegde aantal ml merk. Titreer die AgNO3 baie stadig en let op die oplossing noukeurig, veral as die eindpunt nader.

Gestel daar is 3mL van die 0.25 M AgNO₃ wat nodig is vir die reaksie tot `n einde en die water het nie modder geword nie.

Bepaal die aantal mol titrant. Hierdie stap is maklik - vermeerder die volume van die titrant wat jy met die molariteit bygevoeg het. Dit gee jou die aantal mol titrant wat gebruik is.

3 ml x 0,25 M = 0,003 L x (0,25 mol AgNO₃/ 1 L) = 0.000075 mol AgNO₃.

Bepaal die aantal mol van jou opgeloste stof. Gebruik die reaksievergelyking vir die omskakeling van die aantal mol AgNO₃ NaCl te mol. Die reaksievergelyking is: Agno₃ + NaCl > nano₃ + AgCl. Omdat 1 mol AgNO₃ reageer met 1 mol NaCl, ons weet nou dat die aantal mol NaCl in ons oplossing = die aantal mol AgNO₃ wat bygevoeg is: 0.000075 mol.

In hierdie geval: 1 mol of AgNO₃ reageer met 1 mol NaCl. Maar as 1 mol titrant met 2 mol van ons opgeloste reageer, sal ons die aantal mol ons titrant met 2 vermenigvuldig om die mol van ons opgeloste stof te kry.

In teenstelling, as 2 mol van ons titrant met 1 mol van ons opgeloste reageer, verdeel ons die mol van die titrant deur twee.

Hierdie reëls kom proporsioneel ooreen met 3 mol titrant en 1 mol opgeloste stof, 4 mol titrant en 1 mol opgeloste stof, ens sowel as 1 mol titrant en 3 mol opgeloste stof, 1 mol titrant en 4 mol opgeloste stof, ens

Skakel jou opgeloste getal van mol tot gram. Om dit te kan doen, moet jy die molêre massa van die opgeloste stof bereken en dit vermenigvuldig met die aantal mol van jou opgeloste stof. Om die molêre massa van NaCl te vind, gebruik jy die periodieke stelsel om die atoomgewig van sout (Na) en Chloride (Cl) te bepaal en bymekaar te voeg.

MM Na = 22.990. MM Cl = 35.453.

22,990 + 35,453 = 58,443 g / mol

0.000075 mol NaCl x 58.442 g / mol = 0.00438 mol NaCl.

Let op: As daar meer as een soort molekule in `n atoom is, moet jy die molêre massa van daardie atoom verskeie kere byvoeg. Byvoorbeeld, as jy die molmassa van AgNO het₃, As jy wil vind, moet jy drie keer die massa of suurstof byvoeg, want daar is drie suurstofatome in die molekuul.

Bereken die finale konsentrasie. Ons het die massa van ons opgeloste stof in gram en ons weet die volume van die toetsoplossing. Al wat ons nou moet doen is deel: 0.00438 g NaCl / 0.003 L = 1,46 g NaCl / L

Die soutinhoud van seewater is ongeveer 35 g NaCl / L. Ons akwarium is nie byna sout genoeg vir mariene vis nie.

wenke

Alhoewel die opgeloste stof en die oplosmiddel in verskillende toestande (vaste, vloeibare of gas) kan voorkom wanneer dit geskei word, sal die oplossing wat gevorm word wanneer die stof oplos, in dieselfde toestand as die oplosmiddel staat wees.
Ag + 2 HNO3 → AgNO3 + NO2 + H2O
Gebruik slegs skoon plastiek of glas.
Hier is `n voorbeeldvideo:[1]

waarskuwings

Hou die AgNO3-oplossing in `n verseëlde, donker bottel. Dit is sensitief vir lig.
Wees versigtig wanneer jy met sterk sure of basisse werk. Verseker dat daar genoeg vars lug in die kamer is.
Dra veiligheidsbril en handskoene.
As jy die silwer terug wil kry, let dan op die volgende: Cu (s) + 2 AgNO3 (aq) → Cu (NO3) 2 + 2 Ag (s) Onthou dat (s) vas beteken.

Deel op sosiale netwerke:

Verwante