Συγκέντρωση είναι μια έκφραση του πόσο διαλυτό διαλύεται σε a διαλυτικό μέσο σε μια χημική ουσία λύση. Υπάρχουν πολλά μονάδες συγκέντρωσης. Ποια μονάδα χρησιμοποιείτε εξαρτάται από τον τρόπο με τον οποίο σκοπεύετε να χρησιμοποιήσετε τη χημική λύση. Οι πιο κοινές μονάδες είναι η γραμμομοριακότητα, η γραμμικότητα, η κανονικότητα, η εκατοστιαία αναλογία μάζας, το ποσοστό όγκου και το κλάσμα μορίων. Ακολουθούν οδηγίες βήμα προς βήμα για τον υπολογισμό της συγκέντρωσης, με παραδείγματα.
Σημειώστε ότι υποθέτω ότι διαλύοντας τα 6 γραμμάρια αλατιού δεν επηρέασε αισθητά τον όγκο του διαλύματος. Όταν προετοιμάζετε μια μοριακή λύση, αποφύγετε αυτό το πρόβλημα προσθέτοντας διαλύτη στη διαλυμένη ουσία για να φτάσετε σε συγκεκριμένο όγκο.
Molality χρησιμοποιείται για να εκφράσει τη συγκέντρωση μιας λύσης όταν εκτελείτε πειράματα που συνεπάγονται μεταβολές της θερμοκρασίας ή λειτουργούν με ιδιοσυστατικές ιδιότητες. Σημειώστε ότι με υδατικά διαλύματα σε θερμοκρασία δωματίου, η πυκνότητα νερού είναι περίπου 1 kg / L, έτσι ώστε τα M και m να είναι σχεδόν τα ίδια.
Κατ 'αρχάς, προσδιορίστε πόσες κροτίδες υπάρχουν σε 3 γραμμάρια KCl. Ξεκινήστε ανατρέχοντας τον αριθμό γραμμάρια ανά γραμμομόριο κάλιο και χλώριο σε ένα Περιοδικός Πίνακας. Στη συνέχεια, προσθέστε τα μαζί για να πάρετε τα γραμμάρια ανά γραμμομόριο για το KCl.
Εκφράστε αυτό ως γραμμομόρια ανά χιλιόγραμμο διάλυμα. Τώρα, έχετε 250 ml νερού, το οποίο είναι περίπου 250 g νερού (υποθέτοντας πυκνότητα 1 g / ml), αλλά έχετε επίσης 3 g διαλύματος, οπότε η συνολική μάζα του διαλύματος είναι πιο κοντά στα 253 g από τα 250. Χρησιμοποιώντας 2 σημαντικούς αριθμούς, είναι το ίδιο πράγμα. Εάν έχετε πιο ακριβείς μετρήσεις, μην ξεχάσετε να συμπεριλάβετε τη μάζα της διαλυμένης ουσίας στον υπολογισμό σας!
Κανονικότητα είναι παρόμοια με τη γραμμομοριακότητα, εκτός από το ότι εκφράζει τον αριθμό των ενεργών γραμμαρίων μιας διαλυμένης ουσίας ανά λίτρο διαλύματος. Αυτό είναι το γραμμάριο ισοδύναμο βάρος της διαλυμένης ουσίας ανά λίτρο διαλύματος.
Παράδειγμα: Για τις αντιδράσεις οξέος-βάσης, ποια θα ήταν η κανονικότητα του 1Μ διαλύματος θειικού οξέος (H2ΕΤΣΙ4) στο νερό?
Το θειικό οξύ είναι ένα ισχυρό οξύ που διασπάται εντελώς στα ιόντα του, το Η+ και έτσι42-, σε υδατικό διάλυμα. Γνωρίζετε ότι υπάρχουν 2 γραμμομόρια ιόντων Η + (τα ενεργά χημικά είδη σε αντίδραση όξινης βάσης) για κάθε 1 γραμμομόριο θειικού οξέος λόγω του δείκτη στον χημικό τύπο. Έτσι, ένα 1Μ διάλυμα θειικού οξέος θα ήταν ένα 2Ν (2 κανονικό) διάλυμα.
Ποσοστό μάζας η σύνθεση (που ονομάζεται επίσης εκατοστιαία αναλογία μάζας ή ποσοστό επί τοις εκατό) είναι ο ευκολότερος τρόπος για να εκφράζεται η συγκέντρωση μιας λύσης επειδή δεν απαιτούνται μετατροπές μονάδων. Απλά χρησιμοποιήστε μια κλίμακα για να μετρήσετε τη μάζα της διαλυμένης ουσίας και του τελικού διαλύματος και εκφράστε την αναλογία ως ποσοστό. Θυμηθείτε ότι το άθροισμα όλων των ποσοστών των συστατικών σε ένα διάλυμα πρέπει να προσθέσει έως και 100%
Το ποσοστό μάζας χρησιμοποιείται για όλες τις λύσεις, αλλά είναι ιδιαίτερα χρήσιμο όταν ασχολείστε τα μίγματα στερεών ή οποιεσδήποτε φυσικές ιδιότητες του διαλύματος είναι πιο σημαντικές από τις χημικές ιδιότητες.
Παράδειγμα: Το κράμα Nichrome αποτελείται από 75% νικέλιο, 12% σίδηρο, 11% χρώμιο, 2% μαγγάνιο, κατά μάζα. Εάν διαθέτετε 250 γραμμάρια ειχρωμίου, πόσο σίδηρο έχετε;
Επειδή η συγκέντρωση είναι ένα ποσοστό, γνωρίζετε ότι ένα δείγμα 100 γραμμαρίων θα περιέχει 12 γραμμάρια σιδήρου. Μπορείτε να το ορίσετε ως μια εξίσωση και να λύσετε το άγνωστο "x":
Όγκος όγκου είναι ο όγκος της διαλελυμένης ουσίας ανά όγκο διαλύματος. Αυτή η μονάδα χρησιμοποιείται όταν αναμιγνύετε μαζί όγκους δύο λύσεων για την προετοιμασία μιας νέας λύσης. Όταν αναμιγνύετε τις λύσεις, τους όγκους δεν είναι πάντα πρόσθετες, έτσι το ποσοστό του όγκου είναι ένας καλός τρόπος για να εκφράσετε τη συγκέντρωση. Η διαλελυμένη ουσία είναι το υγρό που υπάρχει σε μικρότερη ποσότητα, ενώ η διαλυμένη ουσία είναι το υγρό που υπάρχει σε μεγαλύτερη ποσότητα.
Υπολογισμός ποσοστού όγκου: όγκος διαλυμένης ουσίας ανά όγκο διαλύματος (δεν όγκος διαλύτη), πολλαπλασιασμένο επί 100%
Γραμμομοριακό κλάσμα ή μοριακό κλάσμα είναι ο αριθμός μορίων ενός συστατικού ενός διαλύματος διαιρούμενος με τον συνολικό αριθμό μορίων όλων των χημικών ειδών. Το άθροισμα όλων των μορίων κλασμάτων ανέρχεται σε 1. Σημειώστε ότι οι μοσχοκάρυδοι ακυρώνονται κατά τον υπολογισμό του μοριακού κλάσματος, επομένως είναι μια ενιαία τιμή. Σημειώστε ότι μερικοί άνθρωποι εκφράζουν κλάσμα mole ως ποσοστό (όχι συνηθισμένο). Όταν γίνει αυτό, το μοριακό κλάσμα πολλαπλασιάζεται επί 100%.
σύμβολο: X ή το κατώτερο ελληνικό γράμμα chi, χ, το οποίο συχνά είναι γραμμένο ως δείκτης
Τα μόρια του NaCl παρέχονται, αλλά εξακολουθείτε να χρειάζεστε τον αριθμό των γραμμομορίων νερού, H2Ο. Ξεκινήστε υπολογίζοντας τον αριθμό των γραμμομορίων σε ένα γραμμάριο νερού, χρησιμοποιώντας δεδομένα περιοδικού πίνακα για το υδρογόνο και το οξυγόνο: