Kimyasal Konsantrasyon Yollarını İfade Etme, Birimler, Molalite ve Molarite



kimyasal konsantrasyon bir çözelti içindeki nispi çözünen miktarının sayısal ölçüsüdür. Bu ölçü, çözünen maddenin, çözücünün miktar veya hacmine veya çözelti konsantrasyonuna bağlı olarak bir ilişkisini ifade eder. "Konsantrasyon" terimi, mevcut çözünen miktarı ile bağlantılıdır: bir çözelti, daha fazla çözünen maddeye sahipken, daha konsantre olacaktır.

Bu birimler, çözeltinin bileşenlerinin kütlesinin ve / veya hacminin büyüklüğü hesaba katıldığında, çözünenin konsantrasyonu, molleri veya eşdeğerleri cinsinden ifade edildiğinde, Avogadro sayısını referans alarak, fiziksel olabilir.

Böylece, moleküler veya atomik ağırlıklar ve Avogadro sayısı kullanılarak, belirli bir çözünen konsantrasyonunu ifade ederken fiziksel birimleri kimyasal olanlara dönüştürmek mümkündür. Bu nedenle, tüm birimler aynı çözüm için dönüştürülebilir.

indeks

  • 1 Seyreltilmiş ve konsantre çözeltiler
  • Konsantrasyonu ifade etmenin 2 Yolu
    • 2.1 Nitel tanım
    • 2.2 Çözünürlük ile sınıflandırma
    • 2.3 Nicel gösterim
  • 3 konsantrasyon birimi
    • 3.1 Bağıl konsantrasyon birimleri
    • 3.2 Seyreltilmiş konsantrasyon birimleri
    • 3.3 Mol bazlı konsantrasyon birimleri
    • 3.4 Formalite ve normallik
  • 4 Molarite
    • 4.1 Egzersiz 1
    • 4.2 Egzersiz 2
  • 5 Normallik
    • 5.1 Hesaplama
    • 5.2 Egzersiz 1
  • 6 Molalite
    • 6.1 Egzersiz 1
  • 7 Kimyasal derişim konusundaki tavsiyeler ve önemli notlar
    • 7.1 Çözeltinin hacmi her zaman çözücününkinden büyüktür
    • 7.2 Molaritenin Yararı
    • 7.3 Formüller hafızaya alınmaz ancak birimler veya tanımlar
  • 8 Kaynakça 

Seyreltilmiş ve konsantre çözeltiler

Bir konsantrasyonun çok seyreltilmiş veya konsantre olup olmadığı nasıl fark edilebilir? İlk bakışta organoleptik veya kimyasal özelliklerinden herhangi birinin tezahürü ile; yani, duyuları algılayan veya ölçülebilenler.

Üstteki görüntü, potasyum dikromat konsantrasyonunun (K) seyreltilmesini göstermektedir2Cr2Ey7), turuncu bir renk sergiler. Soldan sağa, konsantrasyon seyreltilirken rengin yoğunluğunu nasıl azalttığını görebilirsiniz, daha fazla çözücü ekleyin.

Bu dilüsyon bu şekilde konsantre bir konsantrasyondan seyreltilmiş bir konsantrasyon elde etmeyi mümkün kılar. Renkleri (ve turuncu göğsündeki diğer "gizli" özellikler), fiziksel veya kimyasal birimlerle aynı konsantrasyonda olduğu gibi değişir.

Peki kimyasal konsantrasyon birimleri nelerdir? Bunlar arasında bir çözeltinin molaritesi veya mol konsantrasyonu vardır; bu, çözünen molünü, çözeltinin toplam hacmi ile litre olarak ilişkilendirir..

Aynı zamanda molaliteye sahip ya da çözünen molüne atıfta bulunan ancak standart bir miktarda çözücünün ya da çözücünün tam olarak bir kilogramlık bir miktarında bulunan, molal konsantrasyon olarak da bilinir..

Bu çözücü saf olabilir veya çözelti birden fazla çözücü içeriyorsa, molalite çözücü karışımının kilogramı başına çözücünün molü olacaktır.

Ve üçüncü kimyasal konsantrasyon birimi, çözeltinin litresi başına çözünen maddenin kimyasal eşdeğer sayısını ifade eden bir çözeltinin normal veya normal konsantrasyonudur..

Normallik ifade edilen birim litre başına eşdeğerdir (Eq / L) ve tıpta insan serumundaki elektrolitlerin konsantrasyonu litre başına milivalan cinsinden ifade edilir (mEq / L).

Konsantrasyonu ifade etme yolları

Bir çözeltinin konsantrasyonu, kendi içinde bu değerin ölçüsünü ifade etmek için kullanılabilecek çok çeşitli terim ve birimlere sahip olsalar bile üç ana yolla gösterilebilir: nitel tanım, nicel gösterim ve terimlerdeki sınıflandırma çözünürlük.

Çalıştığınız dile ve içeriğe bağlı olarak, karışımın konsantrasyonunu ifade etmek için üç yoldan birini seçeceksiniz..

Nitel açıklama

Genel olarak gayri resmi ve teknik olmayan bir dilde kullanıldığında, karışım konsantrasyonunun nitel açıklaması, genel olarak bir çözeltinin sahip olduğu konsantrasyon seviyesini gösteren sıfatlar şeklinde ifade edilir..

Bu şekilde, nitel açıklamaya göre minimum konsantrasyon seviyesi, "seyreltilmiş" bir çözeltininkidir ve maksimum, "konsantre" olur..

Çözeltinin toplam hacmine bağlı olarak bir çözeltinin çok düşük oranda çözündüğü olduğunda seyreltilmiş çözeltilerden bahsediyoruz. Bir çözeltiyi seyreltmek istiyorsanız, daha fazla miktarda çözücü eklemeniz veya çözündürmeyi azaltmanın yollarını aramanız gerekir..

Şimdi toplam çözelti hacmine bağlı olarak yüksek oranda çözünen çözeltiye sahip olduklarında konsantre çözeltilerden bahsediyoruz. Bir çözeltiyi konsantre etmek, daha fazla çözünen eklemek veya çözücü miktarını azaltmak için.

Bu anlamda, nitel tanımlamaya sadece sınıflandırmadan yoksun değil ampirik niteliğinden dolayı değil (bilimsel kanıtlara ihtiyaç duymadan görsel özelliklere, kokulara ve tatlara atfedilebilir), bu sınıflandırma adı verilir..

Çözünürlük ile sınıflandırma

Bir konsantrasyonun çözünürlüğü, sıcaklık, basınç ve çözünmüş veya askıya alınmış maddeler gibi koşullara bağlı olarak çözelti içeren maksimum çözünme kapasitesini belirtir..

Solüsyonlar, ölçüm sırasında çözünen çözünen seviyelerine göre üç tipte sınıflandırılabilir: doymamış, doymuş ve aşırı doygun çözeltiler.

- Doymamış çözeltiler, çözeltinin çözünebildiği daha az miktarda çözünen içeren çözeltilerdir. Bu durumda, çözüm maksimum konsantrasyonuna ulaşmamıştır.

- Doymuş çözeltiler, çözücü içinde maksimum miktarda çözücünün belirli bir sıcaklıkta çözüldüğü çözeltilerdir. Bu durumda, her iki madde arasında bir denge vardır ve çözelti, daha fazla çözünemez kabul edemez (çünkü çökelecektir).

- Süper doygun çözeltiler, denge koşulları altında çözeltinin kabul edebileceğinden daha fazla çözücüye sahiptir. Bu, doymuş bir çözeltinin ısıtılması ile normalden daha fazla çözelti ilave edilerek elde edilir. Soğuduğunda çözünmeyi otomatik olarak çökeltmez, ancak herhangi bir rahatsızlık kararsızlığa bağlı olarak bu etkiye neden olabilir.

Nicel gösterim

Teknik veya bilimsel alanda kullanılacak bir çözüm incelendiğinde, konsantrasyonu kütle ve / veya hacim değerlerine göre tanımlayan birim cinsinden ölçülen ve ifade edilen bir hassasiyet gereklidir..

Bu nedenle, bir çözeltinin konsantrasyonunu, fiziksel ve kimyasal olarak bölünmüş ve kendi alt bölümlerine sahip olan nicel gösteriminde ifade etmek için kullanılan bir dizi birim var..

Fiziksel konsantrasyon birimleri, yüzde olarak ifade edilen "nispi konsantrasyon" dır. Yüzde konsantrasyonlarını ifade etmenin üç yolu vardır: kütle yüzdeleri, hacme göre yüzde ve kitle hacmine göre yüzde.

Buna karşılık, kimyasal konsantrasyon birimleri, molar miktarlara, gram başına eşdeğerlere, milyon başına parçalara ve çözeltiye göre çözünen maddenin diğer özelliklerine dayanır..

Konsantrasyonları ölçerken bu üniteler yüksek hassasiyetleri için en yaygın olanlardır ve bu yüzden genellikle kimyasal çözeltilerle çalışmayı bilmek istediğinizlerdir..

Konsantrasyon birimleri

Önceki bölümlerde açıklandığı gibi, bir çözümün konsantrasyonunu nicel olarak hesaplarken, hesaplamalar bu amaç için mevcut birimler tarafından yapılmalıdır..

Ayrıca, konsantrasyon birimleri nispi konsantrasyonlara, seyreltilmiş konsantrasyonlara, mol bazlı olanlara ve diğer ilave birimlere ayrılır..

Bağıl konsantrasyon birimleri

Bağıl konsantrasyonlar, önceki bölümde belirtildiği gibi, yüzde olarak ifade edilenlerdir. Bu birimler kütle kütle yüzdesi, hacim-hacim yüzdesi ve kütle-hacim yüzdesine bölünmüştür ve aşağıdaki gibi hesaplanır:

- % kütle = çözünen kütlesi (g) / toplam çözelti kütlesi (g) x 100

- % hacim = çözünen hacmi (ml) / toplam çözeltinin hacmi (ml) x 100

- % kütle / hacim = çözünen kütle (g) / toplam çözelti hacmi (ml) x 100

Bu durumda toplam çözelti kütlesinin veya hacminin hesaplanması için çözücünün kütlesinin veya hacminin çözücü ile eklenmesi gerekir..

Seyreltilmiş konsantrasyon birimleri

Seyreltilmiş konsantrasyon birimleri, seyreltilmiş bir çözelti içinde izler şeklindeki çok küçük konsantrasyonları ifade etmek için kullanılanlardır; Bu birimlere sunulan en yaygın kullanım, havayı kirleten ajanlar olarak, diğerinde çözünmüş bir gazın izlerini bulmaktır..

Bu birimler, milyon başına parça (ppm), milyar başına parça (ppb) ve trilyon başına parça (ppt) şeklinde belirtilir ve şöyle ifade edilir:

- ppm = 1 mg çözünen / 1 L çözelti

- ppb = 1 μg çözünen / 1 L çözelti

- ppt = 1 ng çözünen / 1 L çözelti

Bu ifadelerde mg miligram (0,001 g), equalg mikrograma (0,000001 g) eşittir ve ng nanograma (0,000000001 g) eşittir. Bu birimler ayrıca hacim / hacim olarak da ifade edilebilir..

Mollere göre konsantrasyon birimleri

Mollere dayalı konsantrasyon birimleri, molar fraksiyonu, molar yüzdesi, molarite ve molalitedir (bu son ikisi, makalenin sonunda daha iyi tanımlanmıştır)..

Bir maddenin mol fraksiyonu, toplam moleküllerin veya atomların bir fonksiyonu olarak bütün kurucu moleküllerinin (veya atomların) fraksiyonudur. Aşağıdaki gibi hesaplanır:

Xbir = A maddesinin mol sayısı / çözelti içindeki toplam mol sayısı

Bu prosedür çözeltideki diğer maddeler için, X'in toplamını dikkate alarak tekrarlanır.bir + XB + XC ... bire eşit olmalı.

Molar yüzdesi X'e benzer şekilde çalışırbir, sadece yüzdesine bağlı olarak:

A = X molar yüzdesibir x 100%

Son bölümde, molarite ve molalite ayrıntılı olarak ele alınacaktır.

Formalite ve normallik

Son olarak, şu anda kullanılmayan iki konsantrasyon birimi vardır: formalite ve normallik.

Bir çözeltinin formalitesi, toplam çözeltinin litresi başına ağırlık-formül-gram sayısını temsil eder. Olarak ifade edilir:

F = No. P.F.G / L çözeltisi

Bu ifadede P.F.G, maddenin her atomunun ağırlığına eşittir, gram olarak ifade edilir..

Bunun yerine, normallik, aşağıda belirtildiği gibi çözelti litre ile bölünen çözünen denklerin sayısını temsil eder:

N = eşdeğeri çözünen / L çözeltisi

Sözü geçen ifadede, eşdeğer çözünen gram H sayısı ile hesaplanabilir+, OH- veya molekül tipine bağlı olarak diğer yöntemler.

molarity

Bir çözünüğün molaritesi veya mol konsantrasyonu, çözeltinin bir (1) litresinde (L) bulunan çözünen (n) 'in mollerini ifade eden veya ilgili kimyasal konsantrasyon birimidir..

Molarite, M büyük harfiyle belirtilir ve çözünen (n) 'nin mollerinin belirlenmesi için çözünen (g)' nin gramları çözünen maddenin moleküler ağırlığına (MW) bölünür..

Ayrıca, çözünen maddenin moleküler ağırlığı PM, çözünen maddeyi oluşturmak için birleştiği oranı dikkate alarak kimyasal ağırlıkların (PA) veya kimyasal elementlerin atom kütlesinin toplamından elde edilir. Bu nedenle, farklı solutosların kendi milletvekilleri vardır (bu her zaman böyle olmasa da).

Bu tanımlar, karşılık gelen hesaplamaları yapmak için kullanılan aşağıdaki formüllerde özetlenmiştir:

Molarite: M = n (çözünen mol) / V (çözeltinin litresi)

Mol sayısı: n = g çözünen / çözünen PM

Egzersiz 1

45 g Ca (OH) ile hazırlanan bir çözeltinin Molaritesini hesaplayın2 250 mL suda çözüldü.

Hesaplanması gereken ilk şey, Ca (OH) 'nin moleküler ağırlığıdır.2 (kalsiyum hidroksit). Kimyasal formülüne göre, bileşik bir kalsiyum katyon ve iki oksitleyici anyondur. Burada bir elektronun türüne daha az veya ek olarak ağırlığı göz ardı edilebilir, bu nedenle atom ağırlıkları alınır:

Çözeltinin mol sayısı daha sonra olacaktır:

n = 45 g / (74 g / mol)

n = 0.61 mol Ca (OH)2

0,61 mol çözünen elde edilir, ancak bu mollerin 250 mL çözelti içinde çözüldüğünü hatırlamak önemlidir. Molarite tanımı bir mol olarak litre veya 1000 mL, daha sonra söz konusu çözeltinin 1000 mL'sindeki molleri hesaplamak için basit bir üç kuralı yapılmalıdır.

250 ml çözelti içerisinde => 0.61 mol çözünen varsa

           1000 mL çözeltide => x Kaç mol var??

x = (0.61 mol) (1000 mL) / 250 mL

X = 2.44 M (mol / L)

Başka bir yol

Formülü uygulamak için molleri elde etmenin başka bir yolu da 250 mL'yi litre almanızı ve ayrıca üçlü bir kural uygulamanızı gerektirir:

1000 ml => 1 litre ise

250 ml => x Kaç litre?

x = (250 mL) (1 L) / 1000 mL

x = 0,25 L

Daha sonra Molarity formülü yerine:

M = (0.61 mol çözünen) / (0.25 L çözelti)

M = 2.44 mol / L

Egzersiz 2

Bir HCI çözeltisinin 2,5 M olduğu ne anlama gelir??

HC1 çözeltisi 2.5 molardır, yani bir litrede 2.5 mol hidroklorik asit eridi.

normallik

Normallik veya eşdeğer konsantrasyon, büyük harf N ile belirtilen çözeltilerin kimyasal konsantrasyon birimidir. Bu konsantrasyon birimi, çözünen maddenin reaktivitesini gösterir ve litre cinsinden ifade edilen çözelti hacmi arasındaki çözünen eşdeğerlerin sayısına (Eq) eşittir..

N = Eq / L

Eşdeğer sayısı (Eq), eşdeğer ağırlık (PEq) arasındaki çözünme gramına eşittir..

 Eq = g çözünen / PEq

Eşdeğer ağırlık veya aynı zamanda gram eşdeğeri olarak da bilinir, çözünen maddenin moleküler ağırlığı elde edilerek ve denklemde özetleme amacıyla zeta delta (ΔZ) olarak adlandırılan eşdeğer bir faktöre bölünerek hesaplanır..

PEq = PM / ΔZ

hesaplama

Normallik hesaplaması, çözünen veya reaktif türlerin katıldığı kimyasal reaksiyonun tipine de bağlı olan eşdeğer faktörde veya ΔZ'de çok spesifik bir değişkenliğe sahip olacaktır. Bu varyasyonun bazı vakaları aşağıda belirtilebilir:

-Bir asit veya baz, ΔZ veya eşdeğer bir faktör olduğunda, hidrojen iyonu sayısına eşit olacaktır (H+)  veya OH hidroksil- çözün. Örneğin, sülfürik asit (H2GB4) iki eşdeğeri vardır çünkü iki asit protonuna sahiptir.

-Yükseltgenme-indirgenme tepkimeleri söz konusu olduğunda, ΔZ, özel duruma bağlı olarak yükseltgenme veya indirgenme işleminde yer alan elektron sayısına karşılık gelir. İşte kimyasal denklemlerin dengelenmesi ve reaksiyonun özellikleri.

-Aynı zamanda, bu eşdeğer faktör veya µZ, çökelme olarak sınıflandırılan reaksiyonlarda çöken iyonların sayısına karşılık gelecektir..

Egzersiz 1

185 g Na normalliğini belirlemek2GB4 1.3 L çözelti içinde.

Bu çözeltinin çözünmesinin moleküler ağırlığı ilk önce hesaplanacaktır:

İkinci adım, eşdeğer faktörü veya ΔZ'yi hesaplamaktır. Bu durumda, sodyum sülfat bir tuz olduğundan katyon veya metalin Na değeri veya yükü+, tuzun veya çözünenin kimyasal formülünün aboneliği olan 2 ile çarpılacaktır:

na2GB4 => ΔZ = Valencia Katyon x Subindex

=Z = 1 x 2

Eşdeğer ağırlığı elde etmek için, denkleminde değiştirilir:

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

 PEq = 71.02 g / Eşdeğer

Ve sonra, başka bir basit hesaplamaya başvurarak, eşdeğerlerin sayısını hesaplamaya devam edebilirsiniz:

Denk = (185 g) / (71.02 g / Denk)

Eşdeğer sayısı = 2,605 Eq

Son olarak, tüm gerekli verilerle, normalite şimdi tanımına göre değiştirilerek hesaplanır:

 N = 2,605 Eq / 1,3 L

N = 2,0 N

molalite

Molalite küçük harf ile belirtilmiştir. m ve çözücünün bir (1) kilogramında mevcut olan çözünen molüne eşittir. Ayrıca molal konsantrasyon olarak adlandırılır ve aşağıdaki formülle hesaplanır:

m = Çözücü molü / Kg çözücü

Molarity, çözeltinin bir (1) litresinde yer alan çözünen mollerinin ilişkisini oluştururken molalite, bir (1) kilogram çözücünün içinde bulunan çözünen molleri ile ilgilidir..

Solüsyonun birden fazla çözücü ile hazırlandığı durumlarda, molalite çözücülerin karışımının bir kilogramı başına çözünen molü ile aynı olacaktır..

Egzersiz 1

150 g sukrozu (C) karıştırarak hazırlanan bir çözeltinin molalitesini belirleyin.12'H22011) 300 g su ile.

Sükrozun moleküler ağırlığı, ilk olarak, bu çözeltinin çözüneninin mollerini hesaplamaya devam edecek şekilde belirlenir:

Sükroz mol sayısı hesaplanır:

n = (150 g sukroz) / (342.109 g / mol)

n = 0.438 mol sukroz

Son formülü uygulamak için çözücü gram sonra kilogram alınır.

Sonra değiştirme:

m = 0.438 mol sukroz / 0.3 kilogram su

m = 1.46 mol C12'H22011/ Kg H2Ey

Halen molalitenin son ifadesi hakkında bir tartışma olmasına rağmen, bu sonuç şu şekilde de ifade edilebilir:

1.26 m12'H22011 veya 1.26 molal

Solüsyonun ve çözücünün kütleleri, sıcaklık veya basıncın etkileri nedeniyle hafif dalgalanmalara veya olumsuz değişikliklere maruz kalmadığından, bazı durumlarda çözeltinin konsantrasyonunu molalite cinsinden ifade etmenin avantajlı olduğu kabul edilir; gaz çözünen çözeltilerde olduğu gibi.

Ek olarak, belirli bir çözünen maddeye atıfta bulunulan bu konsantrasyon biriminin, çözünme halindeki diğer çözünen maddelerin mevcudiyeti tarafından değiştirilmediğine dikkat çekilmiştir..

Kimyasal konsantrasyon hakkında öneriler ve önemli notlar

Çözeltinin hacmi her zaman çözücününkinden büyüktür

Çözüm alıştırmaları çözülürken, çözelti hacmini çözücü olmuş gibi yorumlama hatası ortaya çıkar. Örneğin, bir gram çikolata tozu bir litre suda eritilirse, çözeltinin hacmi bir litre suya eşit değildir.

Neden olmasın Çünkü çözünen çözücü solvent molekülleri arasında daima boşluk tutacaktır. Solvent çözünen için yüksek bir afiniteye sahip olduğunda, çözünmeden sonra hacim değişikliği gülülebilir veya ihmal edilebilir.

Ancak, eğer değilse ve çözünen miktarı büyükse daha da fazlası, hacim değişikliği dikkate alınmalıdır. Böylece: Vsolvente + Vsoluto = Vsolución. Sadece seyreltilmiş çözeltilerde veya çözünen miktarlarının küçük olduğu yerlerde geçerlidir Vsolvente = Vsolution.

Özellikle sıvı çözünen maddelerle çalışırken, bu hata akılda tutulmalıdır. Örneğin, çikolata tozu çözmek yerine, bal alkol içinde çözülürse, eklenen balın hacmi çözeltinin toplam hacmi üzerinde önemli etkilere sahip olacaktır..

Bu nedenle, bu durumlarda, çözünen maddenin hacmi çözücününkine eklenmelidir..

Molaritenin Yararı

-Konsantre bir çözeltinin Molaritesini bilmek, basit formül M1V1 = M2V2 formülünü kullanarak seyreltme hesaplamalarını gerçekleştirmeyi sağlar; buradaki Ml, çözeltinin ilk Molaritesine ve M2 ile çözeltiden hazırlamak istediğiniz çözeltinin Molaritesine karşılık gelir. M1.

-Bir çözümün Molaritesini bilerek, aşağıdaki formülü kullanarak çözümün Normallitesini kolayca hesaplayabilirsiniz: Normallik = eşdeğer x M sayısı

Formüller hafızaya alınmaz ancak birimler veya tanımlar

Ancak, bellek bazen konsantrasyon hesaplamalarıyla ilgili tüm denklemleri hatırlamamaktadır. Bunun için her bir kavramın net bir tanımına sahip olmak çok faydalıdır..

Tanımdan itibaren, birimler dönüşüm faktörleri belirlemek istediğinize karşılık gelenleri ifade etmek.

Örneğin, ahlaksızlığa sahipseniz ve onu normale dönüştürmek istiyorsanız, aşağıdaki adımları izleyin:

(mol / Kg çözücü) x (kg / 1000g) (g çözücü / mL) (mL çözücü / mL çözeltisi) (1000 mL / L) (Eş / mol)

(G çözücü / mL) çözücünün yoğunluğu olduğuna dikkat edin. (ML çözücü / mL çözelti) terimi, çözelti hacminin çözücüye ne kadar karşılık geldiğini belirtir. Birçok alıştırmada, bu son terim pratik nedenlerden ötürü asla eşittir..

referanslar

  1. Giriş Kimyası - 1st Kanada Sürümü. Kantitatif Konsantrasyon Birimleri. Bölüm 11 Çözümler. Alındığı kaynak: opentextbc.ca
  2. Vikipedi. (2018). Eşdeğer Konsantrasyon Alındığı kaynak: en.wikipedia.org
  3. PharmaFactz. (2018). Molarite nedir? Alındığı kaynak: pharmafactz.com
  4. Whitten, Davis, Peck ve Stanley. Kimya. (8. basım). CENGAGE Öğrenme, s 101-103, 512, 513.
  5. Sulu Çözeltiler-Molarite. Alındığı kaynak: chem.ucla.edu
  6. Quimicas.net (2018). Normallik örnekleri. Alınan: quimicas.net.