Здавалка
Главная | Обратная связь

РОЗДІЛ 1. Способи визначення концентрації розчинів



Розчин – це гомогенна (однорідна) система, яка складається з розчинника, розчинених речовин і продуктів їх взаємодії.

За агрегатним станом розчини поділяються на рідкі і тверді (деякі мінерали, металічні сплави, пластмаси). За співвідношенням між розчинником і розчиненою речовиною розрізняють розчини насичені, ненасичені і перенасичені, а також розведені та концентровані.

Розчин у якому речовина більше не розчиняється за даної температури, називається насиченим. Наприклад у воді масою 100 г при t=20 0С розчиняється хлорид натрію масою 36 г. Більше хлориду натрію в цьому розчині розчинитися не може, тобто маємо насичений розчин.

Розчин у якому речовина ще може розчинитися за даної температури називається ненасиченим.

Здатність речовин, змішуючись з іншою речовиною, утворювати гомогенні системи називається розчинністю.

Основні поняття:

Моль (ν) - кількість речовини, що містить скільки певних структурних частинок, скільки атомів міститься в 12 г С12 ( Це число 6,02 • 1023).

Молярна маса (М)- це маса 1 моля речовини.

,

ν - кількість молів речовини, m - її маса.

На практиці молярну масу визначають виходячи із молекулярної формули речовини, як суму мас всіх атомів, які входять до складу молекули. Наприклад М(H2SO4) = 2*1+32+4*16=98 г/моль.

Еквівалент (Е) в кислотно-основних реакціях - це умовна частина, яка може приєднати, заміщати чи якимось іншим способом взаємодіяти з одним молем йонів водню. Еквівалент в реакціях окислення - відновлення - умовна частина, яка може приєднати чи віддавати один електрон.

Число еквівалентності (z) - число, яке показує з кількома йонами водню може взаємодіяти дана речовина в кислотно-основних реакціях; або кількість прийнятих чи відданих електронів в окисно-відновних реакціях.

Фактор еквівалентності (f) - число, яке показує, яка частка умовної частини речовини еквівалентна або реагує з одним йоном водню в даній кислотно- оcновній реакції чи з одним електроном в даній окисно-відновній реакції.

Молярна маса еквівалента (МE) - це маса одного моля еквівалентів даної речовини яку можна визначити як добуток фактора еквівалентності на молярну масу.

[г/моль]

Для елементів z - валентність елементу

ME= f .M = . М

Наприклад для А1: M( Аl)= = =9 г/моль

Для кислот: z - основність кислоти (кількість Н+, які заміщуються в даній реакції)

Для Н2SO4 : М(

Для основ: z - кислотність основи ( кількість ОН- )

Для Са(ОН)2 : М( Са(ОН)2)= = =37 г/моль

Для солей: z - добуток кількості атомів металу на їх валентність

Для Al2 (SO4)3: = 57 г/моль

Концентрації розчинів можна виражати як через масу, так і за кількістю молів розчиненої речовини. Розрізняють такі основні способи вираження концентрації:

1). Масова частка (ω) - величина, що показує скільки грам розчиненої речовини міститься в 100 г розчину і виражається як відношення маси розчиненої речовини до маси розчину:

m розчину = m розч.реч. + m розчинника

Виражають в безрозмірних одиницях, частках одиниці або у відсотках:

Для розчинів, які містять дуже мало розчиненої речовини можна виразити масову частку в проміле ( ‰ ) - тисячна частка цілого 1 ‰ = 0,1%

2). Молярна концентрація (См) – величина, що показує скільки молів розчиненої речовини знаходиться в 1 л розчину. Визначається як відношення кількості речовини (ν) до об’єму розчину:

визначається в моль/л чи моль/дм3 (в системі SI використовують розмірність моль/м3 ) враховуючичи, що можна записати:

або якщо V вимірюється в мл, то

 

3). В об’ємних методах аналізу при титруванні, а також в науковій літературі використовують спосіб вираження концентрації – молярна концентрація еквівалентів, який в застарілій літературі зустрічається як нормальність (N).

Молярна концентрація еквівалентів (СЕ) - це величина, що показує скільки еквівалентів розчиненої речовини міститься в 1 л розчину. Визначається як відношення кількості еквівалентів речовини до об’єму розчину.

або

якщо врахувати, що кількість еквівалентів , або

тоді:

де M(x) - молярна маса еквівалентів

V- об’єм розчину, мл

m- маса розчиненої речовини, г.

Виражають молярну концентрацію еквівалентів розчину в моль-екв./л, або в моль/л чи моль/дм3 .

4). Масова концентрація — це відношення маси розчиненої речовини в розчині до об’єму розчину. Одиницями вимірювання можуть бути кг/м3, г/см3,г/л, г/мл. Найбільш поширеним виразом масової концентрації є титр, що виражає кількість грам розчиненої речовини в 1 мл розчину.

г/мл

Якщо відомо СЕ , то Т=

Звідки СЕ=

5). Моляльна концентрація (моляльність) - це відношення кількості речовини (моль) до маси розчинника, або кількість молів речовини в 1000 г розчинника (найчастіше Н2О).

де В(х) - моляльна концентрація речовини х в моль/кг;

mx- маса речовини в г;

Мх- молярна маса речовини х, г/моль;

2О- маса розчинника в г.

 

Приклад перерахунку концентрації розчину, вираженої в масових частках на молярну концентрацію.

Яка молярна концентрація розчину питної соди, якщо його масова частка 2,5%, а густина 1,02 г/см3?

Розв’язування задач здійснюється послідовною відповіддю на поставлені питання:

1) Що необхідно знайти?

2) Що дано в умові для цього?

Питна сода - це гідрокарбонат натрію NaHCO3. Молярну концентрацію розчину визначють як кількість молів речовини в 1 л розчину

Отже, для того, щоб розв’язати цю задачу необхідно визначити кількість молів розчину ν= і об’єм розчину V.

В умові задачі дано, що ω=2,5 %. Якщо розчин має масову частку 2,5 %, то це означає, що в 100 г розчину міститься 2,5 г соди. Отже, можна прийняти, що m (NаНСОз) =2,5 г, а m розчину=100 г.

Знайдемо кількість молів соди:

M(NаНСОз) = 23+1+12+3.16= 84 г/моль

ν = =0,03 моль NаНСО3

Знайдемо об’єм 100 г розчину використовуючи, що ρ= звідки:

V= = 100 г : 1,02 г/см3 = 98,04 см3 = 0,098 л

Отже, тепер можна визначити молярну концентрацію розчину:

Задачу можна розрахувати іншим способом:

Масова частка цього розчину:

(1)

Молярна концентрація цього розчину:

(2)

Знайшовши із рівності (1) m(NaHCO3) і підставивши її у рівність (2), одержимо:

Проведемо обчислення:

Задачі для самостійної роботи студента:

1. Розрахуйте масу хлориду натрію, яка необхідна для приготування 250 мл фізіологічного розчину з масовою часткою 0,9 % ( ρ=1 г/см3). Визначте молярність і титр розчину.

2.Який об’єм 5 % гіпертонічного розчину хлориду натрію (ρ=1,05 г/м3) можна приготувати з фіксаналу, який містить наважку 0,1 моль речовин.

3. В 100 мл спирту (ρ=0,8 г/см) розчинено 5,4 г йоду. Чому дорівнює масова частка йоду в розчині (%) ?

4. З 4,2 г гідрокарбонату натрію приготували 250 мл розчину. Розрахуйте молярність розчину. Чому дорівнює молярна концентрація еквівалента гідрокарбонату натрію і титр розчину?

5. Скільки грам сульфату магнію (MgSO42О) необхідно взяти для приготування 250 мл розчину з молярною концентрацією еквівалентів 0,2 моль/л.

6. Вміст соляної кислоти в шлунковому соці складає 0,4-0,5 %. Вирахувати молярну концентрацію кислоти, прийнявши густину соку рівного 1 г/см3.

7. Скільки моль хлориду натрію міститься в 200 мл фізіологічного розчину 0,9 % NаСІ (ρ=1 г/см3).

8. Визначити масову частку (в %) розчину хлориду кальцію, молярна концентрація еквівалентів якого 0,15 моль/л (ρ = 1 г/см ).

ЗАНЯТТЯ №2

Тема: Розчини. Виготовлення розчинів заданої масової і молярної концентрацій.

Актуальність теми:Розчини відіграють дуже важливу роль у різних процесах, у тому числі у життєдіяльності організмів, у техніці і побуті. В медичній практиці розчини використовують для діагностики, лікування, заміни втраченої крові, для наукових досліджень. Використання розчинів різної концентрації в лікарській практиці вимагає знання способів вираження концентрацій розчинів і вміння приготувати розчини необхідної концентрації для практичного використання.

Навчальні цілі:

Знати: основні положення про розчини і способи визначення концентрації розчинів.

Вміти: розрахувати необхідну кількість компонентів і приготувати розчини з заданою масовою часткою, молярною концентрацією та молярною концентрацією еквівалентів.

Самостійна позааудиторна робота студентів.

1. Основні поняття про розчини, їх роль в живих організмах. Розчинники, розчинена речовина.

2. Механізм розчинення речовин.

3. Фактори, що визначають розчинність речовини.

4. Розчини насичені, ненасичені і пересичені; розведені і концентровані.

5. Основні способи вираження концентрації розчинів:

а) масова частка;

б) молярна концентрація;

в) молярна концентрація еквівалентів;

г) масова концентрація (титр);

д) моляльна концентрація.

6. Розрахунки пов’язані із виготовленням розчинів масової і молярної концентрацій.

7. Перерахунки різних способів вираження концентрації розчинів.

Контрольні питання.

1. Розрахувати число еквівалентності та молярну масу еквівалентів для Н2SO4, NaОН, Na2СО3, Н3РО4, Na24, Н3ВО3, Са3(РО4)2, Н2SiO3, Аl2(SО4)3 в реакціях, які йдуть до кінця.

2. Масова частка соляної кислоти в шлунковому соці дорівнює 0,5 % (r=1,007г/см3). Обчислити молярну концентрацію еквівалента НCl в шлунковому соці.

3. Який об¢єм фізіологічного розчину NaCl (0,9 % розчин, r=1,0 г/см3) можна одержати із ампули фіксаналу (0,1 моль).

4. Яку масу кристалічної соди (Na2СО3.10Н2О) потрібно взяти для приготування 200 мл розчину з молярною концентрацією еквівалентів 0,2?

5. Масова частка соляної кислоти в шлунковому соці дорівнює 0,55 % (r = 1,008 г/см3). Обчислити молярну концентрацію еквівалента НCl в шлунковому соці.

6. Який титр розчину, в 50 мл якого знаходиться 1,8 г сульфату натрію?







©2015 arhivinfo.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.