ריכוז כימי דרכים להביע את זה, יחידות, Molality ו מולריות

ה ריכוז כימי הוא המדד המספרי של הכמות היחסית של מומס בתמיסה. מדד זה מבטא יחס של המומס ביחס לכמות או לכמות של הממס או של הפתרון ביחידות הריכוז. המונח "ריכוז" קשור לכמות ההווה המומס: פתרון יהיה מרוכז יותר בעוד בעל מומנט יותר.

יחידות אלה עשויות להיות פיסיות כאשר אחד לוקח בחשבון את סדר הגודל של המוני ו / או נפח של מרכיבי הפתרון או כימי כאשר הריכוז המומס מתבטא במונחים של השומות או מקביליהם, עם המספר של ההפניה אבוגדרו.

לכן, באמצעות משקולות מולקולריות או אטומיות, ומספר Avogadro, ניתן להמיר את יחידות פיזיות לתוך אלה כימיים כאשר מבטאים את הריכוז של מומס מסוים. לכן, כל יחידות ניתן להמיר עבור אותו פתרון.

אינדקס

• 1 פתרונות מדוללים ומרוכזים
• 2 דרכים להביע ריכוז
  • 2.1 תיאור איכותי
  • 2.2 מיון לפי מסיסות
  • 2.3 כמות כמותית
• 3 יחידות ריכוז
  • 3.1 יחידות ריכוז יחסי
  • 3.2 יחידות ריכוזיות בדילול מלא
  • 3.3 יחידות ריכוז המבוססות על שומות
  • 3.4 פורמליות ונורמליות
• 4 מולאריות
  • 4.1 מימוש 1
  • 4.2 תרגיל 2
• 5 נורמליות
  • 5.1 חישוב
  • 5.2 מימוש 1
• 6 Molality
  • 6.1 תרגיל 1
• 7 המלצות והערות חשובות על ריכוז כימי
  • 7.1 נפח הפתרון הוא תמיד גדול יותר מזה של הממס
  • 7.2 השירות של Molarity
  • 7.3 הנוסחאות אינן משוכות אלא היחידות או ההגדרות
• 8 הפניות 

פתרונות מדוללים ומרוכזים

איך זה יכול להיות שם לב אם ריכוז הוא מדולל מאוד או מרוכז? במבט ראשון על ידי ביטוי של כל המאפיינים organoleptic או כימי שלה; כלומר, אלה תופסים את החושים או שניתן למדוד.

התמונה העליונה מראה דילול של ריכוז dichromate אשלגן (K₂Cr₂הו₇), אשר מציג צבע כתום. משמאל לימין אתה יכול לראות איך צבע מקטין את העוצמה כמו הריכוז הוא מדולל, הוספת ממס יותר.

דילול זה מאפשר להשיג בדרך זו ריכוז מדולל מאחד מרוכז. צבע (ואחרים "מוסתר" נכסים בחזה הכתום שלה) שינויים באותו אופן כמו הריכוז שלה עושה, או עם יחידות פיזיות או כימיות.

אבל מה הן יחידות ריכוז כימי? ביניהם הם מולאריות או ריכוז טוחנת של פתרון, אשר מתייחס חפרפרות של המומס לנפח הכולל של הפתרון בליטר.

כמו כן יש לך את molality או הידוע גם בשם ריכוז molal, אשר מתייחס חפרפרות של מומס אבל אשר כלולים כמות סטנדרטית של ממס או ממס זה בדיוק קילוגרם אחד.

ממס זה יכול להיות טהור או אם הפתרון מכיל יותר מממס אחד molality יהיה שומות של המומס לקילוגרם של תערובת ממס.

והיחידה השלישית לריכוז כימי היא הנורמליות או הריכוז הרגיל של פתרון המבטא את מספר המרכיבים הכימיים של המוליך לליטר של הפתרון.

היחידה שבה הנורמליות מתבטאת ושווי לליטר (משוואה / L) ו ברפואה הריכוזים אלקטרוליט של נסיוב אדם לידי ביטוי milliequivalents לליטר (mEq / L).

דרכים לבטא ריכוז

ריכוז של פתרון יכול להיות מסומן בשלושה דרכים עיקריות, גם אם אלה יש מגוון של מונחים יחידות עצמם, אשר ניתן להשתמש בהם כדי להביע את מידת הערך הזה: תיאור איכותי, סימון כמותי וסיווג במונחים מְסִיסוּת.

תלוי בשפה ובהקשר שבו אתה עובד, תבחר אחת משלוש דרכים להביע את הריכוז של תערובת.

תיאור איכותי

בשימוש בעיקר בשפה לא פורמלית ולא טכנית, התיאור האיכותי של ריכוז התערובת מתבטא בצורה של תארים, המציינים באופן כללי את רמת הריכוז שיש לפתרון..

בדרך זו, רמת הריכוז המינימלית על פי התיאור האיכותי היא של פתרון "מדולל", והמקסימום הוא "מרוכז".

אנחנו מדברים על פתרונות מדולל כאשר פתרון יש שיעור נמוך מאוד של מומס בהתאם לנפח הכולל של הפתרון. אם אתה רוצה לדלל פתרון, עליך להוסיף כמות גדולה יותר של ממס או לחפש דרכים להפחית את המומס.

עכשיו, אנחנו מדברים על פתרונות מרוכזים כאשר יש להם שיעור גבוה של מומס בהתאם לנפח הכולל של הפתרון. כדי לרכז פתרון, להוסיף עוד מומס, או להפחית את כמות הממס.

במובן זה, המכנה את עצמו תיאור איכותי כדי סיווג זה, לא רק בגלל שהוא חסר מדידות מתמטיות אבל האיכות האמפירית שלה (ניתן לייחס לרמזים ויזואליים, ריחות וטעמים, בלי ראיות מדעיות).

קפה לפי מסיסות

המסיסות של ריכוז מציינת את הקיבולת המקסימלית של מומס שיש לו פתרון, בהתאם לתנאים כגון טמפרטורה, לחץ וחומרים שמומים או מושעים.

ניתן לסווג את הפתרונות לשלושה סוגים בהתאם לרמת המומסים המומסים בזמן המדידה: תמיסות לא רוויות, רוויות ורמות רוויות.

- פתרונות לא רוויים הם אלה המכילים כמות קטנה יותר של מומס שממנו הפתרון יכול להתמוסס. במקרה זה, הפתרון לא הגיע לריכוז המרבי שלו.

- פתרונות רוויים הם אלה שבהם כמות מקסימלית של מומס כבר מומס בממס בטמפרטורה מסוימת. במקרה זה יש איזון בין שני החומרים ואת הפתרון לא יכול לקבל יותר מומס (שכן זה יקרה כדי להאיץ).

- פתרונות רוויה יש יותר מומס מאשר הפתרון היה לקבל בתנאים שיווי משקל. זו מושגת על ידי חימום פתרון רווי, הוספת מומס יותר מהרגיל. פעם קר זה לא להאיץ את המומס באופן אוטומטי, אבל כל הפרעה יכולה לגרום לתוצאה זו בשל חוסר היציבות שלה.

סימון כמותי

ברגע של לימוד פתרון לשימוש בתחום הטכני או המדעי, נדרש דיוק שנמדד ומתבטא ביחידות, המתארות את הריכוז לפי ערכי המסה המדויקים ו / או הנפח.

זו הסיבה שיש סדרה של יחידות המשמשות להביע את הריכוז של פתרון בכמות כמותית, אשר מחולקים פיזית וכימית, אשר בתורו יש משלהם subdivisions.

יחידות הריכוזים הפיזיים הן של "ריכוז יחסי", המתבטאות במונחים של אחוזים. קיימות שלוש דרכים לבטא ריכוזים באחוזים: אחוזי המסה, האחוזים לפי נפח ואחוזים לפי נפח המסה.

לעומת זאת, יחידות ריכוזים כימיים מבוססות על כמויות הטוחנות, מקבילות לגרם, חלקים למיליון ומאפיינים אחרים של המומס ביחס לפתרון.

יחידות אלה הם הנפוצים ביותר עבור דיוק גבוהה שלהם בעת מדידת ריכוזים, ולכן הם בדרך כלל אלה שאתה רוצה לדעת לעבוד עם פתרונות כימיים.

יחידות ריכוז

כפי שמתואר בסעיפים הקודמים, בעת חישוב הריכוז של פתרון כמותי, החישובים צריכים להיות כפופים ליחידות הקיימות למטרה זו..

כמו כן, יחידות הריכוז מחולקות ליחידות הריכוז היחסי, אלו של ריכוזים מדוללים, אלו המבוססים על שומות, ויחידות נוספות נוספות..

יחידות ריכוז יחסי

הריכוזים היחסיים הם אלה המתבטאים באחוזים, כפי שנקראו בסעיף הקודם. יחידות אלו מחולקות לשיעור מסה המונית, נפח נפח האחוז ושיעור נפח המסה ומחושבים כדלקמן:

- מסה = מסה של מומס (g) / מסה של הפתרון הכולל (g) x 100

- נפח נפח = נפח של מומס (מ"ל) / נפח הפתרון הכולל (מ"ל) x 100

- מסה / נפח = מומס מומס (g) / נפח הפתרון הכולל (מ"ל) x 100

במקרה זה, כדי לחשב את המסה או נפח של הפתרון הכולל יש להוסיף את המסה או נפח של המומס עם זה של הממס.

יחידות ריכוז מדולל

היחידות של ריכוז בדילול הן אלה המשמשים להביע ריכוזים קטנים מאוד אלה בצורה של עקבות בתוך פתרון מדולל; השימוש הנפוץ ביותר המוצג ליחידות אלה הוא למצוא עקבות של גז מומס באחרת, שכן הסוכנים המזהמים את האוויר.

יחידות אלה מסומנות בצורה של חלקים למיליון (ppm), חלקים למיליארד (ppb) וחלקים לטריליון (ppt), ומבוטאים כדלקמן:

- ppm = 1 מ"ג מומס / 1 ליטר פתרון

- ppb = 1 מיקרוגרם מומס / 1 ליטר פתרון

- ppt = 1 ng solut / 1 l פתרון

בשנת ביטויים אלה מ"ג שווה מיליגרם (0.001 גרם), גרם שווה מיקרוגרם (0.000001 ז) ו ng שווה ננוגרם (.000000001 גרם). יחידות אלה עשויים לבוא לידי ביטוי גם מבחינת נפח / נפח.

יחידות ריכוז לפי שומות

יחידות הריכוז המבוססות על שומות הן אלה של החלק הטוחני, אחוז הטוחנות, המולריות והמוסוליות (שתי השתיים האחרונות מתוארות טוב יותר בסוף המאמר).

חלק השומה של חומר הוא השבר של כל המולקולות המרכיבים אותו (או אטומים) כפונקציה של המולקולות או האטומים. זה מחושב כדלקמן:

X_א = מספר שומות של חומר A / מספר כולל של שומות בפתרון

הליך זה חוזר על חומרים אחרים בפתרון, תוך התחשבות כי סכום של X_א + X_ב + X_ג ... חייב להיות שווה לאחד.

אחוז הטוחנות עובד באופן דומה ל- X_א, רק זה תלוי באחוזים:

טוחנת אחוז של X = X_א x 100%

בחלק האחרון, נדון במולריות ובמוטרליות בפירוט.

פורמליות ונורמליות

לבסוף, ישנן שתי יחידות ריכוז אשר נמצאים כעת בחוסר שימוש: פורמליות ונורמליות.

הפורמליות של פתרון מייצגת את מספר הנוסחה של משקל הנוסחה לליטר של פתרון כולל. זה בא לידי ביטוי:

F = לא. P.F.G / L פתרון

בביטוי זה P.F.G שווה למשקל של כל אטום של החומר, לידי ביטוי בגרמים.

במקום זאת, הנורמליות מייצגת את מספר השוואות המומסות בחלוקה לפי ליטר הפתרון, כפי שבא לידי ביטוי להלן:

N = גרם מקביל של תמיסת מומס / L

הביטוי אמר את המקבילה גרם של מומס ניתן לחשב לפי מספר שומות ח⁺, הו^- או שיטות אחרות, בהתאם לסוג המולקולה.

מולריות

המולאריות או הריכוז הטוחני של הממס הוא יחידת הריכוז הכימי המבטאת או מסמלת את החפרפרות של המומס (n) הכלולות באחד (1) ליטר (L) של הפתרון.

המולאריות נקבעת על ידי האות הה 'M ולקבוע את החפרפרות של המומס (n) גרם של המומס (g) מחולקים על ידי המשקל המולקולרי (MW) של המומס.

כמו כן, המשקל המולקולרי של המוליך מתקבל מסכום משקולות האטום (PA) או המסה האטומית של היסודות הכימיים, בהתחשב ביחס שבו הם משלבים כדי ליצור את המומס. לכן, soluutos שונים יש חברי פרלמנט משלהם (אם כי זה לא תמיד המקרה).

הגדרות אלה מסכמות בנוסחאות הבאות המשמשות לביצוע החישובים המקבילים:

Molarity: M = n (שומות של מומס) / V (ליטר של פתרון)

מספר שומות: n = גרם של מומס / PM של מומס

תרגיל 1

חישוב מולריות של פתרון זה מוכן עם 45 גרם של Ca (OH)₂ מומס 250 מ"ל של מים.

הדבר הראשון שיש לחשב הוא המשקל המולקולרי של Ca (OH)₂ (סידן הידרוקסיד). על פי הנוסחה הכימית שלה, המתחם הוא קטיון סידן ושני אנינים חמצון. כאן משקלו של אלקטרון פחות או נוסף למין הוא זניח, ולכן משקולות האטום נלקחות:

מספר השומות של המומס יהיה:

n = 45 g / (74 g / mol)

n = 0.61 שומות של Ca (OH)₂

0.61 שומות של המומס מתקבלים אבל חשוב לזכור כי שומות אלה מומסים 250 מ"ל של פתרון. כמו ההגדרה של Molarity הוא שומות ב ליטר או 1000 מ"ל, אז הכלל פשוט של שלושה חייב להיעשות כדי לחשב את שומות כי הם 1000 מ"ל של הפתרון אמר

אם ב 250 מ"ל של הפתרון יש => 0.61 שומות של מומס

           ב 1000 מ"ל של פתרון => x כמה שומות יש שם??

x = (0.61 mol) (1000 מ"ל) / 250 מ"ל

X = 2.44 M (mol / L)

דרך אחרת

הדרך האחרת להשיג את שומות ליישם את הנוסחה מחייב אותך לקחת את 250 מ"ל לליטר, גם החלת כלל של שלושה:

אם 1000 מ"ל => הם 1 ליטר

250 מ"ל => x כמה ליטר הם?

x = (250 מ"ל) (1 L) / 1000 מ"ל

x = 0.25 L

לאחר מכן תחליף את הנוסחה Molarity:

M = (0.61 mol של מומס) / (0.25 ליטר של פתרון)

M = 2.44 mol / L

תרגיל 2

מה זה אומר כי פתרון HCl הוא 2.5 M?

הפתרון HCl הוא 2.5 טוחנת, כלומר ליטר אחד של זה יש מומס 2.5 שומות של חומצה הידרוכלורית.

נורמליות

נורמליות או ריכוז שווה הוא יחידת ריכוז כימי של הפתרונות המיועד עם האות N. זו יחידת ריכוז מציין את תגובתיות של המומס שווה למספר המשוואות מומס (EQ) בין נפח הפתרון לידי ביטוי ליטר.

N = Eq / L

מספר שווה ערך (EQ) שווה גרם של מומס בין משקל שווה (PEQ).

 Eq = G מומס / PEQ

המשקל השווה הערך, או הידוע גם בשם המקבילה גרם, מחושב כדי להשיג את המשקל המולקולרי של המקבילה המומסת ולחלק גורם לצורך המסכם את המשוואה נקרא דלתא זטה (CL Ht הבדל).

PEQ = PM / ΔZ

חישוב

בחישוב הנורמליות תהיה וריאציה ספציפית מאוד במקדם המקביל או ΔZ, אשר גם תלוי בסוג התגובה הכימית שבה משתתף המינים או המגינים. ניתן לציין כמה מהמקרים של וריאציה זו:

-כאשר הוא חומצה או בסיס, ΔZ או גורם מקביל, זה יהיה שווה למספר יונים מימן (H⁺)  או הידרוקסיל OH^- יש את המומס. לדוגמה, חומצה גופרתית (H₂לכן₄) יש שני מקבילים כי יש לו שני פרוטונים חומצה.

-כאשר מדובר בתגובות הפחתת חמצון ΔZ יתאים למספר האלקטרונים המעורבים בתהליך החמצון או הפחתה בהתאם למקרה הספציפי. כאן נכנס לשחק את האיזון של משוואות כימיות ואת המפרט של התגובה.

-כמו כן, מקדם מקביל זה או ΔZ יתאים למספר היונים המזרזים בתגובות המסווגות כמשקעים.

תרגיל 1

לקבוע את הנורמליות של 185 גרם של Na₂לכן₄ כי הם ב 1.3 L של פתרון.

המשקל המולקולרי של המומס של פתרון זה יחושב תחילה:

השלב השני הוא לחשב את מקדם שווה או ΔZ. במקרה זה, כמו סודיום גופרתי הוא מלח, את הערכיות או תשלום של קטיון או מתכת Na⁺, אשר יוכפל ב 2, שהוא תחתיב של הנוסחה הכימית של המלח או המומס:

Na₂לכן₄ => ΔZ = ולנסיה Cation x Subindex

ΔZ = 1 x 2

כדי להשיג את המשקל המקביל הוא מוחלף במשוואה המתאימה לו:

 PEQ = (142.039 g / mol) / (2 Eq / mol)

 PEQ = 71.02 g / Eq

ואז אתה יכול להמשיך לחשב את מספר שווה, שוב להזדקק לחישוב פשוט אחר:

Eq = (185 g) / (71.02 g / Eq)

מספר שווה = = 2,605 EQ

לבסוף, עם כל הנתונים הדרושים, הנורמליות מחושבת כעת על ידי החלפת על פי הגדרתה:

 N = 2,605 Eq / 1,3 L

N = 2.0 N

מולדות

Molality מיועד על ידי אות קטנה מ ו שווה שומות של מומס כי נמצאים קילו אחד (1) של הממס. זה נקרא גם ריכוז מולל מחושב על ידי הנוסחה הבאה:

m = moles של מומס / ק"ג של ממס

בעוד molarity קובע את היחס של מולי המומס הכלול אחד (1) ליטר של פתרון, molality מתייחס מולי המומס להתקיים באחד (1) קילוגרם של הממס.

באותם מקרים שהפתרון מוכן עם יותר מממס אחד, המוליות תבטא את החפרפרות של הקילוגרם לקילוגרם של תערובת הממיסים.

תרגיל 1

קביעת molality של פתרון שהוכן על ידי ערבוב 150 גרם של סוכרוז (C₁₂ח₂₂0₁₁) עם 300 גרם של מים.

המשקל המולקולרי של סוכרוז נקבע הראשון להמשיך לחשב את שומות של המומס של פתרון זה:

מספר חפרפרות סוכרוז מחושב:

n = (150g סוכרוז) / (342.109 גרם / mol)

n = 0.438 שומות של סוכרוז

לאחר גרם של ממס נלקחים קילוגרמים ליישם את הנוסחה הסופית.

לאחר מכן החלפת:

מ = 0.438 שומות של סוכרוז / 0.3 ק"ג מים

מ = 1.46 mol C₁₂ח₂₂0₁₁/ Kg H₂הו

אמנם יש כרגע ויכוח על הביטוי הסופי של מולדות, תוצאה זו יכולה לבוא לידי ביטוי גם:

1.26 מ '₁₂ח₂₂0₁₁ או 1.26 מולר

זה נחשב יתרון במקרים מסוימים להביע את הריכוז של הפתרון מבחינת molality, כמו המסה של מומס ממס אין תנודות קלות או שינויי unapparent עבור השפעות של טמפרטורה או לחץ; כפי שהיא עושה פתרונות עם מומס גזי.

בנוסף, הוא ציין כי יחידת ריכוז זו המכונה מומס מסוים הוא ללא שינוי על ידי קיומם של אחרים solutes ב פירוק.

המלצות והערות חשובות על ריכוז כימי

נפח הפתרון הוא תמיד גדול יותר מזה של הממס

כאשר נפתרים תרגילי הפתרון, השגיאה של פרשנות נפח הפתרון כאילו היה הממס מתעוררת. לדוגמה, אם אחד של אבקת שוקולד הוא מומס ליטר אחד של מים, נפח של הפתרון אינו שווה לזה של ליטר אחד של מים.

למה לא? כי המומס תמיד לכבוש את החלל בין מולקולות ממס. כאשר הממס יש זיקה גבוהה עבור המומס, לשנות את עוצמת הקול לאחר הפירוק יכול להיות מצחיק או זניח.

אבל, אם לא, ואף יותר אם כמות המומס היא גדולה, שינוי עוצמת הקול יש לקחת בחשבון. להיות כך: Vsolvente + Vsoluto = Vsolución. רק בפתרונות מדוללים או כאשר כמות המומס קטנה היא תקפה Vsolvente = Vsolution.

שגיאה זו צריכה להישמר מאוד לזכור במיוחד כאשר עובדים עם נוזלים נוזליים. לדוגמה, אם במקום להמיס אבקת שוקולד, דבש הוא מומס באלכוהול, ולאחר מכן את נפח הדבש הוסיף תהיה השפעה משמעותית על הנפח הכולל של הפתרון.

לכן, במקרים אלה, נפח של המומס יש להוסיף לזה של הממס.

השירות של Molarity

-ידיעת molarity של פתרון מרוכז מאפשרת דילול חישובים באמצעות הנוסחא הפשוטה M1V1 = M2V2 שבו M1 מתאים molarity הראשונית של הפתרון ואת m2, molarity של הפתרון להיות מוכן מהפתרון M1.

-לדעת את מולריות של פתרון, אתה יכול בקלות לחשב את הנורמליות של הפתרון באמצעות הנוסחה הבאה: נורמליות = מספר שווה ערך x M

הנוסחאות אינן משוכנעות, אך היחידות או ההגדרות הן

עם זאת, לפעמים זיכרון נכשל לזכור את כל המשוואות הרלוונטיות חישובים ריכוז. בשביל זה זה מאוד שימושי יש הגדרה ברורה של כל רעיון.

מההגדרה, היחידות נכתבות באמצעות גורמי המרה כדי להביע את אלה התואמים את מה שאתה רוצה לקבוע.

לדוגמה, אם יש לך את molality ואתה רוצה להמיר אותו לנורמליות, פעל כדלקמן:

(מ"ל / ק"ג ממיס) x (ק"ג / 1000 גרם) (g הממס / מ"ל) (מ"ל solvent / פתרון מ"ל) (1000mL / L) (Eq / mol)

שים לב כי (g הממס / מ"ל) הוא צפיפות של ממס. המונח (תמיסת מ"ל מ"ל / מ"ל) מתייחס לכמות נפח הפתרון המתאים למעשה לממס. בתרגילים רבים המונח האחרון זה שווה ל 1, מסיבות מעשיות, אם כי זה אף פעם לא נכון לחלוטין.

הפניות

1. כימיה מבוא - 1^רחוב מהדורה קנדית. יחידות כמותיות של ריכוז. פרק 11 פתרונות. נלקח מ: opentextbc.ca
2. ויקיפדיה. (2018). ריכוז שווה מתוך: en.wikipedia.org
3. פארמה. (2018). מהי מולריות? נלקח מ: pharmafactz.com
4. ויטן, דייוויס, פק & סטנלי. כימיה (8th ed.). CENGAGE למידה, עמ '101-103, 512, 513.
5. מימית פתרונות. נלקח מ: chem.ucla.edu
6. Quimicas.net (2018). דוגמאות של נורמליות. מקור: quimicas.net.