মোলারিটি, লঘুকরণ ও দ্রবণের স্টয়কিওমেট্রি

মোলারিটি প্রতি লিটার দ্রবণে মোল গোনে

মোলারিটি, যাকে পরিমাণ-ঘনমাত্রাও বলা হয়, হলো মোলে দ্রবের পরিমাণকে লিটারে দ্রবণের আয়তন দিয়ে ভাগ করা: c = n/V, mol/L এককে, প্রায়ই M লেখা হয়। 0.250 mol/L গ্লুকোজ দ্রবণে চূড়ান্ত দ্রবণের প্রতি লিটারে 0.250 mol গ্লুকোজ থাকে। বর্গ বন্ধনী কোনো প্রজাতির মোলার ঘনমাত্রা বোঝায়, যেমন [Cl⁻]।

আয়তন বলতে দ্রবণের আয়তন বোঝায়, দ্রাবকের নয়। ঠিক 1.000 L পানিতে দ্রব গুললে মোট আয়তন সাধারণত 1.000 L হয় না, তাই মাপা আয়তনের পানি যোগ না করে আয়তনমিতিক ফ্লাস্কের ক্যালিব্রেশন দাগ পর্যন্ত দ্রবণ তৈরি করা হয়।

তীব্র তড়িৎবিশ্লেষ্যের ক্ষেত্রে আয়নের ঘনমাত্রা সংকেত থেকে পাওয়া যায়। 0.150 mol/L CaCl₂ দ্রবণে Ca²⁺ আছে 0.150 mol/L এবং Cl⁻ আছে 0.300 mol/L, কারণ প্রতিটি ফর্মুলা ইউনিট দুটি ক্লোরাইড আয়ন মুক্ত করে। উষ্ণ করলে দ্রবণ প্রসারিত হয় বলে মোলারিটিও তাপমাত্রার সঙ্গে সামান্য বদলায়।

ওজন করা কঠিন পদার্থ থেকে দ্রবণ তৈরি

প্রয়োজনীয় পরিমাণ n = c × V, এবং ওজন করার ভর n × M, যেখানে M মোলার ভর। কঠিন পদার্থ ওজন করুন, চূড়ান্ত আয়তনের চেয়ে কম পানিতে গুলুন, বিকারটি ফ্লাস্কে ধুয়ে নিয়ে আয়তনমিতিক ফ্লাস্কে স্থানান্তর করুন, দাগ পর্যন্ত লঘু করুন এবং উল্টে নেড়ে মেশান।

সমাধান করা উদাহরণ: কপার(II) সালফেট পেন্টাহাইড্রেটের নীল কেলাস, CuSO₄·5H₂O, থেকে 250.0 mL 0.0800 mol/L কপার(II) সালফেট তৈরি করুন। দুই দশমিক স্থানে রাউন্ড করা IUPAC আদর্শ পারমাণবিক ভর (Cu 63.55, S 32.06, O 16.00, H 1.01) নিলে হাইড্রেটের মোলার ভর 63.55 + 32.06 + 4(16.00) + 5(18.02) = 249.71 g/mol।

n = 0.0800 mol/L × 0.2500 L = 0.02000 mol। ভর = 0.02000 mol × 249.71 g/mol = 4.994 g, তাই পেন্টাহাইড্রেটের 4.99 g ওজন করুন। প্রতিটি ফর্মুলা ইউনিট তবুও একটি Cu²⁺ ও একটি SO₄²⁻ দেয়, কিন্তু কেলাস পানি আপনার ওজন করা ভরে যোগ হয়। নির্জল মোলার ভর 159.61 g/mol ব্যবহার করে হাইড্রেটের 3.19 g ওজন করলে দ্রবণ হতো মাত্র 0.0511 mol/L, প্রায় 36% বেশি লঘু।

C₁V₁ = C₂V₂ দিয়ে মজুত দ্রবণ লঘুকরণ

দ্রাবক যোগ করলে আয়তন বদলায়, কিন্তু দ্রবের পরিমাণ বদলায় না। লঘুকরণের আগে ও পরে n = cV হওয়ায় C₁V₁ = C₂V₂, যেখানে 1 মজুত দ্রবণ এবং 2 লঘু করা দ্রবণ বোঝায়। দুটি আয়তন একই এককে থাকলে যেকোনো আয়তনের একক চলে, কারণ একক কেটে যায়।

সমাধান করা উদাহরণ: আপনার 500.0 mL 0.360 mol/L সোডিয়াম ক্লোরাইড দরকার এবং আপনার কাছে 2.40 mol/L মজুত দ্রবণ আছে। V₁ = C₂V₂ ÷ C₁ = (0.360 mol/L × 500.0 mL) ÷ 2.40 mol/L = 75.0 mL। যাচাই: মজুত দ্রবণ 2.40 ÷ 0.360 = 6.67 গুণ ঘন, তাই চূড়ান্ত আয়তনের প্রায় এক-সপ্তমাংশ লাগবে, এবং 500.0 mL ÷ 6.67 = 75.0 mL।

75.0 mL মজুত দ্রবণ 500 mL আয়তনমিতিক ফ্লাস্কে মেপে নিন এবং দাগ পর্যন্ত লঘু করুন। শুধু 425.0 mL পানি যোগ করবেন না: দ্রবণের আয়তন কঠোরভাবে যোগযোগ্য নয়, এবং C₂ চূড়ান্ত আয়তনকে বোঝায়। গাঢ় অ্যাসিড লঘু করার সময় অ্যাসিডে পানি না ঢেলে পানিতে অ্যাসিড ঢালুন, কারণ নির্গত তাপে ছিটকে পড়তে পারে।

দ্রবণের স্টয়কিওমেট্রি: আয়তন থেকে মোল এবং আবার ফিরে

দ্রবণের মধ্যকার বিক্রিয়ায় মোলারিটি n = c × V দিয়ে আয়তনকে মোলে রূপান্তর করে। সমতাকৃত সমীকরণ থেকে পাওয়া মোল অনুপাত তখন ঠিক ভরভিত্তিক স্টয়কিওমেট্রির মতোই প্রযোজ্য হয়, এবং দরকার হলে দ্বিতীয় একটি মোলারিটি আবার আয়তনে ফিরিয়ে আনে।

সমাধান করা উদাহরণ: 40.0 mL 0.0850 mol/L সোডিয়াম সালফেট থেকে সমস্ত সালফেট অধঃক্ষিপ্ত করতে কত আয়তন 0.125 mol/L বেরিয়াম ক্লোরাইড লাগে, এবং কত ভর বেরিয়াম সালফেট গঠিত হয়? নিট আয়নিক সমীকরণ Ba²⁺(aq) + SO₄²⁻(aq) → BaSO₄(s)। n(SO₄²⁻) = 0.0850 mol/L × 0.0400 L = 3.40 × 10⁻³ mol। অনুপাত 1:1, এবং প্রতিটি BaCl₂ একটি Ba²⁺ দেয়, তাই V = 3.40 × 10⁻³ mol ÷ 0.125 mol/L = 0.0272 L, অর্থাৎ 27.2 mL।

BaSO₄-এর মোলার ভর (Ba 137.33, S 32.06, O 16.00) 233.39 g/mol, তাই গঠিত ভর 3.40 × 10⁻³ mol × 233.39 g/mol = 0.794 g। প্রতিটি উত্তরে তিনটি সার্থক অঙ্ক আছে, যা নির্ধারিত হয়েছে 0.0850 mol/L, 40.0 mL ও 0.125 mol/L দ্বারা।

টাইট্রেশন: বুরেটের পাঠকে ঘনমাত্রায় পরিণত করা

টাইট্রেশনে জানা ঘনমাত্রার একটি দ্রবণ, টাইট্র্যান্ট, বুরেট থেকে মাপা আয়তনের নমুনায় যোগ করা হয় যতক্ষণ না বিক্রিয়া সম্পূর্ণ হয়। সমতা বিন্দু হলো যেখানে যোগ করা টাইট্র্যান্টের পরিমাণ স্টয়কিওমেট্রিক অনুপাতে নমুনার সমান। প্রান্ত বিন্দু হলো যেখানে নির্দেশক রং বদলায়, এবং উপযুক্ত নির্দেশক এই দুটিকে প্রায় একই বিন্দুতে আনে।

সমাধান করা উদাহরণ: অজানা ঘনমাত্রার বেরিয়াম হাইড্রক্সাইড দ্রবণের একটি 20.00 mL নমুনায় ফেনলফথালিন প্রান্ত বিন্দুতে পৌঁছাতে 0.1208 mol/L হাইড্রোক্লোরিক অ্যাসিডের 28.36 mL লাগে। 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, চারটি সার্থক অঙ্কে।

2 গুণকটি গুরুত্বপূর্ণ। বিক্রিয়াটিকে 1:1 ধরলে পাওয়া যেত 0.1713 mol/L, প্রকৃত মানের দ্বিগুণ, আর এ কারণেই টাইট্রেশনে C₁V₁ = C₂V₂ ব্যবহার করা উচিত নয়। টাইট্র্যান্টের নিজের ঘনমাত্রা আগেই মানকরণের মাধ্যমে নির্ধারণ করা হয়, ওজন করা প্রাথমিক আদর্শ পদার্থের বিপরীতে একে টাইট্রেট করে; অ্যাসিডের জন্য সোডিয়াম কার্বনেট একটি প্রচলিত পছন্দ।

ঘনমাত্রার ভুল এবং সেগুলো কীভাবে ধরবেন

ঘনমাত্রার বেশিরভাগ ভুল একক বা বিন্যাসের ভুল। প্রতিটি রাশির পাশে একক লেখা এবং ফল প্রত্যাশিত দিকে গেছে কি না তা যাচাই করা প্রায় সবগুলোই ধরে ফেলে।

লঘু করা দ্রবণ তার মজুত দ্রবণের চেয়ে কম ঘন হবে, হাইড্রেটের জন্য ওজন করা ভর নির্জল লবণের চেয়ে বেশি হবে, এবং টাইট্র্যান্টের আয়তন বুরেটের পরিসরের মধ্যে পড়া উচিত। এর কোনোটি ভাঙলে ফলাফলটি আবার দেখা দরকার।

• c-কে mol/L ধরে n = c × V-তে মিলিলিটার ব্যবহার করা। আগে লিটারে রূপান্তর করুন; mL × mol/L থেকে mol পাওয়া যায় না।
• দ্রবণের চূড়ান্ত আয়তনের বদলে দ্রাবকের আয়তন ব্যবহার করা।
• হাইড্রেটের জন্য নির্জল মোলার ভর ব্যবহার করা।
• বিক্রিয়ায় C₁V₁ = C₂V₂ প্রয়োগ করা। এটি শুধু লঘুকরণ বর্ণনা করে; বিক্রিয়ার জন্য মোল ও মোল অনুপাতের মধ্য দিয়ে যান।
• আয়নের গুণিতকতা ভুলে যাওয়া, যেমন 0.150 mol/L CaCl₂-কে Cl⁻-এ 0.150 mol/L ধরা।
• চূড়ান্ত আয়তন পর্যন্ত লঘু না করে চূড়ান্ত আয়তনের সমান পানি যোগ করা।