Soluții și exprimarea compoziției acestora

Soluțiile sunt sisteme în care moleculele unei substanțe (dizolvate) sunt distribuite uniform între molecule ale altei substanțe (solvent). În cazul soluțiilor de lichide, sunt posibile două cazuri. În primul caz, când substanțele au o solubilitate limitată, unul dintre ele este considerat solvent, adăugarea căruia la soluție este posibilă în cantități nelimitate fără a perturba omogenitatea acestuia din urmă. O substanță a cărei solubilitate în această soluție este limitată se numește dizolvată. În cazul substanțelor cu solubilitate nelimitată una la alta, Exemple de care poate fi alcoolul etilic și apă, un solvent este unul din acelea care sunt prezente în soluție într-o cantitate relativ mare. La dizolvarea substanțelor solide, a gazelor și a multor lichide în lichide, pentru fiecare vapori solubili în solvent există o valoare limită a conținutului lor, deasupra căruia nu se produce dizolvarea. Această valoare limită se numește solubilitate. Solubilitatea substanțelor depinde de temperatură. Solubilitatea solidelor și a lichidelor este dată în grame, saturând 100 ml de solvent, indicând temperatura solventului și dizolvarea.







Un exemplu. Pentru o soluție apoasă de NaCI, 35,710 înseamnă că la 10 ° C, 35,7 g din această sare se dizolvă în 100 ml de apă.

Dacă una dintre substanțe este solubilă fără restricție în cealaltă, acest lucru este indicat de simbolul "<»".

Densitatea substanțelor sau a soluțiilor pure, adică masa materiei pe unitatea de volum, este exprimată în g / ml, g / cm3 g / dm3 sau kg / l. Compoziția soluției este exprimată în diferite moduri. Adesea, pentru cuantificarea conținutului unei substanțe într-o soluție este utilizată, termenul „concentrația solutului“ (incorect - „concentrare soluție“), ceea ce implică faptul că raportul dintre solutului în moli sau masă în g sau mg la volum de soluție. Unitățile practice de măsură sunt mol / l, g / l, mg / l sau g / ml.

Dacă masa substanței dizolvate este exprimată în grame și volumul soluției în mililitri, atunci concentrația substanței dizolvate se numește un titru.

Un exemplu. În 1 litru de soluție conține 49,04 g de acid sulfuric 100%. Apoi, titrul acestei soluții va fi T-49,04 g / 1000 ml - 0,04904 g / ml.

De regulă, concentrația este indicată prin litera "C" cu indicația în paranteze a unităților în care se exprimă, de exemplu, C (g / l); C (mg / dm3); C (mg / l); C (mol / l), etc. După cum se poate vedea. concentrația este un raport de valori neuniforme (în acest caz este un mol sau grame și litri). Cantitățile care sunt un raport de același tip și, prin urmare, nu au o dimensiune, de exemplu raportul dintre volumul substanței dizolvate și volumul soluției, se numesc fracțiuni. Astfel, compoziția soluției poate fi caracterizată numeric atât de concentrație, cât și de fracția de substanță dizolvată. Proporțiile substanței dizolvate sunt masive și voluminoase. Fracțiunile de masă și de volum ale unei substanțe date la aceeași concentrație a substanței dizolvate nu coincid.

Fracțiunea de masă a substanței dizolvate (P) este raportul dintre masa substanței dizolvate (M.c) și greutatea soluției (Mp).

Fracțiunea substanței dizolvate este exprimată atât în ​​număr fracționat, cât și în procente.

Un exemplu. Se dizolvă 100 g de NaCI în 1 kg de apă. Apoi fracția de masă a NaCl în soluție este

PMAC! - 100 g / 100 g + 1000 g - 0,091 sau ca procent de 0,091 x 100% = 9,1% în greutate; sau altă intrare: 9,1% din greutate.

Un exemplu. În 1000 g de soluție conține 100 g de zahăr. Fracția de masă a zahărului din această soluție este

Pax - 100 g / 100 g - 0,1 sau 10 mai. %.

Fracția de volum a substanței dizolvate (Pv) este raportul dintre volumul soluției (Vp.B) și volumul soluției (Vp),

Un exemplu. Fracțiunea volumică de alcool etilic în 1000 ml de soluție preparată prin diluarea cu apă a 400 ml de alcool este

P, - 400 ml / 1000 ml - 0,4 sau 40 vol. %.

Trebuie remarcat faptul că atunci când se amestecă alcoolul etilic cu apă, amestecul este comprimat, numit fenomenul de contractare.

Prin urmare, atunci când se amestecă, de exemplu, 400 ml de alcool etilic și 600 ml de apă, volumul soluției rezultate va fi mai mic de 1000 ml.

Chimiștii exprimă concentrarea cu valori diferite, dintre care cel mai frecvent utilizat este MOLARITATEA ȘI NORMALITATEA.

Molaritatea. Concentrația molară sau molaritatea (Cm) este raportul dintre cantitatea de substanță dizolvată (n) exprimată în moli și volumul soluției exprimată în litri, Cm = n / Vp. Unitatea practică pentru măsurarea concentrației moleculare este mol / l. Dacă într-un litru de soluție conținând un mol de substanță dizolvată, o astfel de soluție se numește molar și înregistrare „soluție IM“ sau „soluție molară“ două - „soluție 2M“ sau „două - soluție molară“, etc ...







Concentrația de masă C (g / l) și concentrația molară Cm (mol / l) sunt legate de relația

C (g / l) = Cm (mol / l) x M (g / mol) și M este masa molară.

Un exemplu. Există o soluție de NaOH 0,1 M. Care este concentrația de masă a NaOH în această soluție? Deoarece pentru NaOH M-39,99 g / mol, Cm este 0,1 mol / l x 39,99 mol - 3,999 g / l.

În practică, executarea de lucrări cu soluții în care concentrația solutului exprimată în unități molare, mai convenabil, dar decât atunci când concentrația este exprimată în unități de masă, deoarece în cazul în care cantitatea definibile de reactanți aceeași, apoi pentru reacție este suficient să se ia volume arbitrare dar egale de soluții din aceste substanțe cu aceeași molaritate. De exemplu, în desfășurarea reacției

HCI + KOH = KC1 + H2O

Este necesar și suficient Se amestecă 20 ml de soluție 0,1 M de acid clorhidric cu 20 ml de soluție de hidroxid de potasiu ODM.

Normalitatea. În inima acestei unități de exprimare a concentrației se află conceptul de echivalent, al cărui înțeles este că elementele chimice individuale reacționează (unite) una cu cealaltă, nu în orice cantitate, ci într-un anumit echivalent. Cu alte cuvinte, elementele chimice se combină sau se substituie reciproc în cantități egale sau proporționale cu echivalentele lor. Un echivalent al unui element chimic este cantitatea de materie exprimată în moli care se combină cu un mol de hidrogen sau înlocuiește același număr de atomi de hidrogen în reacțiile chimice. Acest lucru înseamnă, de exemplu, că, dacă sa format interacțiunea dintre hidrogen și clor mol mol de HK1, ca rezultat al interacțiunii dintre mol HK1 și NaCI format mol de Na

HK1 + Na = NaCI + H, 1 mol echivalent cu 1 mol de acid clorhidric sau 1 mol de sodiu, ceea ce înseamnă că, la rândul său 1,008 g de clorură echivalentă de hidrogen la 35.543 g sau 22.989 g sodiu.

Noțiunea de echivalență se extinde la substanțe complexe: substanțele reacționează reciproc în cantități echivalente. Astfel, în reacția raportată anterior

HCl și KOH reacționează în cantități egale (dar nu în masă egală!): 1 mol HCI interacționează complet cu 1 mol KOH. Prin urmare, putem presupune că 1 mol de HCI este echivalent cu (egal) cu 1 mol de KOH sau 36,46 g de HCI echivalenți cu 56,11 g KOH. De asemenea, dacă intră în reacție, de exemplu, 0,1 mol de HK1 și 3.646 g HK1, apoi cu numărul și greutatea reacționat complet HK1 și o cantitate echivalentă de greutate echivalentă KOH, adică 0,1 mol sau 5.611 g KOH. În același timp, în reacții cum ar fi, de exemplu, 2KOH + H, SO, = K, SO, + 2HOH, 2ACON), + ZIOS. = AL (,), + 6H, 0, A1 (0H) 3 + ZHC1 = AICIj + 3H20, aceleași cantități de reactanți nu mai sunt echivalente una cu cealaltă. În particular, din ecuațiile de mai sus se observă că, în prima reacție de 1 mol echivalent cu 1,2 moli KOH H2S04, a doua - 1/3 moli de A1 (OH) 1/2 echivalent mol de H3SO4 și într-o a treia reacție - 1/3 mol A1 ( OH) 3 sunt echivalente cu 1 mol de HCI. În general, o cantitate echivalentă dintr-un compus chimic este o anumită cantitate dintr-o substanță complexă care interacționează pe deplin cu un echivalent de hidrogen sau altă substanță. Diferența dintre cantitatea Formulã de substanță (n) și o cantitate echivalentă de compus (PEC) chimiști în considerare în calculele de către un factor (F3K), numit factor de echivalență n = PEC x F3K și ale căror valori pentru substanțele implicate în reacțiile de mai sus, așa cum se vede, constituie :

F3KKOH = 1; f3KHCI = 1; f3KH2S04 = 1/2; f3Kal (OH) 3 = 1/3. Este clar că f.) KH = 1.

La prepararea soluțiilor, masa substanței dizolvate se determină prin cântărire. Prin urmare, în lucrarea practică, împreună cu o cantitate echivalentă de substanță, se folosește conceptul de masă echivalentă de materie (Mack). Masa echivalentă a substanțelor și masa lor molară (M) sunt legate de relația Mek = f3K x M.

M3kH2S04 - 98,08 g / mol / 2 - 49,04 g / mol, MzіsNSІ - 36,46 g / mol / 1 - 36,46 g / mol, MaicNaOH - 39,99 g / mol / 1 -39.99 g / mol.

După cum se poate observa, baza pentru calculul masei echivalente a unei substanțe complexe este valorile masei sale moleculare și a factorului de echivalență. Uneori, în loc de factorul de echivalență, se folosesc cantități precum valența metalului; produsul valenței metalului prin numărul de atomi de metal care alcătuiesc compusul; numărul de grupări hidroxil (OH) care alcătuiesc compusul; baza acizilor. Pe baza acestora, masa echivalentă va fi: oxid sau sare - masa lor molară împărțită la produsul valenței metalului cu numărul de atomi de metal din moleculă; alcaline - masa moleculară împărțită la valența metalului sau numărul de grupe hidroxil sau, echivalent, aciditatea alcalinei; acid - masa sa molară, împărțită prin bazicitatea sa. În același timp, amintim că aciditatea alcalinilor este determinată de numărul de grupe hidroxil (OH-), iar bazicitatea acidului este determinată de numărul de ioni de hidrogen (H +) care se formează în timpul disocierii. În particular, NaOH sau KOH este un alcalin cu un singur acid, Ca (OH) 2 este un alcalin cu două acizi; HCI este monobazic și H2S04 este un acid dibazic, deoarece, atunci când disociază, se formează unul sau doi ioni de hidrogen. În același timp, acidul acetic C2H402 este de asemenea monobazic, deoarece numai patru atomi de hidrogen pot fi separați de cei patru atomi de hidrogen care îl formează.

Relația dintre masă a unei porțiuni de substanță (t), valoarea sa echivalență-tnym (Peck) și greutatea echivalentă (Mack) este dat de m = Pac x Mack.

Conceptul de "normalitate a soluției" caracterizează concentrația echivalentă a substanței dizolvate (Sek). Echivalentul unui con centrarea solut este numeric egal cu valoarea valent raportul equi de solut (Pac) la volum soluție (Vp), sac = Baek / Vp. Unitatea practică de măsurare a concentrației echivalente este mol / l. Atunci când înregistrările normalitatea bagajelor start-cuvânt „normal“, literele - latine sau H Rusă N, indicând pentru a le o valoare numerică echivalentă cu con-centrarea unei substanțe dizolvate. Concentrațiile echivalente și moleculare sunt corelate cu







Articole similare

Trimiteți-le prietenilor: