İçerik

• Adım atmak
• Bölüm 1/3: Konsantrasyonlarla ilgili temel bilgiler
• Bölüm 2/3: Titrasyon
• Bölüm 3/3: Bir akvaryumdaki tuzluluğun belirlenmesi
• İpuçları
• Uyarılar

Kimya veya Kimyada, bir çözüm iki şeyin homojen bir karışımı - bir çözünmüş madde ve bir çözücü veya çözücü Maddenin çözüldüğü yer. Konsantrasyon bir çözücü içindeki çözünen madde miktarının bir ölçüsüdür. Bir çözeltinin konsantrasyonunu belirlemenin birçok nedeni olabilir, ancak bir havuzda klor seviyesini test ediyor olun veya bir kan numunesi üzerinde hayat kurtaran bir analiz yapıyor olun, ilgili kimya aynıdır. Bu kılavuz size çözelti kimyasının bazı temel kısımlarını öğretecek, ardından size ortak, pratik bir uygulama olan akvaryum bakımı prosedüründe yol gösterecektir.

Adım atmak

Bölüm 1/3: Konsantrasyonlarla ilgili temel bilgiler

1. Konsantrasyonların notasyon yöntemi. Bir maddenin konsantrasyonu, o çözünen maddenin miktarının çözücü miktarına bölünmesiyle elde edilir. Bununla birlikte, belirli bir maddenin miktarını ifade etmenin farklı yolları olduğu için, bir konsantrasyonu farklı şekillerde temsil etmek de mümkündür. Burada en yaygın yazımları bulacaksınız:
   • Litre başına gram (g / L.) Belirli bir hacimde bir çözelti içinde çözülmüş gram cinsinden bir çözünen maddenin kütlesi (çözücünün hacmiyle aynı olmak zorunda değildir.) Tipik olarak sıvı çözücüler içindeki katı çözeltiler için kullanılır.
   • Molarite (M.) Bir çözünen maddenin mol sayısının çözeltinin hacmine bölümü.
   • Milyonda parça (ppm.) Bir çözeltinin bir milyon parçacığı başına bir çözünen maddenin parçacık sayısının (genellikle gram cinsinden) oranı, 10 ile çarpılır. Genellikle çok seyreltik su çözeltileri için kullanılır (1 L su = 1000 gram.)
   • Bileşik maddenin yüzdesi. Yüzde olarak ifade edilen, 100 partikül başına bir çözünen maddenin partikül oranı (yine gram cinsinden).
2. Konsantrasyon bulmak için hangi verilere ihtiyacınız olduğunu bilin. Molarite dışında (aşağıya bakınız), yukarıda belirtildiği gibi bir konsantrasyon yazmanın yaygın yolları, çözünen maddenin kütlesini ve ortaya çıkan çözeltinin kütlesini veya hacmini bilmenizi gerektirir. Bir çözeltinin konsantrasyonunu bulmayı gerektiren birçok kimyasal sorun size bu bilgiyi vermez. Öyleyse, bu bilgiyi bulmak için bildiklerinizle çalışmanız gerekecektir.
   • Misal: 1/2 çay kaşığı tuzu 2 litre suda çözerek yapılan bir çözeltinin konsantrasyonunu (litre başına gram cinsinden) bulmamız gerektiğini varsayalım. Ayrıca 1 tatlı kaşığı tuzun yaklaşık 6 gram olduğunu biliyoruz. Bu durumda, dönüştürme kolaydır - çarpın: 1/2 çay kaşığı x (6 gram / 1 çay kaşığı) = 3 gram tuz. 2 litreye bölünen 3 gram tuz veya su = 1,5 g / L
3. Molariteyi nasıl hesaplayacağınızı öğrenin. Molarite, çözüneninizin mol sayısını bilmenizi gerektirir, ancak çözünen maddenin kütlesini ve kimyasal formülü biliyorsanız, bu kolayca çıkarılabilir. Her kimyasal elementin bilinen bir "molar kütlesi" (MM) vardır - bu elementin bir molü için belirli bir kütle. Bu molar kütleler periyodik tabloda (genellikle kimyasal sembol ve element adının altında) bulunur. Molar kütleyi elde etmek için çözünen maddenin bileşenlerinin molar kütlelerini eklemeniz yeterlidir. Ardından çözünen maddenin bilinen kütlesini (çözünen maddenin 1 / MM'si) ile çarparak çözünen maddenin miktarını mol olarak bul.
   • Misal: Yukarıdaki salin solüsyonunun molaritesini bulmak istediğimizi varsayalım. Özetlemek gerekirse, 2 litre suda 3 gram tuzumuz (NaCl) var. Periyodik tabloya bakarak Na ve Cl molar kütlelerinin ne olduğunu bularak başlayın. Na = yaklaşık 23 g / mol ve Cl = yaklaşık 35,5 g / mol. Böylece, NaCl'nin MM'si = 23 + 35,5 = 58,5 g / mol. 3 gram NaCl x (1 mol NaCl / 58,5 g NaCl) = 0,051 mol NaCl. 0.051 mol NaCl / 2 litre su = .026 M NaCl
4. Konsantrasyonları hesaplamak için standart alıştırmalar yapın. Yukarıdaki bilgiler, basit durumlarda konsantrasyonları hesaplamak için ihtiyacınız olan tek şeydir. Çözeltinin kütlesini veya hacmini ve eklenen çözünen maddenin miktarını prensip olarak biliyorsanız veya bunu açıklamada verilen bilgilerden çıkarabilirseniz, bir çözeltinin konsantrasyonunu kolaylıkla ölçebilmelisiniz.Hesaplamak için. Becerilerinizi geliştirmek için alıştırma problemleri yapın. Aşağıdaki örnek alıştırmalara bakın:
   • Suya 1.5 gram NaCl eklenerek elde edilen 400 ml'lik bir çözelti içindeki NaCL'nin molaritesi nedir?
   • 0.001 g kurşun (Pb) 150 L suya eklenerek yapılan bir çözeltinin konsantrasyonu ppm cinsinden nedir? (1 L su = 1000 gram) Bu durumda çözeltinin hacmi, madde ilave edilerek çok küçük bir miktar artacaktır, böylece çözücü hacmini çözelti hacmi olarak kullanabilirsiniz.
   • Suya 1/2 mol KCl ekleyerek yapılan 0.1 L çözeltinin litresi başına gram cinsinden konsantrasyonu bulun. Bu problem için, çözünen madde içindeki KCl gram sayısını hesaplamak için KCL'nin molar kütlesini kullanarak önden arkaya çalışmanız gerekir.

Bölüm 2/3: Titrasyon

1. Ne zaman titrasyon uygulanacağını anlayın. Titrasyon, kimyagerler tarafından bir çözeltide bulunan çözünen madde miktarını hesaplamak için kullanılan bir tekniktir. Bir titrasyon gerçekleştirmek için, çözünen madde ile başka bir reaktif (genellikle ayrıca çözünmüş) arasında kimyasal bir reaksiyon oluşturursunuz. İkinci reaktifinizin tam miktarını bildiğiniz ve reaktif ile çözünen arasındaki reaksiyonun kimyasal denklemini bildiğiniz için, çözünen madde ile reaksiyon için ihtiyacınız olan reaktifin ne kadarını ölçerek çözünen madde miktarını hesaplayabilirsiniz. tamamlayınız.
   • Bu nedenle titrasyonlar, bir çözeltinin konsantrasyonunun hesaplanmasında çok faydalı olabilir. Başlangıçta ne kadar çözünen eklendiğini bilmiyorsanız.
   • Çözeltide ne kadar çözünen olduğunu biliyorsanız, o zaman titre etmeye gerek yoktur - sadece çözeltinizin hacmini ölçün ve Bölüm 1'de açıklandığı gibi konsantrasyonu hesaplayın.
2. Titrasyon ekipmanınızı kurun. Doğru titrasyonları gerçekleştirmek için temiz, doğru ve profesyonel ekipmana ihtiyacınız vardır. Büret tutucuya tutturulmuş kalibre edilmiş bir büretin altında bir Erlenmeyer şişesi veya beher kullanın. Büretin ağzı, duvarlara dokunmadan, balon veya beherin boynunda olmalıdır.
   • Tüm ekipmanın önceden temizlendiğinden, deiyonize suyla durulandığından ve kurutulduğundan emin olun.
3. Şişeyi ve büreti doldurun. Küçük bir miktar bilinmeyen çözümü doğru bir şekilde ölçün. Çözüldüğünde, madde çözücü içinde eşit olarak yayılır, bu nedenle çözeltinin bu küçük numunesinin konsantrasyonu, orijinal çözeltinin konsantrasyonu ile aynı olacaktır. Büretinizi, çözeltinizle reaksiyona girecek, bilinen konsantrasyonda bir çözelti ile doldurun. Büret içindeki solüsyonun tam hacmini not edin - reaksiyonda kullanılan toplam solüsyonu bulmak için son hacmi çıkarın.
   • Çok dikkat: Büret içindeki çözelti ile şişedeki çözünen madde arasındaki reaksiyon herhangi bir reaksiyon belirtisi göstermezse, gösterge şişede. Bunlar kimyada, bir çözüm eşdeğerlik noktasına veya bitiş noktasına ulaştığında görsel bir sinyal sağlamak için kullanılır. Göstergeler genellikle asit-baz ve redoks reaksiyonlarını inceleyen titrasyonlar için kullanılır, ancak başka göstergeler de vardır. Tepkinize uygun bir gösterge bulmak için bir kimya ders kitabına bakın veya internete bakın.
4. Titrasyona başlayın. Büretten ("titrant") yavaşça şişeye bir çözelti ekleyin. Reaksiyon devam ederken çözeltiyi yavaşça karıştırmak için manyetik bir karıştırma çubuğu veya cam karıştırma çubuğu kullanın. Çözeltiniz gözle görülür şekilde tepki veriyorsa, bir reaksiyonun meydana geldiğine dair bazı işaretler görmelisiniz - renk değişikliği, kabarcıklar, kalıntılar, vb. Bir gösterge kullanıyorsanız, büretten her damlanın doğru şişeye geldiğini görebilirsiniz. Renk değişimi.
   • Reaksiyon pH değerinde veya potansiyelde bir değişikliğe neden olursa, kimyasal reaksiyonun ilerleyişini ölçmek için şişeye pH okuyucuları veya bir potansiyometre ekleyebilirsiniz.
   • Daha doğru bir titrasyon için, pH'ı veya potansiyeli yukarıdaki gibi izleyin ve az miktarda titrant ekledikten sonra reaksiyonun nasıl ilerlediğini her seferinde not edin. Çözeltinin asitliğini veya potansiyeli ile eklenen titrantın hacmini çizin. Cevabın denklik noktalarında eğrinin eğiminde keskin değişiklikler göreceksiniz.
5. Titrasyonunuzu yavaşlatın. Kimyasal reaksiyonunuz son noktaya yaklaştıkça titrasyonu damla damla ilerlemeye yavaşlatın. Bir gösterge kullanıyorsanız, rengin daha uzun süre yanıp söndüğünü fark edebilirsiniz. Şimdi, reaksiyonunuzun son noktaya ulaşmasına neden olacak kesin düşüşü belirleyene kadar olabildiğince yavaş titre etmeye devam edin. Bir gösterge söz konusu olduğunda, genellikle yanıttaki olası en erken sürekli renk değişikliğine bakarsınız.
   • Büretinize son hacmi kaydedin. Bunu büretteki başlangıç ​​hacminden çıkararak, kullandığınız titrantın tam hacmini bulabilirsiniz.
6. Çözeltinizdeki çözünen madde miktarını hesaplayın. Şişenizdeki çözünen maddenin mol sayısını bulmak için titrantınız ile çözelti arasındaki reaksiyon için kimyasal denklemi kullanın. Çözünen maddenin mol sayısını bulduğunuzda, çözeltinin molaritesini bulmak için çözeltiyi şişedeki çözeltinin hacmine bölebilir veya mol sayısını grama çevirip çözeltinin hacmine bölebilirsiniz. , g / L cinsinden konsantrasyonu elde etmek için Bu biraz temel stokiyometri bilgisi gerektirir.
   • Örneğin, su içindeki bir HCl solüsyonunu eşdeğerlik noktasına titre ederken 25 ml 0.5 M NaOH kullandığımızı varsayalım. HCl çözeltisi titrasyon için 60 ml hacme sahipti. Çözümümüzde kaç mol HCl var?
   • Başlamak için, NaOH ve HCl'nin reaksiyonu için kimyasal denkleme bir göz atalım: NaOH + HCl> H₂O + NaCl
   • Bu durumda 1 molekül NaOH, su ve NaCl ürünleri ile 1 molekül HCl ile reaksiyona girer. Dolayısıyla, tüm HCl'yi nötralize etmeye yetecek kadar NaOH eklediğiniz için, reaksiyonda tüketilen NaOH mol sayısı, şişedeki HCl mol sayısına eşit olacaktır.
   • Öyleyse mol cinsinden NaOH miktarının ne olduğunu bulalım. 25 ml NaOH = 0,025 L NaOH x (0,5 mol NaOH / 1 L) = 0.0125 mol NaOH.
   • Reaksiyon denkleminden, reaksiyonda tüketilen NaOH mol sayısı = çözeltideki HCl mol sayısı olduğu sonucuna vardığımız için, artık çözeltide 0.0125 mol HCl olduğunu biliyoruz.
7. Çözeltinizin konsantrasyonunu hesaplayın. Artık çözeltinizdeki çözünen madde miktarını bildiğinize göre, konsantrasyonu molarite cinsinden bulmak kolaydır. Çözeltinizdeki çözünen maddenin mol sayısını çözelti örneğinizin hacmine bölün (değil Örneği aldığınız daha büyük miktarın hacmi.) Sonuç, çözeltinizin molaritesidir!
   • Yukarıdaki örneğin molaritesini bulmak için, HCl'nin mol sayısını şişedeki hacme bölün. 0,0125 mol HCl x (1 / 0,060 L) = 0.208 M HCl.
   • Molariteyi g / L, ppm veya bileşimin yüzdesine dönüştürmek için çözünen maddenin mol sayısını kütleye dönüştürün (çözüneninizin molar kütlesini kullanarak). Bileşiğin ppm ve yüzdesi için, hacmi de dönüştürmeniz gerekir. çözümünüzün kütlesini ölçün (yoğunluk gibi bir dönüştürme faktörü kullanarak veya basitçe tartarak), ardından sonucu sırasıyla 10 veya 10 ile çarpın.

Bölüm 3/3: Bir akvaryumdaki tuzluluğun belirlenmesi

1. Tankınızdan bir su numunesi alın. Sesi doğru şekilde kaydedin. Mümkünse, hacmi mL gibi SI birimleri cinsinden ölçün - bunların L'ye dönüştürülmesi kolaydır.
   • Bu örnekte, akvaryumdaki suyu tuzluluk, sudaki tuz (NaCl) konsantrasyonu açısından test ediyoruz. Bu amaçla bir su örneği aldığımızı varsayalım. 3 mL akvaryumdan alın ve verilecek son cevabı belirleyin g / L.
2. Su örneğini titre edin. Çözünen maddede açıkça görülebilen bir reaksiyon oluşturan bir titrant seçin. Bu durumda 0.25 M AgNO'luk bir çözelti kullanıyoruz₃ (gümüş nitrat), aşağıdaki reaksiyonda NaCl ile reaksiyona girdiğinde çözünmez bir klor tuzu üreten bir bileşik: AgNO₃ + NaCl> NaNO₃ + AgCl. Tuz (AgCl), yüzen ve çözeltiden ayrılabilen bulutlu beyaz bir kalıntı olarak görülecektir.
   • Gümüş nitratı bir büret veya küçük bir enjeksiyon iğnesinden akvaryum örneğine solüsyon bulanıklaşana kadar titre edin. Bu kadar küçük bir örnekle aşağıdakiler önemlidir: kesinlikle Ne kadar gümüş nitrat eklediğinizi belirleyin - her damlayı dikkatlice inceleyin.
3. Reaksiyon bitene kadar devam edin. Gümüş nitrat çözeltiyi bulandırmayı bıraktığında eklenen ml sayısını not edebilirsiniz. AgNO3'ü titre edin çok yavaş ve özellikle son nokta yaklaşırken çözümü yakından gözlemleyin.
   • 0,25 M AgNO'nun 3 mL'si olduğunu varsayın₃ reaksiyonun sona ermesi için gerekliydi ve su daha fazla bulutlanmadı.
4. Titrantın mol sayısını belirleyin. Bu adım kolaydır - eklediğiniz titrantın hacmini molarite ile çarpın. Bu size kullanılan titrantın mol sayısını verecektir.
   • 3 mL x 0.25 M = 0.003 L x (.25 mol AgNO₃/ 1 L) = 0.000075 mol AgNO₃.
5. Çözünen maddenin mol sayısını belirleyin. AgNO'nun mol sayısını dönüştürmek için reaksiyon denklemini kullanın₃ NaCl molüne. Reaksiyon denklemi: AgNO₃ + NaCl> NaNO₃ + AgCl. Çünkü 1 mol AgNO₃ 1 mol NaCl ile reaksiyona girdiğinde, artık çözeltimizdeki NaCl mol sayısının = AgNO'nun mol sayısı olduğunu biliyoruz.₃ bu eklenir: 0.000075 mol.
   • Bu durumda: 1 mol AgNO₃ 1 mol NaCl ile reaksiyona girer. Ancak 1 mol titrant çözünen maddemizin 2 molü ile reaksiyona girerse, çözünen maddenin mol sayısını elde etmek için titrantımızın mol sayısını 2 ile çarparız.
   • Aksine, titrantımızın 2 molü çözünen maddemizin 1 molü ile reaksiyona girerse, titrantın mol sayısını ikiye böleriz.
   • Bu kurallar orantılı olarak 3 mol titrant ve 1 mol çözünen, 4 mol titrant ve 1 mol çözünen vb. İle 1 mol titrant ve 3 mol çözünen, 1 mol titrant ve 4 mol çözünen maddeye karşılık gelir, vb.
6. Çözünen mol sayınızı grama çevirin. Bunu yapmak için çözünen maddenin molar kütlesini hesaplamanız ve onu çözünen maddenin mol sayısı ile çarpmanız gerekecektir. NaCl'nin molar kütlesini bulmak için, tuzun (Na) ve Klorürün (Cl) atom ağırlığını bulmak ve eklemek için periyodik tabloyu kullanın.
   • MM Na = 22,990. MM Cl = 35,453.
   • 22,990 + 35,453 = 58.443 g / mol
   • 0.000075 mol NaCl x 58.442 g / mol = 0.00438 mol NaCl.
   • Çok dikkat: Bir atomda birden fazla türde molekül varsa, o atomun molar kütlesini birkaç kez eklemeniz gerekir. Örneğin, AgNO'nun molar kütlesi iseniz₃, oksijen kütlesini üç kez eklersiniz çünkü molekülde üç oksijen atomu vardır.
7. Nihai konsantrasyonu hesaplayın. Çözünen maddenin kütlesini gram olarak aldık ve test çözeltisinin hacmini biliyoruz. Şimdi tek yapmamız gereken bölmek: 0,00438 g NaCl / 0,003 L = 1,46 g NaCl / L
   • Deniz suyunun tuzluluğu yaklaşık 35 g NaCl / L'dir. Akvaryumumuz deniz balıkları için yeterince tuzlu değil.

İpuçları

• Çözünen madde ve çözücü, ayrıldığında farklı hallerde (katı, sıvı veya gaz) bulunabilmesine rağmen, madde çözüldüğünde oluşan çözelti, çözücü haliyle aynı durumda olacaktır.
• Ag + 2 HNO3 → AgNO3 + NO2 + H2O
• Yalnızca şeffaf plastik veya cam kullanın.
• İşte örnek bir video: [1]

Uyarılar

• AgNO3 solüsyonunu kapalı, koyu renkli bir şişede saklayın. Işığa duyarlıdır.
• Güçlü asitler veya bazlarla çalışırken dikkatli olun. Odada yeterli temiz hava olduğundan emin olun.
• Koruyucu gözlük ve eldiven giyin.
• Gümüşü geri almak istiyorsanız, aşağıdakilere dikkat edin: Cu (k) + 2 AgNO3 (aq) → Cu (NO3) 2 + 2 Ag (s) (s) 'nin katı anlamına geldiğini unutmayın.