Tartalom

• Lépések
• Tanács
• Figyelem

A kémia területén megoldás homogén keveréke oldott anyag és Oldószer oldja fel az oldott anyagot. Koncentráció az oldószerben oldott anyag mennyiségének mértéke. Számos oka van az oldat koncentrációjának kiszámítására, de a módszer ugyanaz, függetlenül attól, hogy fürdőben kell tesztelnie a klórszintet, vagy vérmintát kell elemeznie az életmentés érdekében. Ez a cikk néhány alapvető kémiai ismeretet nyújt az oldatkémia terén, majd részletes utasításokat követ egy nagyon gyakori gyakorlati alkalmazásról - az akvárium karbantartásáról.

Lépések

1/5 módszer: Ismerje meg a koncentráció alapjait

1. 

   Tanuljon szókincset. A koncentráció az oldott anyag és az egész keverék tömegének aránya. Például, ha a cukrot és az ecetet együtt oldja fel egy kísérlet céljából, akkor ki kell számolnia a keverék cukor koncentrációját. Az alábbiakban bemutatjuk a kémiai probléma eredményének egyes összetevőit:
   • A cukor az oldott anyag, vagyis az összetevő feloldódik. Az oldott anyag koncentrációját mérik.
   • Az ecet az Oldószer, azt az anyagot jelenti, amelyben felold egy másik anyagot.
   • Miután összekeverte őket, lesz egy megoldás. A koncentráció kiszámításához meg kell kapni az oldat teljes tömegét, ez megtalálható az oldott anyag és az oldószer tömegének összeadásával.
   • Ha nem emlékszik, melyik oldószer és melyik oldószer emlékszik erre a példára.

2. 

   
   
   Megtanulják, hogyan kell írni a koncentrációkat. Mivel az anyag "tömegének" ábrázolására különböző módszerek léteznek, a koncentráció megírásának többféle módja van. Ezek a leggyakoribbak:
   • Gram literenként (g / l). Ez egyszerűen az oldott anyag tömege grammokban egy adott térfogatú oldatban. Gyakran használják oldószerekhez és folyékony oldószerekhez, például cukorhoz és ecethez a fenti példában.
   • Moláris koncentráció (M). Az oldott anyag moljainak száma elosztva az oldat térfogatával. A Mol a kémia mértékegysége, amelyet egy anyag atomjainak vagy molekuláinak a leírásához használnak.
   • Millió rész (ppm). Oldott anyag egységeinek száma (általában grammban vagy milligrammban) az oldat millió egységére számítva. Általában nagyon híg vizes oldatokhoz használják.
   • Százalékos összetétel. Az oldott anyag százszázalékos oldatban lévő részei (általában grammban). A százalékjel azt jelenti, hogy "100-ban", így könnyen megírhatja a töredéket százalékban.
   hirdetés

2. módszer az 5-ből: Számítsa ki a koncentrációt grammban / literben

1. 

   
   
   Tudja meg, hogyan kell alkalmazni ezt a módszert. Ez egy hasznos módszer a koncentráció mérésére, amikor egy szilárd anyagot folyadékba oldunk, és amikor viszonylag nagy, könnyen mérhető megoldásokkal végezzük a számításokat. Ha az oldott anyag mennyisége csak néhány milligramm vagy az oldószer milliliterben van, akkor más módszert kell használnia.
   • Példa probléma: Keresse meg az oldat koncentrációját (gramm / liter), amelyet 3 ml asztali sóból 2000 ml vízbe készítenek. Írja meg válaszát grammban / literben.

2. 

   
   
   Konvertálja az oldott anyag tömegét grammra. Ha az oldott anyagot (amely az oldószer nagyobb mennyiségében van feloldva) grammban mérjük, hagyja ki ezt a lépést. Ha nem, akkor az egységeket grammra kell konvertálni. A tömegegységekből (például kilogrammokból) történő konvertálás egyszerű, ha megnézzük az átváltási arányokat, de a térfogategységekből (például literekből) konvertálás bonyolultabb. Minden anyagnak megvan a maga sűrűsége, ez az az érték, amely meghatározza az egységnyi térfogatban lévő anyag mennyiségét. Keresse meg ezt a sűrűséget és szorozza meg a térfogatértékkel, hogy megkapja a tömeget grammban, miután megbizonyosodott arról, hogy az egység megfelel.
   • A fenti példában a só az oldott anyag. A sót térfogategységben (ml) mérjük, ezért grammra kell átszámítani.
   • A só sűrűsége 1,15 g / ml. Ha a probléma nem adja meg ezeket az adatokat, akkor keresse meg őket egy tankönyvben vagy vegyi adatbázisban. Meg kell találnia a sűrűséget az Ön által használt egységekben (gramm / liter) kifejezve, vagy konvertálnia kell a megfelelő egységekre.
   • A 3 ml-es só tömegének kiszámításához számítson 3 ml × (/ _{1 ml}) = 3,45 gramm só.

3. 

   Konvertálja az oldószer adatait literre. Az oldószereket általában térfogategységekben mérjük, így az átalakítás meglehetősen egyszerű. Ha a probléma már literben oldó, folytassa a következő lépéssel.
   • A fenti példában 2000 ml vízünk van, így azt literre kell átalakítani.
   • Minden liter 1000 ml-t tartalmaz, ezért számítással konvertálja (/ _{1000 ml}) x (2000 ml) = 2 liter víz.
   • Ne feledje, hogy az egység átalakítását úgy rendezzük el, hogy az ml megsemmisüljön (egyet fent, egyet lent). Ha így írsz: _{1 L} x 2000 ml értelmetlen eredményt ad.

4. 

   Osszuk el az oldószert az oldott anyaggal. Most, hogy megvan az oldott anyag grammban kifejezett tömege és az oldószer térfogata literben, könnyedén megtalálja a g / l koncentrációt az alábbiak felosztásával:
   • A fenti példában / _{2 liter vizet} = 1725 g / l sókoncentráció.

5. 

   Képlet módosítása a nagy oldott anyag számításához. Elméletileg a teljes oldat térfogatával kell kiszámítanunk a koncentrációt, vagyis az oldott anyag és az oldószer térfogatát hozzáadjuk. Amikor kis mennyiségű szilárd anyagot feloldunk nagy mennyiségű folyadékba, a térfogatbeli különbség elhanyagolható, így figyelmen kívül hagyhatja az oldott anyag térfogatát, és csak az oldószer térfogatát használhatja, ahogy korábban tettük. Ha az oldott anyag térfogata elég nagy ahhoz, hogy a teljes térfogatot jelentősen megváltoztassa, akkor a képletet (g oldott anyag) / (L oldott anyag + L oldószer) értékre kell változtatnia.
   • A fenti példában a (_{2 liter vizet} + 0,003 L só) = 1,722 g / l.
   • Az eredmény és az eredeti eredmény közötti különbség csak 0,003 g / l. Ez nagyon kicsi eltérés, és majdnem kisebb, mint a mérőműszerek pontossága.
   hirdetés

3. módszer az 5-ből: Számítsa ki a koncentrációt százalékban vagy millióban

1. 

   Tudja meg, hogyan kell alkalmazni ezt a módszert. Használja ezt a módszert, ha a probléma a "százalékos tartalom" vagy a "tömegszázalék" megkeresését kéri. A kémia területén általában egy anyag tömege foglalkoztatja a legjobban. Miután megismerte az oldott anyag és az oldószer tömegét, a két tömeg összehasonlításával viszonylag könnyen megtalálja az oldott anyag százalékát.
   • Példa probléma: 10 g csokoládéport oldjunk fel 1,2 liter forró vízben. Először számítsa ki az oldat csokoládéjának tömegszázalékát. Ezután írja be az eredményt milliós részekre.

2. 

   Konvertálja az adatokat grammra. Ha vannak számok térfogategységben (például literben vagy milliliterben) megadva, azokat grammban kell tömegegységekre konvertálni. Mivel minden anyagnak van egy sajátos súlya (térfogat szerinti tömeg), a tömeg megtalálása előtt meg kell találnia a sajátosságát:
   • Keresse meg az anyag sűrűségét egy tankönyvben, vagy keresse meg online. Konvertálja ezt a sűrűséget a fenti grammra (a feladatban használt térfogategységre), ha a talált adatok nem megfelelőek. Szorozzuk meg a sűrűséget az anyag térfogatával, és grammban kapjuk a tömeget.
   • Például: Van 1,2 liter vize. A víz sűrűsége 1000 gramm / liter, ezért számolja ki (/ _{1 L}) x 1,2 L = 1200 g.
   • Mivel a csokoládétömeget grammban adták meg, nem szükséges változtatni.

3. 

   Számítsa ki a százalékot. Miután megkapta az oldott anyag tömegét és az oldószer tömegét grammban, használja ezt a képletet a százalék kiszámításához: (/ (_{gramm oldott anyag + gramm oldószer})) x 100.
   • 10 gramm csokoládé van, és kiderült, hogy a víz 1200 gramm. A teljes oldat (oldott anyag + oldószer) tömege 10 + 1200 = 1210 gramm.
   • Csokoládé koncentráció teljes oldatban = / _{(1210 gramm oldat)} = 0,00826
   • Szorozzuk meg ezt az értéket 100-mal, hogy megkapjuk a százalékot: 0,00826 x 100 = 0,826, tehát ennyi 0,826% csokoládé keveréke.

4. 

   Számítsa ki az összetevőket milliónként. Már van "százalékunk", így az egymillió részeket pontosan ugyanúgy számolják. A képlet a (/ (_{gramm oldott anyag + gramm oldószer})) x 1.000.000. Ezt a képletet a (/ (_{gramm oldott anyag + gramm oldószer})) x 10.
   • A fenti példában / _{(1210 gramm oldat)} = 0,00826.
   • 0,00826 x 10 = 8260 ppm csokoládé.
   • Általában egymillió részeket használnak nagyon kicsi koncentrációk mérésére, mert kényelmetlen százalékban írni. A kényelem érdekében ugyanazt a példát is felhasználjuk.
   hirdetés

4/5 módszer: Számítsa ki a moláris koncentrációt

1. 

   Mi kell a módszer alkalmazásához? A moláris koncentráció kiszámításához tudnia kell, hogy hány mól van az oldott anyag, de ezt az értéket könnyen megtudhatja, ha ismeri az oldott anyag tömegét és kémiai képletét. Ha nem rendelkezik mindezzel az információval, vagy a kémia területén nem ismerte meg a "mol" fogalmát, használjon más módszert.
   • Példa probléma: Mekkora az oldat 25 g kálium-hidroxid 400 ml vízben való feloldásával készített molaritása?
   • Ha az oldott anyag tömege grammtól eltérő egységekben van megadva, akkor először konvertáljon grammra.

2. 

   Számítsa ki az oldott anyag moláris tömegét. Minden kémiai elemnek ismert "moláris tömege" van, az elem egy móljának tömege. A molekulatömeg értéke megegyezik az elemek periódusos rendszerében található atomtömeggel, általában a kémiai szimbólum és az egyes elemek neve alatt. Egyszerűen adja hozzá az oldott anyagot alkotó elemek moláris tömegét az oldott anyag moláris tömegének meghatározásához.
   • A fenti példa kálium-hidroxidot használ oldott anyagként. Keresse meg ezt az anyagot egy tankönyvben vagy a kémiai képletek adatbázisában a kálium-hidroxid: KOH kémiai képletéhez.
   • A periódusos táblázat vagy az online dokumentáció segítségével keresse meg az elem atomtömegét: K = 39,0; O = 16,0; H = 1,0.
   • Adja össze az atomtömegeket, és írja be a "g / mol" egységet a moláris tömeg megszerzéséhez. 39 + 16 + 1 = 56 g / mol.
   • Azoknál a molekuláknál, amelyeknél egynél több atomtípus van, adjuk hozzá az egyes atomtípusok atomtömegét. Például H₂O molekulatömege 1 + 1 + 16 = 18 g / mol.

3. 

   Számítsa ki az oldott anyag moljainak számát. Miután moláris tömege (g / mol) megvan, átválthat gramm és mol között. Már tudja az oldott anyag tömegét grammban, így az alábbiak szerint módosíthatja (oldott anyag tömege grammban) x (/ _{moláris tömeg}) mólok eredményének elérése érdekében.
   • A fenti példában, mivel 25 gramm 56 g / mol moláris tömegű anyag van, az alábbiak szerint számoljon 25 g x (/ _{56 g / mol}= kb. 0,45 mol KOH oldatban.

4. 

   A moláris koncentráció meghatározásához ossza fel az oldat térfogatát literre. A moláris koncentrációt az oldott anyag moljainak és az oldat literjeinek hányadosaként határozzuk meg. Szükség esetén alakítsa literre az oldat térfogatát, majd hajtsa végre a számítást.
   • Ebben a példában 400 ml vízünk van, tehát 0,4 liter lenne.
   • A KOH moláris koncentrációja oldatban _{0,4 liter} = 1,125 M. (Pontosabb eredményeket kap egy számológéppel, és az utolsó lépésig ne kerekítsen egyetlen számot sem.)
   • Általában figyelmen kívül hagyhatja az oldott anyag térfogatát, mert az nem változtatja meg jelentősen az oldószer térfogatát. Ha az oldott anyagot elég nagy mennyiségben oldja fel a térfogat jelentős megváltoztatásához, akkor mérje meg a végső oldat térfogatát, és használja ezt a paramétert.
   hirdetés

5. módszer az 5-ből: Titrálás az oldat koncentrációjának kiszámításához

1. 

   Tudja, mikor kell titrálni. A titrálás a vegyészek által alkalmazott módszer az oldatban jelen lévő oldott anyag mennyiségének kiszámítására. A titrálás elvégzéséhez kémiai reakciót kell létrehoznia az oldott anyag és egy másik (általában folyékony oldatban oldott) reagens között. Mivel ismeri a második reagens pontos mennyiségét, és ismeri az adott anyag és az oldott anyag reakciójának kémiai egyenletét, kiszámíthatja az oldott anyag mennyiségét azáltal, hogy meghatározza az oldathoz először hozzáadandó reagens mennyiségét. amikor az oldott anyag reakciója befejeződött.
   • Így a titrálás nagyon jó módszer az oldat koncentrációjának kiszámítására amikor nem tudja, mi a kezdeti oldott anyag mennyisége.
   • Ha az oldott oldott anyag tömege ismert, akkor nincs szükség titrálásra - egyszerűen meghatározza az oldat térfogatát, és az első részben bemutatott módon számolja ki a koncentrációt.

2. 

   Készítse elő a titráló műszert. A pontos titráláshoz tiszta, precíz és professzionális kémiai eszközökkel kell rendelkeznie. Titrálási helyzetben helyezze az Erlen lombikot a bilincsre szerelt büretta cső alá. A bürettacső hegyének a lombik nyakában kell lennie, anélkül, hogy hozzáérne a lombik falához.
   • Győződjön meg róla, hogy minden berendezést megtisztított, öblítse le ioncserélt vízzel, és hagyja megszáradni.

3. 

   Öntsük az oldatot lombikokba és csövekbe. Pontosan mérjen meg egy kis mennyiségű, ismeretlen koncentrációjú oldatot. Miután az oldott anyag feloldódott, az egyenletesen oszlik el az oldatban, így ennek a kis mintaoldatnak a koncentrációja megegyezik az eredeti oldattal. Töltse meg a büretta csövet ismert koncentrációjú oldattal, amely reagál az oldatával. Jegyezze fel az oldat pontos térfogatát a büretta csőbe - kivonja a végső térfogatot, hogy megtalálja a reakcióban felhasznált teljes térfogatot.
   • Jegyzet: Ha a bürettacsőben lévő oldat és az ismeretlen koncentrációjú lombik oldata közötti reakció nem mutat nyilvánvaló reakciójelet, akkor hozzá kell adnia indikátor az üvegbe. A kémia területén az indikátor olyan vegyi anyag, amely megváltoztatja az oldat színét, amikor a reakció eléri az egyenértékű vagy a végpontot. A titráláshoz használt indikátorok általában savasak és redoxi reakciókat váltanak ki, de számos más típusú indikátor létezik. Keresse meg a kémia tankönyvét vagy online, hogy megtalálja a reakció megfelelő mutatóját.

4. 

   Indítsa el a titrálást. Az oldatot a büretta csövéből (az úgynevezett "titrálási oldatot") lassan töltsük a lombikba. Használjon mágneses keverőt vagy üvegrudat az oldat keveréséhez a reakció során. Ha az oldat reakciója látható, akkor olyan jeleket fog látni, mint a színváltozás, a buborékok, az új termék létrehozása stb. Ha indikátort használ, foltos sugár jelenik meg, amikor csepegtesse az oldatot a büretta csövéből a lombikba.
   • Ha a reakció megváltoztatja a pH-t vagy a potenciált, akkor a pH nyomon követéséhez nyomjon pH-értékű papírt vagy potenciométert a lombikba.
   • A pontosabb titráláshoz figyelemmel kell kísérnie a pH-értéket és a potenciált, amint azt említettük, rögzítve az olvasmányokat a titráns rögzített kis lépésekben történő hozzáadása után. A pH-t vagy a potenciált ábrázoljuk a hozzáadott titráló térfogatával. Látni fogja, hogy a grafikon meredeksége nagyon gyorsan változik a reakció ekvivalencia pontján.

5. 

   Csökkentse a titrálási sebességet. Amint a reakció megközelíti a végpontot, csökkentse a titrálási sebességet cseppenként. Jelző használata esetén a színes sugarak hosszabbak lehetnek. Folytassa a lehető leglassabban, amíg az utolsó csepp a reakciót pontosan leállítja ott. Ami az indikátort illeti, észre kell vennie az első hosszan tartó színváltozást a reakcióban.
   • Jegyezzük fel a végső térfogatot a büretta csőbe. Ha ezt kivonja a bürettacsőben lévő kezdeti oldat térfogatából, megtalálja az alkalmazott titrálóoldat pontos térfogatát.

6. 

   Számítsa ki az oldott anyag tömegét az oldatban. Használja a kémiai egyenletet a titráló és az oldat közötti reakcióra, hogy megállapítsa az oldott anyag moljainak számát a lombikban. Miután megtalálta az oldott anyag moljainak számát, ossza el az oldat térfogatával az oldat moláris koncentrációjának meghatározásához, vagy alakítsa át a molok számát grammra, és ossza el az oldat térfogatával, hogy megtalálja a koncentrációt g / l-ben. . Ehhez alapvető ismeretekre van szükséged a kvantumkémia terén.
   • Tegyük fel például, hogy 25 ml 0,5 M NaOH-t használunk a HCl-oldat és a víz egyenértékű pontjára való titrálásához. A HCl-oldat térfogata 60 ml a titrálás előtt. Hány mol HCl van oldatban?
   • Először nézzük meg a NaOH és a HCl közötti reakció kémiai egyenletét: NaOH + HCl> H₂O + NaCl.
   • Ebben az esetben egy mol NaOH reagál egy mol HCl-lel, hogy megtermelje a terméket (víz és NaCl). Mivel csak annyi NaOH-t ad hozzá, hogy az összes HCl-t semlegesítse, a reakcióban felhasznált NaOH-mol száma megegyezik a lombikban található HCl-mol-val.
   • Keresse meg a NaOH tömegét molban. 25 ml NaOH = 0,025 L NaOH x (0,5 mol NaOH / 1 L) = 0,0125 mol NaOH.
   • Mivel a reakcióegyenletből arra következtettünk, hogy az alkalmazott NaOH molszáma = az oldatban lévő HCl molszáma, következtethetünk arra, hogy 0,0125 mol HCl van oldatban.

7. 

   Számítsa ki az oldat koncentrációját. Most, hogy ismerjük az oldott oldott anyag tömegét, a moláris koncentráció megtalálása könnyű lesz. Osszuk el az oldatban lévő oldott mólok számát a vizsgálati oldat térfogatával (ők nem térfogatú oldat, amelyből mintát vesz). Az eredmény az oldat moláris koncentrációja!
   • A fenti példa moláris koncentrációjának meghatározásához egyszerűen ossza el a HCl mólszámát a lombikban lévő oldat térfogatával. 0,0125 mol HCl x (1 / 0,060 L) = 0,208 M HCl.
   • A moláris koncentráció g / l-re, ppm-re vagy százalékra való átszámításához az oldott anyag moláris számát tömeggé kell átalakítani (az oldott anyag keverékének moláris tömegét kell használni). A ppm és a százalékos értékek esetében az oldat térfogatát is tömeggé kell konvertálni (olyan konverziós tényezőt kell használni, mint a sűrűség, vagy egyszerűen meg kell mérni), majd meg kell szorozni 10-vel, vagy 10-tel. ppm-rel és százalékokkal.
   hirdetés

Tanács

• Bár az oldószerek és az oldószerek különféle anyagokban (szilárd, folyékony, gáz) létezhetnek elválasztva, az oldott anyag oldószerben való oldása után képződött oldat fizikai alakja azonos lesz. Oldószer.
• Titráláskor csak műanyagot vagy üvegárut használjon.

Figyelem

• A titrálás során viseljen szemüveget és kesztyűt.
• Legyen óvatos, ha bármilyen erős savval dolgozik. Mérgező hatású vagy szabadban végezzen próbát páraelszívóban.