મોલારિટી, મંદન અને દ્રાવણ સ્ટોઇકિયોમેટ્રી

મોલારિટી દ્રાવણના પ્રતિ લિટર મોલ ગણે છે

મોલારિટી, જેને જથ્થા સાંદ્રતા પણ કહે છે, એ મોલમાં દ્રાવ્યનો જથ્થો ભાગ્યા લિટરમાં દ્રાવણનું કદ છે: c = n/V, mol/L માં, ઘણી વાર M તરીકે લખાય છે. 0.250 mol/L ગ્લુકોઝ દ્રાવણના અંતિમ દ્રાવણના દરેક લિટરમાં 0.250 mol ગ્લુકોઝ હોય છે. ચોરસ કૌંસ કોઈ સ્પીશીઝની મોલર સાંદ્રતા દર્શાવે છે, જેમ કે [Cl⁻].

કદ એ દ્રાવણનું કદ છે, દ્રાવકનું નહીં. બરાબર 1.000 L પાણીમાં દ્રાવ્ય ઓગાળવાથી સામાન્ય રીતે કુલ કદ 1.000 L નથી થતું, તેથી દ્રાવણો પાણીનું માપેલું કદ ઉમેરવાને બદલે કદમાપક ફ્લાસ્કમાં અંકન ચિહ્ન સુધી બનાવાય છે.

પ્રબળ વિદ્યુતવિભાજ્ય માટે, આયન સાંદ્રતાઓ સૂત્ર પરથી મળે છે. 0.150 mol/L CaCl₂ દ્રાવણ Ca²⁺ માં 0.150 mol/L અને Cl⁻ માં 0.300 mol/L છે, કારણ કે દરેક સૂત્ર એકમ બે ક્લોરાઇડ આયનો મુક્ત કરે છે. મોલારિટી તાપમાન સાથે પણ સહેજ બદલાય છે, કારણ કે ગરમ કરતાં દ્રાવણો વિસ્તરે છે.

તોળેલા ઘન પદાર્થમાંથી દ્રાવણ બનાવવું

જરૂરી જથ્થો n = c × V છે, અને તોળવાનું દળ n × M છે, જ્યાં M મોલર દળ છે. ઘન પદાર્થ તોળો, તેને અંતિમ કદ કરતાં ઓછા પાણીમાં ઓગાળો, બીકરને ફ્લાસ્કમાં ધોતાં તેને કદમાપક ફ્લાસ્કમાં સ્થાનાંતરિત કરો, નિશાન સુધી મંદ કરો, અને ઊંધું કરીને ભેળવો.

ઉકેલેલું ઉદાહરણ: કૉપર(II) સલ્ફેટ પેન્ટાહાઇડ્રેટ, CuSO₄·5H₂O, ના વાદળી સ્ફટિકોમાંથી 0.0800 mol/L કૉપર(II) સલ્ફેટ ના 250.0 mL બનાવો. બે દશાંશ સુધી રાઉન્ડ કરેલા IUPAC પ્રમાણભૂત પરમાણ્વીય વજનો (Cu 63.55, S 32.06, O 16.00, H 1.01) સાથે, હાઇડ્રેટનું મોલર દળ 63.55 + 32.06 + 4(16.00) + 5(18.02) = 249.71 g/mol છે.

n = 0.0800 mol/L × 0.2500 L = 0.02000 mol. દળ = 0.02000 mol × 249.71 g/mol = 4.994 g, તેથી પેન્ટાહાઇડ્રેટનું 4.99 g તોળો. દરેક સૂત્ર એકમ હજુ પણ એક Cu²⁺ અને એક SO₄²⁻ આપે છે, પરંતુ સ્ફટિકજળ તમે તોળેલા દળમાં ઉમેરાય છે. જો તમે નિર્જળ મોલર દળ, 159.61 g/mol, વાપર્યું હોત અને હાઇડ્રેટનું 3.19 g તોળ્યું હોત, તો દ્રાવણ માત્ર 0.0511 mol/L થાત, લગભગ 36% વધુ મંદ.

C₁V₁ = C₂V₂ વડે સ્ટૉક દ્રાવણનું મંદન

દ્રાવક ઉમેરવાથી કદ બદલાય છે પણ દ્રાવ્યનો જથ્થો નહીં. મંદન પહેલાં અને પછી n = cV હોવાથી, C₁V₁ = C₂V₂, જ્યાં 1 સ્ટૉક અને 2 મંદ કરેલા દ્રાવણ માટે છે. જો બંને કદ એ જ એકમ વાપરે તો કોઈ પણ કદ એકમ ચાલે, કારણ કે એકમો કપાઈ જાય છે.

ઉકેલેલું ઉદાહરણ: તમને 0.360 mol/L સોડિયમ ક્લોરાઇડના 500.0 mL જોઈએ છે અને તમારી પાસે 2.40 mol/L સ્ટૉક છે. V₁ = C₂V₂ ÷ C₁ = (0.360 mol/L × 500.0 mL) ÷ 2.40 mol/L = 75.0 mL. ચકાસણી: સ્ટૉક 2.40 ÷ 0.360 = 6.67 ગણો સાંદ્ર છે, તેથી તમને અંતિમ કદનો લગભગ સાતમો ભાગ જોઈએ, અને 500.0 mL ÷ 6.67 = 75.0 mL.

500-mL કદમાપક ફ્લાસ્કમાં સ્ટૉકનું 75.0 mL માપો અને નિશાન સુધી મંદ કરો. ફક્ત 425.0 mL પાણી ન ઉમેરો: દ્રાવણોનાં કદ કડક રીતે સરવાળે થતાં નથી, અને C₂ અંતિમ કદ માટે છે. સાંદ્ર ઍસિડને મંદ કરતી વખતે, ઍસિડમાં પાણી નહીં પણ પાણીમાં ઍસિડ ઉમેરો, કારણ કે મુક્ત થતી ઉષ્માથી છાંટા ઊડી શકે છે.

દ્રાવણ સ્ટોઇકિયોમેટ્રી: કદથી મોલ અને પાછા

દ્રાવણો વચ્ચેની પ્રક્રિયાઓમાં, મોલારિટી n = c × V દ્વારા કદને મોલમાં ફેરવે છે. સંતુલિત સમીકરણનો મોલ ગુણોત્તર પછી દળ-આધારિત સ્ટોઇકિયોમેટ્રીની જેમ જ બરાબર લાગુ પડે છે, અને જરૂર હોય તો બીજી મોલારિટી પાછા કદમાં ફેરવે છે.

ઉકેલેલું ઉદાહરણ: 0.0850 mol/L સોડિયમ સલ્ફેટના 40.0 mL માંથી બધો સલ્ફેટ અવક્ષેપિત કરવા 0.125 mol/L બેરિયમ ક્લોરાઇડનું કેટલું કદ જોઈએ, અને બેરિયમ સલ્ફેટનું કેટલું દળ બને છે? નેટ આયનીય સમીકરણ Ba²⁺(aq) + SO₄²⁻(aq) → BaSO₄(s) છે. n(SO₄²⁻) = 0.0850 mol/L × 0.0400 L = 3.40 × 10⁻³ mol. ગુણોત્તર 1:1 છે, અને દરેક BaCl₂ એક Ba²⁺ આપે છે, તેથી V = 3.40 × 10⁻³ mol ÷ 0.125 mol/L = 0.0272 L, અથવા 27.2 mL.

BaSO₄ (Ba 137.33, S 32.06, O 16.00) નું મોલર દળ 233.39 g/mol છે, તેથી બનેલું દળ 3.40 × 10⁻³ mol × 233.39 g/mol = 0.794 g છે. દરેક જવાબમાં ત્રણ સાર્થક અંકો છે, જે 0.0850 mol/L, 40.0 mL અને 0.125 mol/L વડે નક્કી થાય છે.

અનુમાપન: બ્યુરેટના વાંચનને સાંદ્રતામાં ફેરવવું

અનુમાપનમાં, જાણીતી સાંદ્રતાવાળું દ્રાવણ, અનુમાપક, બ્યુરેટમાંથી નમૂનાના માપેલા કદમાં પ્રક્રિયા પૂર્ણ ન થાય ત્યાં સુધી ઉમેરવામાં આવે છે. સમતુલ્યતા બિંદુ એ છે જ્યાં ઉમેરેલા અનુમાપકનો જથ્થો સ્ટોઇકિયોમેટ્રિક ગુણોત્તરમાં નમૂના સાથે મેળ ખાય છે. અંતિમ બિંદુ એ છે જ્યાં સૂચક રંગ બદલે છે, અને યોગ્ય સૂચક બંનેને લગભગ એકરૂપ બનાવે છે.

ઉકેલેલું ઉદાહરણ: અજ્ઞાત સાંદ્રતાવાળા બેરિયમ હાઇડ્રૉક્સાઇડ દ્રાવણના 20.00 mL નમૂનાને ફીનોલ્ફ્થેલીન અંતિમ બિંદુ સુધી પહોંચવા 0.1208 mol/L હાઇડ્રોક્લોરિક ઍસિડના 28.36 mL જોઈએ છે. 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, ચાર સાર્થક અંકો સુધી.

2 નો અવયવ મહત્ત્વનો છે. પ્રક્રિયાને 1:1 ગણવાથી 0.1713 mol/L મળે, જે સાચા મૂલ્ય કરતાં બમણું છે, તેથી જ અનુમાપનો માટે C₁V₁ = C₂V₂ વાપરવું ન જોઈએ. અનુમાપકની પોતાની સાંદ્રતા અગાઉથી પ્રમાણીકરણ દ્વારા નક્કી થાય છે, તેને તોળેલા પ્રાથમિક પ્રમાણ સામે અનુમાપિત કરીને; ઍસિડ માટે સોડિયમ કાર્બોનેટ સામાન્ય પસંદગી છે.

સાંદ્રતાની ભૂલો અને તેમને કેવી રીતે પારખવી

સાંદ્રતાની મોટા ભાગની ભૂલો એકમ કે ગોઠવણની ભૂલો હોય છે. દરેક રાશિ પર એકમો લખવાથી, અને પરિણામ અપેક્ષિત દિશામાં જાય છે કે નહીં તે ચકાસવાથી લગભગ બધી પકડાઈ જાય છે.

મંદ કરેલું દ્રાવણ તેના સ્ટૉક કરતાં ઓછું સાંદ્ર હોવું જોઈએ, હાઇડ્રેટ માટે તોળેલું દળ નિર્જળ ક્ષાર કરતાં વધુ હોવું જોઈએ, અને અનુમાપકનું કદ બ્યુરેટની શ્રેણીમાં આવવું જોઈએ. જે પરિણામ આમાંથી કોઈ પણ તોડે તેને બીજી નજર જોઈએ.

• c ને mol/L માં રાખીને n = c × V માં મિલિલિટરનો ઉપયોગ કરવો. પહેલા લિટરમાં ફેરવો; mL × mol/L થી mol મળતું નથી.
• દ્રાવણના અંતિમ કદને બદલે દ્રાવકનું કદ વાપરવું.
• હાઇડ્રેટ માટે નિર્જળ મોલર દળ વાપરવું.
• C₁V₁ = C₂V₂ ને પ્રક્રિયા પર લાગુ કરવું. તે ફક્ત મંદનનું વર્ણન કરે છે; પ્રક્રિયાઓ માટે, મોલ અને મોલ ગુણોત્તરમાંથી જાઓ.
• આયન બહુલતા ભૂલી જવી, જેમ કે 0.150 mol/L CaCl₂ ને Cl⁻ માં 0.150 mol/L ગણવું.
• અંતિમ કદ સુધી મંદન કરવાને બદલે પાણીનું અંતિમ કદ ઉમેરવું.