Çözeltinin konsantrasyonunu hesaplayın - Ipuçları

Video: HCl ve NaOH çözeltilerinin hazırlanması ve ayarlanması

İçerik

Adımlar
Tavsiye
Uyarı

Kimyada, çözüm homojen bir karışımdır çözünen ve Çözücü o çözünen maddeyi çözün. Konsantrasyon bir çözücü içinde çözünmüş madde miktarının bir ölçüsüdür. Bir çözeltinin konsantrasyonunu hesaplamak için pek çok neden vardır, ancak ister bir banyoda klorür seviyenizi test etmeniz gerekse de hayat kurtarmak için bir kan örneğini analiz etmeniz gerekse de yöntem aynıdır. Bu makale bazı temel çözelti kimyası bilgilerini ve ardından çok yaygın pratik bir uygulama olan akvaryum bakımı hakkında ayrıntılı talimatlar sağlayacaktır.

Adımlar

Yöntem 1/5: Konsantrasyonun temellerini öğrenin

Kelime öğrenin. Konsantrasyon, çözünen maddenin kütlesinin tüm karışımın kütlesine oranıdır. Örneğin bir deney için şeker ve sirkeyi birlikte eritecekseniz, karışımdaki şeker konsantrasyonunu hesaplamanız gerekir. Aşağıda, bir kimyasal sorunun sonucunun her bir bileşeninin açıklaması bulunmaktadır:
- Şeker çözünenyani içerik çözülür. Çözünen maddenin konsantrasyonunu ölçüyorsunuz.
- Sirke Çözücü, içinde başka bir maddeyi çözdüğünüz madde anlamına gelir.
- Onları karıştırdıktan sonra bir tane olacak çözüm. Çözeltinin toplam kütlesini elde etmeniz gereken konsantrasyonu hesaplamak için, bu, çözünen madde kütlesini ve çözücü kütlesini birlikte ekleyerek bulunabilir.
- Hangi çözücüleri ve hangi çözücüleri hatırlamıyorsanız bu örneği hatırlayın.
Konsantrasyonları nasıl yazacağınızı öğrenin. Bir maddenin "kütlesini" temsil etmenin farklı yolları olduğu için, konsantrasyonu yazmanın birden fazla yolu da vardır. Bunlar en yaygın olanlardır:
- Litre başına gram (g / L). Belirli bir çözelti hacmindeki çözünen maddenin gram cinsinden kütlesidir. Genellikle yukarıdaki örnekte şeker ve sirke gibi çözücüler ve sıvı çözücüler için kullanılır.
- Molar konsantrasyon (M). Çözünen maddenin mol sayısının çözeltinin hacmine bölümü. Mol, kimyada bir maddenin atomlarının veya moleküllerinin sayısını tanımlamak için kullanılan bir ölçü birimidir.
- Milyonda parça (ppm). Bir milyon birim çözelti başına çözünen madde sayısı (genellikle gram veya miligram). Genellikle çok seyreltik sulu çözeltiler için kullanılır.
- Yüzde kompozisyon. Yüzde yüz solüsyonda bulunan çözünen maddenin parça sayısı (genellikle gram). Yüzde simgesi "100'de" anlamına gelir, böylece kesri kolayca yüzde olarak yazabilirsiniz.
İlan

Yöntem 2/5: Konsantrasyonu litre başına gram cinsinden hesaplayın

Bu yöntemi nasıl uygulayacağınızı öğrenin. Bu, katıları bir sıvıda çözdüğünüzde ve ölçülmesi kolay nispeten büyük çözümlerle hesaplamalar yaparken konsantrasyonu ölçmenin yararlı bir yoludur. Çözünen madde miktarı yalnızca birkaç miligramsa veya çözücü mililitre cinsindeyse, başka bir yöntem kullanmalısınız.
- Örnek problem: 3 mL sofra tuzu ile 2000 mL sudan hazırlanan bir çözeltinin konsantrasyonunu (litre başına gram) bulun. Cevabınızı gram / litre cinsinden yazın.
Çözünen maddenin kütlesini grama çevirin. Çözünen madde (daha fazla miktarda çözücü içinde çözülen) gram cinsinden tartılmışsa, bu adımı atlayın. Değilse, birimleri grama dönüştürmeniz gerekir. Dönüşüm oranlarına bakarsanız kütle birimlerinden (kilogram gibi) dönüştürme basittir, ancak hacim birimlerinden (litre gibi) dönüştürme daha karmaşıktır. Her maddenin kendi yoğunluğu vardır; bu, bir birim hacimde bulunan madde miktarını tanımlayan değerdir. Bu yoğunluğu bulun ve birimin eşleştiğinden emin olduktan sonra kütleyi gram olarak elde etmek için hacim değeri ile çarpın.
- Yukarıdaki örnekte, tuz, çözünen maddedir. Tuz, hacim birimleri (mL) cinsinden ölçülür, bu nedenle onu grama dönüştürmeniz gerekir.
- Tuzun yoğunluğu 1.15 g / mL'dir. Eğer problem bu veriyi vermiyorsa, bir ders kitabına veya kimyasal veri tabanına bakmalısınız. Yoğunluğu kullandığınız birim cinsinden (litre başına gram) bulmanız veya doğru birimlere dönüştürmeniz gerekir.
- 3 mL'de bulunan tuz kütlesini bulmak için 3 mL × (/ _{1 mL}) = 3.45 gram tuz.
Solvent verilerini litreye dönüştürün. Çözücüler genellikle hacim birimleriyle ölçülür, bu nedenle dönüştürme oldukça basittir. Sorun zaten litre cinsinden çözücü ise bir sonraki adıma geçin.
- Yukarıdaki örnekte 2000 mL suyumuz var, bu yüzden litreye dönüştürülmesi gerekiyor.
- Her litre 1000 mL'ye sahiptir, bu nedenle hesaplamaya göre dönüştürün (/ _{1000 mL}) x (2000 mL) = 2 litre su.
- Birim dönüşümünü, mL yok edilecek şekilde ayarladığımızı unutmayın (biri yukarıda, biri aşağıda). / Olarak yazarsan _{1 L} x 2000 mL anlamsız bir sonuç verecektir.
Çözücüyü çözünen maddeye bölün. Artık gram olarak çözünen ağırlığa ve litre çözücü cinsinden hacme sahip olduğumuza göre, g / L konsantrasyonunu aşağıdakileri bölerek kolayca bulabilirsiniz:
- Yukarıdaki örnekte / _{2 litre su} = 1.725 g / L tuz konsantrasyonu.
Büyük çözünen hesaplama için formülü değiştirin. Teorik olarak, konsantrasyonu tüm çözeltinin hacmine göre hesaplamalıyız, yani çözünen ve çözücünün hacmini birlikte eklemeliyiz. Az miktarda katıyı büyük miktarda sıvıya eritirken, hacimdeki fark önemsizdir, böylece çözünen hacmini göz ardı edebilir ve daha önce yapıldığı gibi yalnızca solvent hacmini kullanabilirsiniz. Çözünen hacim, genel hacmi önemli ölçüde değiştirecek kadar büyükse, formülü (g çözünen) / (L çözünen + L çözücü) olarak değiştirmeniz gerekir.
- Yukarıdaki örnekte, / (_{2 litre su} + 0,003 L tuz) = 1.722 g / L.
- Bu sonuç ile orijinal sonuç arasındaki fark sadece 0,003 g / L'dir. Bu çok küçük bir sapmadır ve neredeyse ölçüm cihazlarının doğruluğundan daha azdır.
İlan

Yöntem 3/5: Konsantrasyonu yüzde veya milyon başına hesaplayın

Bu yöntemi nasıl uygulayacağınızı öğrenin. Sorun "yüzde içeriği" veya "kitle yüzdesi" bulmanızı isterse bu yöntemi kullanın. Kimyada, normalde en çok bir maddenin kütlesi ile ilgilenirsiniz. Çözünen madde ve çözücü kütlesini öğrendikten sonra, iki kütleyi karşılaştırarak çözünen madde yüzdesini nispeten kolay bir şekilde bulabilirsiniz.
- Örnek problem: 10 gr çikolata tozunu 1,2 litre sıcak suda çözün. İlk olarak, çözelti içindeki çikolata kütlesinin yüzdesini hesaplayın. Ardından sonucu milyonda parça olarak yazın.
Rakamları grama çevirin. Hacim birimi cinsinden verilen herhangi bir sayı varsa (litre veya mililitre gibi), bunları gram cinsinden kütle birimlerine dönüştürmeniz gerekir. Her maddenin özgül ağırlığı (hacimce kütle) olduğundan, kütleyi bulmadan önce özgüllüğünü bulmanız gerekir:
- Bir ders kitabındaki maddenin yoğunluğuna bakın veya çevrimiçi olarak arayın. Bulunan veriler uygun değilse, bu yoğunluğu yukarıdaki grama (problemde kullanılan hacim birimi) dönüştürün. Yoğunluğu maddenin hacmiyle çarpın ve gram olarak kütle elde edin.
- Örneğin: 1,2 litre suyunuz var. Suyun yoğunluğu litre başına 1000 gramdır, bu nedenle hesaplayın (/ _{1 L}) x 1,2 L = 1200 g.
- Çikolata kütlesi gram olarak verildiği için değiştirilmesine gerek yoktur.
Yüzdeyi hesaplayın. Hem çözünen kütleyi hem de çözücü kütlesini gram cinsinden aldıktan sonra, yüzdeyi hesaplamak için bu formülü kullanın: (/ (_{gram çözünen + gram çözücü})) x 100.
- 10 gram çikolatanız var ve suyun 1200 gram olduğunu öğrendiniz. Tüm çözelti (çözünen + çözücü) 10 + 1200 = 1210 gram ağırlığa sahiptir.
- Bütün çözeltideki çikolata konsantrasyonu = / _{(1210 gram çözelti)} = 0,00826
- Yüzdeyi elde etmek için bu değeri 100 ile çarpın: 0,00826 x 100 = 0,826, işte bu kadar % 0.826 çikolata karışımı.
Milyon başına içerik hesaplayın. Zaten "yüzdeye" sahibiz, bu nedenle milyon başına parça aynı şekilde hesaplanır. Formül (/ (_{gram çözünen + gram çözücü})) x 1.000.000. Bu formül, matematiksel gösterimde (/ (_{gram çözünen + gram çözücü})) x 10.
- Yukarıdaki örnekte / _{(1210 gram çözelti)} = 0,00826.
- 0,00826 x 10 = 8260 ppm çikolata.
- Yüzde olarak yazmak sakıncalı olduğundan, genellikle milyonda parça çok küçük konsantrasyonları ölçmek için kullanılır. Kolaylık sağlamak için aynı örneği de kullanıyoruz.
İlan

Yöntem 4/5: Molar konsantrasyonu hesaplayın

Bu yöntemi uygulamak için neye ihtiyacınız var? Molar konsantrasyonu hesaplamak için çözünen maddenin kaç mol olduğunu bilmeniz gerekir, ancak çözünen kütleyi ve kimyasal formülünü biliyorsanız bu rakamı kolayca bulabilirsiniz. Tüm bu bilgilere sahip değilseniz veya kimyadaki "mol" kavramını öğrenmediyseniz, farklı bir yöntem kullanın.
- Örnek problem: 25 gram potasyum hidroksit 400 mL suda çözülerek hazırlanan bir çözeltinin molaritesi nedir?
- Çözünen maddenin kütlesi gram dışında birimler olarak verilmişse, önce grama dönüştürün.
Çözünen maddenin molar kütlesini hesaplayın. Her kimyasal elementin bilinen bir "molar kütlesi" vardır, bu elementin bir mol kütlesi. Molar kütle, periyodik cetveldeki atomik kütle ile aynı değere sahiptir, genellikle kimyasal sembolün ve her bir elementin adının altında. Çözünen maddenin molar kütlesini bulmak için basitçe çözünen maddeyi oluşturan kurucu elementlerin molar kütlesini ekleyin.
- Yukarıdaki örnek, çözünen olarak potasyum hidroksit kullanır. Potasyum hidroksitin kimyasal formülü: KOH için bu maddeyi bir ders kitabında veya kimyasal formül veri tabanında arayın.
- Elementin atom kütlesini bulmak için periyodik tabloyu veya çevrimiçi dokümantasyonu kullanın: K = 39,0; O = 16,0; H = 1.0.
- Atomik kütleleri toplayın ve molar kütleyi elde etmek için arkasına "g / mol" birimini yazın. 39 + 16 + 1 = 56 g / mol.
- Birden fazla atom türü olan moleküller için, her atom türünün atomik kütlesini ekleyin. Örneğin, H₂O'nun molar kütlesi 1 + 1 + 16 = 18 g / mol'dür.
Çözünen maddenin mol sayısını hesaplayın. Molar kütleye (g / mol) sahip olduğunuzda, gram ve mol arasında dönüştürme yapabilirsiniz. Çözünen maddenin kütlesini gram cinsinden zaten biliyorsunuz, bu nedenle onu aşağıdaki gibi değiştirebilirsiniz (gram cinsinden çözünen kütle) x (/ _{molar kütle}) benlerde bir sonuç elde etmek için.
- Yukarıdaki örnekte, molar kütlesi 56 g / mol olan 25 gram maddeye sahip olduğunuz için, aşağıdaki gibi hesaplayın 25g x (/ _{56 g / mol}) = çözelti içinde yaklaşık 0.45 mol KOH.
Molar konsantrasyonu bulmak için çözelti hacmini litreye bölün. Molar konsantrasyon, çözünen maddenin mol sayısının çözelti litre sayısına oranı olarak tanımlanır. Gerekirse çözelti hacmini litreye dönüştürün ve ardından hesaplamayı gerçekleştirin.
- Bu örnekte 400 mL suyumuz var, bu da 0,4 litre olur.
- Çözeltideki molar KOH konsantrasyonu / _0.4L = 1.125 milyon. (Bir hesap makinesi kullanarak daha doğru sonuçlar alırsınız ve son adıma kadar hiçbir rakamı yuvarlamazsınız.)
- Genellikle çözücü hacmini göz ardı edebilirsiniz çünkü çözücü hacmini önemli ölçüde değiştirmez. Hacmi önemli ölçüde değiştirmeye yetecek büyüklükte bir çözünen madde miktarını çözerseniz, son çözeltinin hacmini ölçün ve bu parametreyi kullanın.
İlan

Yöntem 5/5: Çözeltinin konsantrasyonunu hesaplamak için titrasyon

Ne zaman titre edeceğinizi bilin. Titrasyon, kimyacılar tarafından bir çözeltide bulunan çözünen madde miktarını hesaplamak için kullanılan bir tekniktir. Bir titrasyon gerçekleştirmek için, çözünen madde ile başka bir reaktan (genellikle ayrıca sıvı bir çözelti içinde çözülmüş) arasında kimyasal bir reaksiyon oluşturmanız gerekir. İkinci reaktantın tam miktarını bildiğiniz ve bu madde ile çözünen arasındaki reaksiyonun kimyasal denklemini bildiğiniz için, önce solüsyona eklenmesi gereken reaktif miktarını belirleyerek çözünen miktarını hesaplayabilirsiniz. çözünen madde ile reaksiyon bittiğinde.
- Bu nedenle titrasyon, bir çözeltinin konsantrasyonunu hesaplamak için çok iyi bir yöntemdir. Başlangıçtaki çözünen madde miktarının ne olduğunu bilmediğinizde.
- Çözeltideki çözünen madde kütlesi biliniyorsa, titrasyona gerek yoktur - sadece çözeltinin hacmini belirleyin ve Birinci Bölüm'de gösterildiği gibi konsantrasyonu hesaplayın.
Titrasyon aletini hazırlayın. Doğru titre etmek için temiz, hassas ve profesyonel kimyasal aletlere sahip olmanız gerekir. Titrasyon pozisyonunda, Erlen şişesini klemp üzerine monte edilmiş büret tüpünün altına yerleştirin. Büret tüpünün ucu, balonun duvarına dokunmadan balon jojenin boynuna oturmalıdır.
- Tüm ekipmanın önceden temizlendiğinden emin olun, deiyonize suyla durulayın ve kurumaya bırakın.
Çözeltiyi şişelere ve tüplere dökün. Az miktarda bilinmeyen konsantrasyondaki çözeltiyi doğru şekilde ölçün. Çözünen madde çözüldükten sonra, çözelti içinde eşit olarak dağılır, bu nedenle bu küçük numune çözeltisinin konsantrasyonu orijinal çözelti ile aynı olacaktır. Büret tüpünü, solüsyonunuzla reaksiyona girecek bilinen konsantrasyonda solüsyonla doldurun. Çözeltinin tam hacmini büret tüpüne kaydedin - bu reaksiyonda kullanılan toplam hacmi bulmak için son hacmi çıkaracaksınız.
- Not: Büret tüpündeki çözelti ile şişedeki bilinmeyen konsantrasyondaki çözelti arasındaki reaksiyon, belirgin bir reaksiyon belirtisi göstermiyorsa, eklemeniz gerekir gösterge kavanozun içine. Kimyada gösterge, reaksiyon bir eşdeğer veya son noktaya ulaştığında çözeltinin rengini değiştiren bir kimyasaldır. Titrasyon için kullanılan göstergeler genellikle asidiktir ve redoks reaksiyonları oluşturur, ancak başka birçok gösterge türü vardır. Reaksiyon için doğru göstergeyi bulmak için bir kimya ders kitabına veya çevrimiçi olarak başvurun.
Titrasyonu başlatın. Çözeltiyi büret tüpünden ("titrasyon çözeltisi" olarak adlandırılır) yavaşça şişeye ekleyin. Reaksiyon sırasında çözeltiyi karıştırmak için manyetik bir karıştırıcı veya cam çubuk kullanın. Çözeltideki reaksiyon görünür durumdaysa, renk değişimi, kabarcıklar, yeni bir ürün oluşturma vb. Gibi işaretler göreceksiniz. Bir gösterge kullanırsanız, boyanın göründüğünü göreceksiniz. solüsyonu büret tüpünden şişeye bırakın.
- Reaksiyon, pH veya potansiyelde bir değişikliğe neden olursa, reaksiyonu izlemek için şişeye bir pH kağıdı veya potansiyometre daldırabilirsiniz.
- Daha hassas bir titrasyon için, titrantı sabit küçük artışlarla ekledikten sonra okumaları kaydederek pH'ı ve potansiyeli belirtildiği gibi izlemeniz gerekir. Eklenen titrant hacmi ile pH veya potansiyeli işaretleyin. Reaksiyonun denklik noktasında grafik eğiminin çok hızlı değiştiğini göreceksiniz.
Titrasyon hızını azaltın. Reaksiyon son noktaya yaklaştıkça titrasyon hızını her seferinde damla damla azaltın. Bir gösterge kullanıyorsanız, renkli ışınlar daha uzun görünebilir. Son damla reaksiyonun tam olarak orada durmasına neden olana kadar mümkün olduğunca yavaş ilerleyin. Gösterge gelince, reaksiyondaki ilk uzun süreli renk değişikliğini fark etmeniz gerekecektir.
- Büret tüpüne son hacmi kaydedin. Bunu, büret tüpündeki başlangıç çözeltisinin hacminden çıkararak, kullanılan titrasyon çözeltisinin tam hacmini bulabilirsiniz.
Çözeltideki çözünen maddenin kütlesini hesaplayın. Şişedeki çözünen maddenin mol sayısını bulmak için titrant ve çözelti arasındaki reaksiyon için kimyasal denklemi kullanın. Çözünen maddenin mol sayısını bulduktan sonra, çözeltinin molar konsantrasyonunu bulmak için şişedeki çözeltinin hacmine bölün veya mol sayısını grama çevirin ve konsantrasyonu g / L cinsinden bulmak için çözelti hacmine bölün. . Bu, temel bir kuantum kimyası bilgisine sahip olmanızı gerektirir.
- Örneğin, HCl çözeltisini ve suyu eşdeğer noktaya titre etmek için 25 mL 0.5M NaOH kullandığımızı varsayalım. HCl çözeltisinin hacmi titrasyondan önce 60 mL'dir. Çözeltide kaç mol HCl vardır?
- İlk önce NaOH ve HCl arasındaki reaksiyonun kimyasal denkleme bakalım: NaOH + HCl> H₂O + NaCl.
- Bu durumda, bir mol NaOH, ürünü (su ve NaCl) üretmek için bir mol HCl ile reaksiyona girer. Tüm HCl'yi nötralize etmeye yetecek kadar NaOH eklediğiniz için, reaksiyonda kullanılan NaOH'nin mol sayısı, şişedeki HCl'nin mol sayısı ile aynı olacaktır.
- NaOH kütlesini mol cinsinden bulun. 25 mL NaOH = 0,025 L NaOH x (0,5 mol NaOH / 1 L) = 0.0125 mol NaOH.
- Reaksiyon denkleminden, kullanılan NaOH mol sayısının = çözeltideki HCl'nin mol sayısı olduğunu çıkardığımız için, çözeltide 0.0125 mol HCl olduğu sonucuna varabiliriz.
Çözeltinin konsantrasyonunu hesaplayın. Artık çözeltideki çözünen maddenin kütlesini bildiğimize göre, molar konsantrasyonu bulmak kolay olacaktır. Çözeltideki çözünen maddenin mol sayısını test çözeltisinin hacmine bölün (değiller örneklemekte olduğunuz büyük çözümün hacmi). Sonuç, çözeltinin molar konsantrasyonudur!
- Yukarıdaki örnek için molar konsantrasyonu bulmak için, HCl'nin mol sayısını, şişedeki çözeltinin hacmine bölmeniz yeterlidir. 0,0125 mol HCl x (1 / 0,060 L) = 0.208 M HCl.
- Molariteyi g / L, ppm veya yüzdeye dönüştürmek için çözünen maddenin molar sayısını kütleye dönüştürmeniz gerekir (çözünen karışımın molar kütlesini kullanın). Ppm ve yüzdeler için, çözeltinin hacmini kütleye de dönüştürmeli (yoğunluk gibi bir dönüştürme faktörü kullanın veya basitçe tartın), ardından sırasıyla 10 veya 10 ile çarpmalısınız. ppm ve yüzdelerle.
İlan

Tavsiye

Çözücüler ve çözücüler, ayrıldıklarında farklı madde formlarında (katı, sıvı, gaz) bulunabilmesine rağmen, çözücünün çözücü içinde çözülmesinden sonra oluşan çözelti aynı fiziksel forma sahip olacaktır. Çözücü.
Titre ederken yalnızca plastik veya cam eşya kullanın.

Uyarı

Titrasyon sırasında gözlük ve eldiven giyin.
Herhangi bir güçlü asitle çalışırken dikkatli olun. Zehirli veya dışarıda olduğunda bir davlumbazda test edin.