ХЕМИЈСКА КОНЦЕНТРАЦИЈА: ЕКСПРЕСИЈА, ЈЕДИНИЦЕ, МОЛАЛИТЕТ - ХЕМИЈА - 2025

Концентрација хемикалија је нумеричка мера релативне количине растворене супстанце у раствору. Ово мерење изражава однос раствора према количини или запремини растварача или раствора у јединицама концентрације. Израз "концентрација" повезан је са количином раствореног раствора: раствор ће бити концентрованији што више раствора има.

Ове јединице могу бити физичке када се узму у обзир масене и / или запреминске величине раствора или хемијских компоненти, када је концентрација раствора изражена у његовим моловима или еквивалентима, узимајући Авогадров број као референцу.

Аутор: Леием, из Викимедиа Цоммонс

Дакле, коришћењем молекуларних или атомских тегова и Авогадровог броја, могуће је претворити физичке јединице у хемијске јединице када се изражава концентрација датог раствора. Због тога се све јединице могу претворити у исто решење.

Разблажени и концентровани раствори

Како можете знати да ли је концентрација веома разблажена или концентрисана? На први поглед манифестацијом било ког од његових органолептичких или хемијских својстава; то јест она која чула опажају или која се могу мерити.

Горња слика приказује разблажење концентрације калијум дихромата (К ₂ Цр ₂ О ₇ ), које има наранџасту боју. Са леве на десно можете видети како боја опада интензитетом док се концентрација разблажава, додајући још растварача.

Ово разблаживање омогућава добијање на овај начин разблажене концентрације из концентроване. Боја (и друга "скривена" својства у њеној наранџастој језгри) се мењају на исти начин као и физичке или хемијске јединице.

Али шта су хемијске јединице концентрације? Међу њима су моларност или моларна концентрација раствора, која повезује молове раствора према укупној запремини раствора у литрама.

Такође постоји молалитет или такође названа концентрација мола, која се односи на молове раствора, али који су садржани у стандардизованој количини растварача или растварача који је тачно један килограм.

Овај растварач може бити чист или ако раствор садржи више од једног растварача, молалитет ће бити молови раствора на килограм смеше растварача.

И трећа јединица хемијске концентрације је нормалност или нормална концентрација раствора која изражава број хемијских еквивалента раствора по литри раствора.

Јединица у којој је нормалност изражена је у еквивалентима по литри (Ек / Л), а у медицини се концентрација електролита у људском серуму изражава у милиеквивалентима по литри (мЕк / Л).

Начини изражавања концентрације

Концентрација раствора може се означити на три главна начина, иако они имају велику разноликост термина и јединица, који се могу користити за изражавање мера ове вредности: квалитативни опис, квантитативна нотација и класификација у терминима растворљивост.

Зависно од језика и контекста у којем радите, одабире се један од три начина за изражавање концентрације смеше.

Квалитативни опис

Коришћен углавном у неформалном и нетехничком језику, квалитативни опис концентрације смеше се изражава у облику придјева, који на уопштени начин означавају ниво концентрације коју раствор има.

Дакле, минимални ниво концентрације према квалитативном опису је ниво „разблаженог“ раствора, а максимални ниво „концентрованог“.

О разблаженим растворима говоримо када раствор има веома низак удио раствора као функцију укупне запремине раствора. Ако желите да разблажите раствор, додајте више растварача или пронађите начин да смањите раствор.

Сада говоримо о концентрованим растворима када они имају висок удио раствора као функцију укупне запремине раствора. Да бисте концентровали раствор, додајте више раствора или смањите количину растварача.

У том смислу, ова класификација се назива квалитативни опис, не само зато што нема математичких мерења, већ и због свог емпиријског квалитета (може се приписати визуелним особинама, мирисима и укусима, без потребе за научним тестовима).

Класификација по растворљивости

Растворљивост концентрације означава максимални капацитет раствора који раствор поседује, у зависности од услова као што су температура, притисак и супстанце које су растворене или у суспензији.

Раствори се могу класификовати у три врсте према њиховом нивоу раствореног раствора у тренутку мерења: незасићени, засићени и пренасићени раствори.

- Незасићени раствори су они који садрже мању количину раствора него што раствор може да отопи. У овом случају, раствор није достигао своју максималну концентрацију.

- Засићени раствори су они у којима је највећа могућа количина раствора растворена у растварачу на одређеној температури. У овом случају постоји равнотежа између обе супстанце и раствор не може прихватити више раствора (јер ће се исталожити).

- Презасићени раствори имају више раствора него што би раствор прихватио у равнотежним условима. Ово се постиже загревањем засићеног раствора, додавањем више раствора од нормалног. Једном када је хладан, растварач неће аутоматски таложити, али било какве сметње могу изазвати овај ефекат због његове нестабилности.

Квантитативни запис

Када се проучава раствор који ће се користити у техничком или научном пољу, потребна је прецизност мерена и изражена у јединицама, које описују концентрацију према тачним вредностима масе и / или запремине.

Због тога постоји низ јединица које се користе за изражавање концентрације раствора у његовом квантитативном запису, које су подељене на физичке и хемијске и које заузврат имају своје поделе.

Јединице физичких концентрација су оне "релативне концентрације", које су изражене у процентима. Постоје три начина за изражавање процентуалних концентрација: масни проценти, запремински проценти и масни запремински проценти.

Уместо тога, јединице хемијских концентрација заснивају се на моларним количинама, грам-еквивалентима, деловима на милион и другим карактеристикама раствора у односу на раствор.

Ове јединице су најчешће због њихове велике прецизности приликом мерења концентрација, и због тога су обично оне које желите да знате када радите са хемијским растворима.

Јединице за концентрацију

Као што је описано у претходним одељцима, када квантитативно карактеришу концентрацију раствора, за ову сврху би требало да управљају прорачунима постојеће јединице.

Исто тако, јединице за концентрацију су подељене на јединице релативне концентрације, оне у разблаженим концентрацијама, оне на бази молова и додатне.

Јединице релативне концентрације

Релативне концентрације су оне изражене у процентима, како је наведено у претходном одељку. Ове јединице су подељене на проценат масе-масе, проценат запремине и запремине, а израчунавају се на следећи начин:

-% маса = маса раствора (г) / маса укупног раствора (г) к 100

-% запремина = запремина раствора (мл) / запремина укупне раствора (мл) к 100

-% маса / запремина = маса раствора (г) / запремина укупне раствора (мл) к 100

У овом случају, да би се израчунала маса или запремина укупног раствора, маса или запремина раствора морају се додати маси растварача.

Јединице концентрације разблажених

Јединице разређене концентрације су оне које се користе за исказивање оних врло малих концентрација које су у облику трагова унутар разблаженог раствора; Најчешћа употреба ових јединица је проналажење трагова једног гаса раствореног у другом, као што су агенси који загађују ваздух.

Ове јединице су наведене у облику делова на милион (ппм), делова по милијарди (ппб) и делова по билиону (ппт), и изражене су на следећи начин:

- ппм = 1 мг раствора / 1 Л раствора

- ппб = 1 μг раствора / 1 Л раствора

- ппт = 1 нг раствора / 1 Л раствора

У овим изразима мг је једнак милиграмима (0,001 г), μг је једнак микрограмима (0,000001 г), а нг је нанограм (0,000000001 г). Ове јединице се такође могу изразити у количини / запремини.

Јединице за концентрацију као функција молова

Јединице концентрације засноване на моловима су јединице молске фракције, молског процента, моларности и молалности (последња два су боље описана на крају чланка).

Молијски део неке супстанце је део свих њених саставних молекула (или атома) као функција укупних молекула или атома. Израчунава се на следећи начин:

Кс _А = број молова супстанце А / укупан број молова у раствору

Овај поступак се понавља за остале супстанце у раствору, узимајући у обзир да збир Кс _А + Кс _Б + Кс _Ц … мора бити једнак једном.

Процентуални проценат се ради на сличан начин као Кс _А , само у смислу процента:

Моларни проценат А = Кс _А к 100%

У завршном одељку детаљно ће се расправљати о моларности и молљивости.

Формалност и нормалност

Коначно, постоје две јединице концентрације које се тренутно користе: формалност и нормалност.

Формалност раствора представља број грам-формуле-грам по литру укупног раствора. Изражава се као:

Ф = Не. ПФГ / Л раствор

У овом изразу ПФГ је једнак тежини сваког атома супстанце, изражено у грамима.

Уместо тога, нормалност представља број еквивалента раствора подељен са литрама раствора, као што је наведено у наставку:

Н = еквивалентни грам раствора / Л раствора

У поменутом изразу еквивалентни грами раствора могу се израчунати бројем молова Х ⁺ , ОХ ^- или другим методама, у зависности од врсте молекула.

Моларитет

Моларност или моларна концентрација раствора је јединица хемијске концентрације која изражава или односи молове раствора (н) који су садржани у једној (1) литри (Л) раствора.

Моларност је означена великим словом М, а за одређивање молова раствора (н), грами раствора (г) су подељени са молекулском масом (МВ) раствора.

Исто тако, молекулска маса МВ раствора добијена је од износа атомске масе (ПА) или атомске масе хемијских елемената, узимајући у обзир пропорцију у којој се они комбинују да би формирали раствор. Дакле, различити раствори имају свој властити ПМ (мада то није увек случај).

Ове дефиниције су сумиране у сљедећим формулама које се користе за обављање одговарајућих израчунавања:

Моларност: М = н (молови раствора) / В (литра раствора)

Број молова: н = г раствора / МВ раствора

Вежба 1

Израчунајте Моларност раствора који се припрема са 45 г Ца (ОХ) ₂ раствореног у 250 мл воде.

Прво што треба израчунати је молекулска маса Ца (ОХ) ₂ (калцијум хидроксид). Према својој хемијској формули, једињење је састављено од кацијума калцијума и два хидроксил аниона. Овде је тежина електрона мања или већа за врсту занемарљива, па се узимају атомске тежине:

Извор: Габриел Боливар

Број молова растварача тада ће бити:

н = 45 г / (74 г / мол)

н = 0,61 мола Ца (ОХ) ₂

Добијено је 0,61 мола раствора, али важно је имати на уму да ови молови леже растворени у 250 мл раствора. Пошто је дефиниција Моларити мола у литри или 1000 мл, тада се мора направити једноставно правило три за израчунавање молова који се налазе у 1000 мл поменутог раствора

Ако у 250 мЛ раствора има => 0.61 мола раствора

У 1000 мЛ раствора => к Колико молова има?

к = (0,61 мол) (1000 мл) / 250 мл

Кс = 2,44 М (мол / Л)

Још један начин

Други начин да се добију молови за примену формуле захтева да се 250 мЛ одвоји у литрама, такође примењујући правило три:

Ако је 1000 мл => 1 литар

250 мл => к Колико литара има?

к = (250 мЛ) (1 Л) / 1000 мЛ

к = 0,25 Л

Замјена потом у формули Моларити:

М = (0,61 мол раствора) / (0,25 Л раствора)

М = 2,44 мол / Л

Вежба 2

Шта значи да раствор ХЦл буде 2,5 М?

Раствор ХЦл је 2,5 мола, односно у једном литру је растворено 2,5 мола хлороводоничне киселине.

Нормално

Нормалност или еквивалентна концентрација је јединица хемијске концентрације раствора која је означена великим словом Н. Ова јединица концентрације указује на реактивност раствора и једнака је броју еквивалената раствора (Ек) дељено на запремину раствора изражено у литрама.

Н = Ек / Л

Број еквивалената (Ек) једнак је грамима раствора подијељен с еквивалентном масом (ПЕк).

Ек = г раствора / ПЕк

Еквивалентна тежина, или позната и као грам еквивалент, израчунава се добијањем молекулске тежине раствора и дељењем са еквивалентним фактором који се у сврху сабирања у једначини назива делта зета (ΔЗ).

ПЕк = ПМ / ΔЗ

Прорачун

Прорачун нормалности имаће врло специфичну варијацију еквивалентног фактора или ΔЗ, што такође зависи од врсте хемијске реакције у којој учествују растворене или реактивне врсте. Неки случајеви ове варијације могу се поменути у наставку:

-Кад је киселина или база, ΔЗ или еквивалентни фактор, биће једнак броју водоничних јона (Х ⁺ ) или хидроксил ОХ-а ^- који растварач има. На пример, сумпорна киселина (Х ₂ СО ₄ ) има два еквивалента јер има два киселе протоне.

-Кад је у питању реакција редукције оксидације, ΔЗ ће одговарати броју електрона који су укључени у процес оксидације или редукције, у зависности од конкретног случаја. Овде долази до изражаја балансирање хемијских једначина и спецификација реакције.

-Такође, овај еквивалентни фактор или ΔЗ ће одговарати броју јона који се таложе у реакцијама класификованим као падавина.

Вежба 1

Одредити нормалност 185 г На ₂ СО ₄ пронађена 1.3 Л раствора.

Молекуларна тежина раствора у овом раствору прво ће се израчунати:

Извор: Габриел Боливар

Други корак је израчунавање еквивалентног фактора или ΔЗ. У том случају, пошто је натријум сулфат со, ^{размотрит} ћемо се валенција или набој катиона или метала На ⁺ , који ће се множити са 2, што је подпис хемијске формуле соли или раствора:

На ₂ СО ₄ => ∆З = Валенциа Цатион к Субсцрипт

∆З = 1 к 2

Да би се добила еквивалентна тежина, замењује се у одговарајућој једначини:

ПЕк = (142.039 г / мол) / (2 екв / мол)

ПЕк = 71,02 г / екв

А онда можете наставити с израчунавањем броја еквивалента, поново прибегавајући другом једноставном прорачуну:

Ек = (185 г) / (71,02 г / екв.)

Број еквивалената = 2.605 Ек

Коначно, са свим потребним подацима, нормалност се сада израчунава супституцијом према њеној дефиницији:

Н = 2.605 Ек / 1.3 Л

Н = 2,0 Н

Молалити

Молалитет је означен малим словом м и једнак је моловима раствора који су присутни у једном (1) килограму растварача. Такође је позната и као концентрација молала и израчунава се следећом формулом:

м = моли раствора / кг растварача

Док моларност успоставља однос молова растворених садржанима у једној (1) литри раствора, молалитет се односи на молове раствора који постоје у једном (1) килограму растварача.

У оним случајевима када је раствор припремљен са више од једног растварача, молалитет ће изразити исте молове раствора по килограму смеше растварача.

Вежба 1

Одредите молалност раствора који је припремљен мешањем 150 г сахарозе (Ц ₁₂ Х ₂₂ 0 ₁₁ ) са 300 г воде.

Молекуларна тежина сахарозе се прво утврђује да би се започело израчунавање молова раствора у овом раствору:

Извор: Габриел Боливар

Број молова сахарозе се израчунава:

н = (150 г сахарозе) / (342.109 г / мол)

н = 0,438 мола сахарозе

Грами растварача се затим претварају у килограме да би се применила коначна формула.

Замјена затим:

м = 0,438 мола сахарозе / 0,3 килограма воде

м = 1.46 мол Ц ₁₂ Х ₂₂ 0 ₁₁ / Кг Х ₂ О

Иако се тренутно расправља о коначном испољавању молалитета, овај резултат се такође може изразити као:

1,26 м Ц ₁₂ Х ₂₂ 0 ₁₁ или 1,26 молал

Понекад се сматра корисним изразити концентрацију раствора у погледу молалитета, јер масе раствора и растварача не трпе мале флуктуације или неприметне промене услед утицаја температуре или притиска; као што се догађа у растворима са гасовитим раствором.

Даље, истакнуто је да ова јединица концентрације која се односи на одређени раствор не мења постојање других раствора у раствору.

Препоруке и важне напомене о концентрацији хемикалија

Запремина раствора је увек већа од волумена растварача

Како се вежбе решавања решавају, појављује се грешка у тумачењу волумена раствора као да је растварач. На пример, ако је један грам чоколаде у праху растворен у једној литри воде, запремина раствора није једнака количини једног литра воде.

Што да не? Јер растворени ће увек заузимати простор између молекула растварача. Када растварач има високи афинитет ка раствору, промена запремине након растварања може бити занемарљива или занемарљива.

Али, ако не, и још више ако је количина раствора велика, мора се узети у обзир промена запремине. Будући овако: Всолвент + Всолуте = растварање. Само у разблаженим растворима или тамо где су количине раствора мале, важи Всолвент = Растварање.

Ову грешку треба имати на уму посебно током рада са течним раствором. На пример, ако се уместо растварања чоколаде у праху, мед растопи у алкохолу, тада ће запремина додатка меда приметно утицати на укупну запремину раствора.

Према томе, у тим случајевима се запремина раствора мора додати количини растварача.

Утилити оф Моларити

-Знавање Моларности концентрованог раствора омогућава израчунавање разблажења једноставном формулом М1В1 = М2В2, где М1 одговара почетној Моларности раствора, а М2 Моларитет раствора који се припрема из раствора. са М1.

-Знајући Моларност решења, његова Нормалност се може лако израчунати следећом формулом: Нормалност = број еквивалентних к М

Формуле се не памте, али су јединице или дефиниције

Међутим, понекад меморија пропада када покушавате да се сетите свих једначина које су важне за израчунавање концентрације. За ово је веома корисно имати врло јасну дефиницију сваког концепта.

Полазећи од дефиниције, јединице се пишу користећи факторе конверзије да би изразили оне који одговарају ономе што треба одредити.

На пример, ако имате молалитет и желите да га претворите у нормално, поступите на следећи начин:

(мол / Кг растварача) к (кг / 1000 г) (г растварач / мЛ) (мЛ растварача / мЛ раствора) (1000мЛ / Л) (Ек / мол)

Имајте на уму да је (г растварач / мЛ) густина растварача. Израз (мл растварача / мл раствора) односи се на то колико запремина раствора заправо одговара растварачу. У многим вежбама овај последњи термин је из практичних разлога једнак, иако то никада није потпуно тачно.

Референце

1. Уводна хемија - ^1. канадско издање. Квантитативне јединице концентрације. Поглавље 11 Решења. Преузето са: опентектбц.ца
2. Википедиа. (2018). Еквивалентна концентрација. Преузето са: ен.википедиа.орг
3. ПхармаФацтз. (2018). Шта је моларност? Преузето са: пхармафацтз.цом
4. Вхиттен, Давис, Пецк и Станлеи. Хемија. (8. изд.). ЦЕНГАГЕ Леарнинг, п 101-103, 512, 513.
5. Водени раствори - Моларитет. Преузето са: цхем.уцла.еду
6. Куимицас.нет (2018). Примери нормалности. Опоравак од: куимицас.нет.