Molyarlıq, durulaşdırma və məhlul stexiometriyası

Molyarlıq məhlulun hər litrinə düşən molları sayır

Maddə miqdarı qatılığı da adlanan molyarlıq həll olunan maddənin mol miqdarının məhlulun litrlə həcminə bölünməsidir: c = n/V, mol/L ilə, tez-tez M kimi yazılır. 0.250 mol/L qlükoza məhlulunun son məhlulun hər litrində 0.250 mol qlükoza var. Kvadrat mötərizələr növün molyar qatılığını bildirir, məsələn, [Cl⁻].

Həcm həlledicinin deyil, məhlulun həcmidir. Həll olunan maddəni dəqiq 1.000 L suda həll etmək adətən ümumi həcmi 1.000 L etmir, buna görə məhlullar ölçülmüş həcmdə su əlavə etməklə deyil, ölçü kolbasında dərəcə xəttinə qədər hazırlanır.

Güclü elektrolit üçün ion qatılıqları düsturdan çıxır. 0.150 mol/L CaCl₂ məhlulu Ca²⁺ üzrə 0.150 mol/L, Cl⁻ üzrə isə 0.300 mol/L-dir, çünki hər düstur vahidi iki xlorid ionu buraxır. Molyarlıq temperaturla da bir qədər dəyişir, çünki məhlullar qızdırıldıqda genişlənir.

Çəkilmiş bərk maddədən məhlulun hazırlanması

Lazım olan miqdar n = c × V, çəkiləcək kütlə isə n × M-dir, burada M molyar kütlədir. Bərk maddəni çəkin, son həcmdən az suda həll edin, stəkanı kolbaya yuyaraq ölçü kolbasına köçürün, dərəcə xəttinə qədər durulaşdırın və çevirərək qarışdırın.

Həll olunmuş nümunə: mis(II) sulfat pentahidratın, CuSO₄·5H₂O, mavi kristallarından 250.0 mL 0.0800 mol/L mis(II) sulfat hazırlayın. İKYTB-nin (IUPAC) iki onluğa yuvarlaqlaşdırılmış standart atom kütlələri (Cu 63.55, S 32.06, O 16.00, H 1.01) ilə hidratın molyar kütləsi 63.55 + 32.06 + 4(16.00) + 5(18.02) = 249.71 g/mol-dur.

n = 0.0800 mol/L × 0.2500 L = 0.02000 mol. Kütlə = 0.02000 mol × 249.71 g/mol = 4.994 g, buna görə 4.99 g pentahidrat çəkin. Hər düstur vahidi yenə də bir Cu²⁺ və bir SO₄²⁻ verir, lakin kristallik su çəkdiyiniz kütləyə əlavə olunur. Susuz molyar kütlədən, 159.61 g/mol-dan, istifadə edib 3.19 g hidrat çəksəydiniz, məhlul yalnız 0.0511 mol/L olardı, yəni təxminən 36% artıq durulaşmış.

Ehtiyat məhlulun C₁V₁ = C₂V₂ ilə durulaşdırılması

Həlledici əlavə etmək həcmi dəyişir, lakin həll olunan maddənin miqdarını dəyişmir. Durulaşdırmadan əvvəl və sonra n = cV olduğuna görə C₁V₁ = C₂V₂, burada 1 ehtiyat məhlula, 2 isə durulaşdırılmış məhlula aiddir. Hər iki həcm eyni vahiddədirsə, istənilən həcm vahidi uyğundur, çünki vahidlər ixtisar olunur.

Həll olunmuş nümunə: 500.0 mL 0.360 mol/L natrium xlorid lazımdır və 2.40 mol/L ehtiyat məhlulunuz var. V₁ = C₂V₂ ÷ C₁ = (0.360 mol/L × 500.0 mL) ÷ 2.40 mol/L = 75.0 mL. Yoxlama: ehtiyat məhlul 2.40 ÷ 0.360 = 6.67 dəfə qatıdır, buna görə son həcmin təxminən yeddidə birinə ehtiyacınız var və 500.0 mL ÷ 6.67 = 75.0 mL.

75.0 mL ehtiyat məhlulu 500 mL-lik ölçü kolbasına ölçün və dərəcə xəttinə qədər durulaşdırın. Sadəcə 425.0 mL su əlavə etməyin: məhlulların həcmləri ciddi şəkildə additiv deyil və C₂ son həcmə aiddir. Qatı turşunu durulaşdırarkən turşunu suya əlavə edin, suyu turşuya yox, çünki ayrılan istilik sıçramaya səbəb ola bilər.

Məhlul stexiometriyası: həcmdən mola və geriyə

Məhlullar arasındakı reaksiyalarda molyarlıq həcmi n = c × V ilə mola çevirir. Tarazlaşdırılmış tənlikdən alınan mol nisbəti sonra kütləyə əsaslanan stexiometriyada olduğu kimi tətbiq olunur və lazım olduqda ikinci molyarlıq geriyə həcmə çevirir.

Həll olunmuş nümunə: 0.0850 mol/L natrium sulfatın 40.0 mL-indən bütün sulfatı çökdürmək üçün 0.125 mol/L barium xloridin hansı həcmi lazımdır və nə qədər barium sulfat əmələ gəlir? Xalis ion tənliyi Ba²⁺(aq) + SO₄²⁻(aq) → BaSO₄(s) şəklindədir. n(SO₄²⁻) = 0.0850 mol/L × 0.0400 L = 3.40 × 10⁻³ mol. Nisbət 1:1-dir və hər BaCl₂ bir Ba²⁺ verir, buna görə V = 3.40 × 10⁻³ mol ÷ 0.125 mol/L = 0.0272 L, yəni 27.2 mL.

BaSO₄-ün molyar kütləsi (Ba 137.33, S 32.06, O 16.00) 233.39 g/mol-dur, buna görə əmələ gələn kütlə 3.40 × 10⁻³ mol × 233.39 g/mol = 0.794 g-dır. Hər cavabın üç əhəmiyyətli rəqəmi var və bu, 0.0850 mol/L, 40.0 mL və 0.125 mol/L ilə müəyyən edilir.

Titrləmə: büret oxunuşunun qatılığa çevrilməsi

Titrləmədə qatılığı məlum olan məhlul, titrant, bürettən reaksiya tamamlanana qədər nümunənin ölçülmüş həcminə əlavə edilir. Ekvivalentlik nöqtəsi əlavə edilən titrantın miqdarının nümunənin miqdarına stexiometrik nisbətdə uyğun gəldiyi nöqtədir. Son nöqtə indikatorun rəngini dəyişdiyi nöqtədir və uyğun indikator ikisini demək olar ki, üst-üstə salır.

Həll olunmuş nümunə: qatılığı məlum olmayan barium hidroksid məhlulunun 20.00 mL nümunəsi fenolftalein son nöqtəsinə çatmaq üçün 28.36 mL 0.1208 mol/L xlorid turşusu tələb edir. Ba(OH)₂(aq) + 2 HCl(aq) → BaCl₂(aq) + 2 H₂O(l). n(HCl) = 0.1208 mol/L × 0.02836 L = 3.426 × 10⁻³ mol. n(Ba(OH)₂) = 3.426 × 10⁻³ mol ÷ 2 = 1.713 × 10⁻³ mol. c(Ba(OH)₂) = 1.713 × 10⁻³ mol ÷ 0.02000 L = 0.08565 mol/L, dörd əhəmiyyətli rəqəmlə.

2 vuruğu vacibdir. Reaksiyaya 1:1 kimi yanaşmaq 0.1713 mol/L, yəni həqiqi qiymətin iki qatını verərdi və buna görə də C₁V₁ = C₂V₂ titrləmələr üçün istifadə edilməməlidir. Titrantın öz qatılığı əvvəlcədən standartlaşdırma ilə, yəni onu çəkilmiş ilkin standarta qarşı titrləməklə müəyyən edilir; turşular üçün natrium karbonat ümumi seçimdir.

Qatılıq səhvləri və onları necə görmək olar

Qatılıq səhvlərinin çoxu vahid və ya qurulma səhvləridir. Hər kəmiyyətin yanında vahid yazmaq və nəticənin gözlənilən istiqamətdə dəyişdiyini yoxlamaq onların demək olar ki, hamısını tutur.

Durulaşdırılmış məhlul ehtiyat məhluldan az qatı olmalıdır, hidrat üçün çəkilən kütlə susuz duz üçün çəkilən kütlədən böyük olmalıdır və titrant həcmi büretin diapazonuna düşməlidir. Bunlardan hər hansı birini pozan nəticəyə ikinci dəfə baxmaq lazımdır.

• c mol/L ilə olduqda n = c × V düsturunda millilitrdən istifadə etmək. Əvvəlcə litrə çevirin; mL × mol/L mol vermir.
• Məhlulun son həcmi əvəzinə həlledicinin həcmindən istifadə etmək.
• Hidrat üçün susuz molyar kütlədən istifadə etmək.
• C₁V₁ = C₂V₂ düsturunu reaksiyaya tətbiq etmək. O yalnız durulaşdırmanı təsvir edir; reaksiyalar üçün mollardan və mol nisbətindən keçin.
• İon çoxluğunu unutmaq, məsələn, 0.150 mol/L CaCl₂-ə Cl⁻ üzrə 0.150 mol/L kimi yanaşmaq.
• Son həcmə qədər durulaşdırmaq əvəzinə son həcm qədər su əlavə etmək.