ការគណនាទីត្រាស្យុង៖ ពីមាឌក្នុងប៊ុយរ៉ែតទៅបរិមាណនៃសារធាតុវិភាគ

លេខបីដែលការគណនាទីត្រាស្យុងគ្រប់មុខត្រូវការ

ក្នុងទីត្រាស្យុង សូលុយស្យុងដែលស្គាល់កំហាប់ (ទីត្រាន) ត្រូវបានបន្ថែមពីប៊ុយរ៉ែតទៅក្នុងសារធាតុដែលកំពុងវាស់ (សារធាតុវិភាគ) រហូតដល់ប្រតិកម្មរវាងវាពេញលេញ។ ការគណនាគ្រប់មុខប្រើព័ត៌មានបី៖ កំហាប់ទីត្រាន មាឌទីត្រានដែលបានបញ្ចេញ និងផលធៀបម៉ូលពីសមីការមានលំនឹង។

ផ្លូវតែងតែដូចគ្នា។ បម្លែងមាឌទីត្រានទៅជាលីត្រ ហើយគុណនឹងកំហាប់របស់វា ដើម្បីទទួលបានចំនួនម៉ូលទីត្រាន n = c × V។ ប្រើផលធៀបម៉ូលដើម្បីបម្លែងទៅជាចំនួនម៉ូលនៃសារធាតុវិភាគ។ បន្ទាប់មកបម្លែងទៅអ្វីដែលសំណួរសួរ៖ កំហាប់ ម៉ាស ឬភាគរយនៃសំណាក។

ចំណុចសមមូល គឺជាចំណុចដែលទីត្រានដែលបានបន្ថែមត្រូវនឹងសារធាតុវិភាគពិតប្រាកដតាមផលធៀបស្តូអ៊ីគីយ៉ូមេត្រី។ ចំណុចបញ្ចប់ គឺជាអ្វីដែលអ្នកសង្កេតឃើញជាក់ស្តែង ដូចជាសូចនាករប្តូរពណ៌។ វិធីល្អធ្វើឱ្យចំណុចទាំងពីរស្ទើរតែស្របគ្នា ហើយភាពខុសគ្នាតិចតួចរវាងវាត្រូវបានហៅថាកំហុសទីត្រាស្យុង។

ការកំណត់កំហាប់ស្តង់ដារនៃសូដ្យូមអ៊ីដ្រូអុកស៊ីតជាមួយប៉ូតាស្យូមអ៊ីដ្រូសែនផ្តាឡាត

អ្នកមិនអាចរៀបចំសូលុយស្យុងសូដ្យូមអ៊ីដ្រូអុកស៊ីតឱ្យបានត្រឹមត្រូវ ដោយថ្លឹងសារធាតុរឹងបានទេ។ គ្រាប់ NaOH ស្រូបទឹក និងកាបូនឌីអុកស៊ីតពីខ្យល់ ដូច្នេះម៉ាសរបស់វាមិនមែនជា NaOH ទាំងអស់ទេ។ ផ្ទុយទៅវិញ សូលុយស្យុងដែលរៀបចំប្រហាក់ប្រហែលត្រូវបានកំណត់កំហាប់ស្តង់ដារ៖ ធ្វើទីត្រាស្យុងធៀបនឹងស្តង់ដារបឋម ដែលជាសារធាតុសុទ្ធ និងស្ថិតស្ថេរគ្រប់គ្រាន់ដើម្បីថ្លឹងដោយផ្ទាល់។

ប៉ូតាស្យូមអ៊ីដ្រូសែនផ្តាឡាត KHC₈H₄O₄ (ជាញឹកញាប់ហៅថា KHP) ជាជម្រើសទូទៅ។ វាជាសារធាតុរឹងស្ថិតស្ថេរ មិនស្រូបសំណើម ដែលមានអ៊ីដ្រូសែនអាស៊ីតមួយ ហើយ NIST បញ្ជាក់កម្រិតគុណភាពមួយរបស់វាជាស្តង់ដារបឋមសម្រាប់អាស៊ីដូម៉េទ្រី (SRM 84L)។ ម៉ាសម៉ូលធំរបស់វាក៏មានន័យថា សំណាកធម្មតាមានម៉ាសប្រហែលកន្លះក្រាម ដូច្នេះកំហុសថ្លឹងធៀបតូច។

ឧទាហរណ៍ដោះស្រាយទី 1។ សំណាក KHP 0.5106 g ត្រូវការសូលុយស្យុង NaOH 24.68 mL ដើម្បីដល់ចំណុចបញ្ចប់ផេណុលផ្តាលេអ៊ីន។ ប្រតិកម្មគឺ 1:1៖ KHC₈H₄O₄(aq) + NaOH(aq) → KNaC₈H₄O₄(aq) + H₂O(l)។ ដោយប្រើម៉ាសអាតូមស្តង់ដារ IUPAC (K 39.098, C 12.011, H 1.008, O 15.999) M(KHP) = 204.22 g/mol។ n(KHP) = 0.5106 g ÷ 204.22 g/mol = 2.500 × 10⁻³ mol ដែលស្មើនឹង n(NaOH)។ c(NaOH) = 2.500 × 10⁻³ mol ÷ 0.02468 L = 0.1013 mol/L រាយការណ៍ជាបួនខ្ទង់សំខាន់ ព្រោះម៉ាស និងមាឌនីមួយៗមានបួនខ្ទង់។

អាស៊ីតឌីប្រូទិកផ្លាស់ប្តូរផលធៀបម៉ូល

អាស៊ីតស៊ុលហ្វួរិកផ្តល់ប្រូតុងពីរក្នុងមួយម៉ូលេគុលទៅអ៊ីដ្រូអុកស៊ីត៖ H₂SO₄(aq) + 2 NaOH(aq) → Na₂SO₄(aq) + 2 H₂O(l)។ ដូច្នេះអាស៊ីតមួយម៉ូលប្រើបាសពីរម៉ូល ហើយផលធៀបម៉ូលត្រូវតែមកពីសមីការនេះ មិនមែនពីទម្លាប់ចាត់ទុកទីត្រាស្យុងថាជា 1:1 ទេ។

ឧទាហរណ៍ដោះស្រាយទី 2។ សំណាកអាស៊ីតស៊ុលហ្វួរិក 25.00 mL ត្រូវបានធ្វើទីត្រាស្យុងដោយ NaOH 0.1013 mol/L ពីឧទាហរណ៍ទី 1 ហើយចំណុចបញ្ចប់កើតឡើងនៅ 18.45 mL។ n(NaOH) = 0.1013 mol/L × 0.01845 L = 1.869 × 10⁻³ mol។ n(H₂SO₄) = 1.869 × 10⁻³ mol ÷ 2 = 9.345 × 10⁻⁴ mol។ c(H₂SO₄) = 9.345 × 10⁻⁴ mol ÷ 0.02500 L = 0.03738 mol/L។ ការប្រើផលធៀប 1:1 ដោយច្រឡំ នឹងផ្តល់ 0.07476 mol/L ដែលធំជាងតម្លៃពិតពីរដងពិតប្រាកដ។

អាស៊ីតប៉ូលីប្រូទិកខ្សោយជាងត្រូវការការប្រុងប្រយ័ត្នច្រើនជាង។ ចំពោះអាស៊ីតផូស្វរិក ប្រូតុងចេញតាមជំហានដាច់ដោយឡែកយ៉ាងច្បាស់ ដូច្នេះផលធៀបអាស្រ័យលើចំណុចសមមូលណាដែលសូចនាកររបស់អ្នករកឃើញ។ បញ្ជាក់ចំណុចបញ្ចប់នោះ មុនពេលអ្នកជ្រើសផលធៀបម៉ូល។

ទីត្រាស្យុងរេដុក៖ ពែម៉ង់ហ្គាណាត និងដែក(II)

ទីត្រាស្យុងមិនកំណត់ត្រឹមតែអាស៊ីត និងបាសទេ។ ក្នុងសូលុយស្យុងអាស៊ីត ពែម៉ង់ហ្គាណាតធ្វើអុកស៊ីតកម្មដែក(II)៖ MnO₄⁻(aq) + 5 Fe²⁺(aq) + 8 H⁺(aq) → Mn²⁺(aq) + 5 Fe³⁺(aq) + 4 H₂O(l)។ ម៉ង់ហ្គាណែសប្តូរពី +7 ទៅ +2 ដោយទទួលអេឡិចត្រុងប្រាំ ចំណែកដែកនីមួយៗបាត់អេឡិចត្រុងមួយ ដូច្នេះអ៊ីយ៉ុងពែម៉ង់ហ្គាណាតមួយមានប្រតិកម្មជាមួយអ៊ីយ៉ុងដែក(II) ប្រាំ។

ពែម៉ង់ហ្គាណាតដើរតួជាសូចនាកររបស់ខ្លួនឯង។ អ៊ីយ៉ុង MnO₄⁻ មានពណ៌ស្វាយខ្លាំង ហើយ Mn²⁺ ស្ទើរតែគ្មានពណ៌ ដូច្នេះដំណក់លើសដំបូងធ្វើឱ្យដបប្រែជាពណ៌ផ្កាឈូកស្រាលដែលនៅជាប់។ ប៉ូតាស្យូមពែម៉ង់ហ្គាណាតមិនមែនជាស្តង់ដារបឋមទេ ហើយសូលុយស្យុងរបស់វាបំបែកបន្តិចម្តងៗ ដូច្នេះវាត្រូវបានកំណត់កំហាប់ស្តង់ដារមុនពេលប្រើ ជាទូទៅធៀបនឹងសូដ្យូមអុកសាឡាត។

ឧទាហរណ៍ដោះស្រាយទី 3។ សំណាករ៉ែដែក 1.2084 g ត្រូវបានរំលាយ ហើយដែកទាំងអស់របស់វាត្រូវបានធ្វើរេដុកម្មទៅជា Fe²⁺។ ទីត្រាស្យុងត្រូវការ KMnO₄ 0.02150 mol/L ចំនួន 26.34 mL។ n(MnO₄⁻) = 0.02150 mol/L × 0.02634 L = 5.663 × 10⁻⁴ mol។ n(Fe²⁺) = 5 × 5.663 × 10⁻⁴ mol = 2.832 × 10⁻³ mol។ ដោយប្រើ Fe 55.845 g/mol ម៉ាសដែកគឺ 0.1581 g ហើយរ៉ែមានដែក 0.1581 g ÷ 1.2084 g × 100 = 13.09 ភាគរយតាមម៉ាស។

ទីត្រាស្យុងត្រឡប់សម្រាប់សារធាតុរឹងដែលមានប្រតិកម្មយឺត

សំណាកខ្លះមិនរលាយ ឬមានប្រតិកម្មលឿនគ្រប់គ្រាន់សម្រាប់ទីត្រាស្យុងផ្ទាល់ទេ។ កាល់ស្យូមកាបូណាតក្នុងគ្រាប់ថ្នាំបន្សាបអាស៊ីតក្រពះជាឧទាហរណ៍មួយ៖ វាមានប្រតិកម្មជាមួយអាស៊ីត ប៉ុន្តែវាជាសារធាតុរឹង ហើយប្រតិកម្មបញ្ចេញកាបូនឌីអុកស៊ីត ដែលធ្វើឱ្យពិបាកមើលឃើញចំណុចបញ្ចប់ច្បាស់។ ក្នុងទីត្រាស្យុងត្រឡប់ អ្នកបន្ថែមប្រតិករមួយលើសចំនួនដែលបានវាស់ ទុកឱ្យប្រតិកម្មបញ្ចប់ បន្ទាប់មកធ្វើទីត្រាស្យុងអ្វីដែលនៅសល់។

ឧទាហរណ៍ដោះស្រាយទី 4។ ផ្នែក 0.5000 g នៃគ្រាប់ថ្នាំបន្សាបអាស៊ីតដែលបានកិន ត្រូវបានដាក់ជាមួយ HCl 0.2000 mol/L ចំនួន 50.00 mL ដែលច្រើនជាងគ្រប់គ្រាន់ដើម្បីមានប្រតិកម្មជាមួយ CaCO₃ ទាំងអស់របស់វា៖ CaCO₃(s) + 2 HCl(aq) → CaCl₂(aq) + H₂O(l) + CO₂(g)។ បន្ទាប់ពីដាំសូលុយស្យុងឱ្យពុះដើម្បីបណ្តេញ CO₂ អាស៊ីតដែលនៅសល់ត្រូវការ NaOH 0.1000 mol/L ចំនួន 21.38 mL។ HCl ដែលបានបន្ថែម៖ 0.2000 × 0.05000 = 1.000 × 10⁻² mol។ HCl ដែលនៅសល់ ស្មើនឹង NaOH ដែលបានប្រើ៖ 0.1000 × 0.02138 = 2.138 × 10⁻³ mol។ HCl ដែលគ្រាប់ថ្នាំបានប្រើ៖ 1.000 × 10⁻² − 2.138 × 10⁻³ = 7.862 × 10⁻³ mol។

កាបូណាតមានប្រតិកម្ម 1:2 ជាមួយអាស៊ីត ដូច្នេះ n(CaCO₃) = 7.862 × 10⁻³ ÷ 2 = 3.931 × 10⁻³ mol។ ជាមួយ M(CaCO₃) = 100.09 g/mol ម៉ាសគឺ 0.3935 g (0.39345 g មុនការបង្គត់) ដែលស្មើនឹង 78.69 ភាគរយនៃផ្នែក 0.5000 g។ ការដកគឺជាជំហានដែលត្រូវបានរំលងញឹកញាប់បំផុត។ បើគ្មានវា អ្នកនឹងគណនាអាស៊ីតដែលនៅសល់ក្នុងដប មិនមែនអាស៊ីតដែលគ្រាប់ថ្នាំបានប្រើទេ។

ការជ្រើសរើសសូចនាករ និងបច្ចេកទេសប្រើប៊ុយរ៉ែត

សូចនាករប្តូរពណ៌ក្នុងចន្លោះប្រហែល pKa ± 1 របស់វា ដូច្នេះចូរជ្រើសរើសសូចនាករដែលចន្លោះរបស់វាស្ថិតលើផ្នែកចោតនៃខ្សែកោងទីត្រាស្យុង។ សម្រាប់អាស៊ីតខ្លាំងជាមួយបាសខ្លាំងនៅប្រហែល 0.1 mol/L ចំណុចសមមូលនៅ pH 7.00 ហើយ pH លោតឆ្លងកាត់ច្រើនឯកតាក្នុងរយៈពេលមួយ ឬពីរដំណក់ ដូច្នេះសូចនាករទូទៅជាច្រើនផ្តល់ចំណុចបញ្ចប់ច្បាស់ ក្នុងនោះមានផេណុលផ្តាលេអ៊ីន។ សម្រាប់អាស៊ីតខ្សោយជាមួយបាសខ្លាំង ចំណុចសមមូលជាបាស៖ OpenStax គណនា pH 8.72 សម្រាប់អាស៊ីតអាសេទិក 0.100 mol/L ដែលធ្វើទីត្រាស្យុងដោយ NaOH 0.100 mol/L។ ផេណុលផ្តាលេអ៊ីន ដែលប្រែជាពណ៌ផ្កាឈូកលើសពីប្រហែល pH 8.3 សមស្របសម្រាប់ករណីនោះ។ មេទីលអូរ៉ង់ (Ka = 4.0 × 10⁻⁴ ក្នុង OpenStax ដូច្នេះ pKa ≈ 3.4) នឹងប្តូរពណ៌មុនពេលឆ្ងាយពេក។

ប៊ុយរ៉ែត 50 mL ត្រូវបានអានដល់ 0.01 mL ហើយមាឌដែលបញ្ចេញនីមួយៗគឺជាផលដកនៃការអានពីរដង។ ភាពមិនប្រាកដប្រជាប្រហែល ±0.02 mL គឺ 0.08 ភាគរយនៃការបញ្ចេញ 25 mL ប៉ុន្តែ 0.4 ភាគរយនៃការបញ្ចេញ 5 mL។ នោះហើយជាមូលហេតុដែលវិធីសាស្ត្រត្រូវបានរចនាឡើង ដើម្បីឱ្យមាឌទីត្រានស្ថិតនៅពាក់កណ្តាលនៃចន្លោះរបស់ប៊ុយរ៉ែត។

• លាងប៊ុយរ៉ែតជាមួយទីត្រានពីរបីមីលីលីត្រមុនពេលចាក់បំពេញ ដើម្បីកុំឱ្យទឹកដែលនៅសល់ពនរវា។
• បំបាត់ពពុះខ្យល់ចេញពីចុងប៊ុយរ៉ែតមុនការអានលើកដំបូង។
• អានបាតនៃមេនីស្កនៅកម្រិតភ្នែក ហើយកត់ត្រាការអានទាំងពីរ មិនមែនត្រឹមតែផលដកទេ។
• ធ្វើទីត្រាស្យុងប្រហាក់ប្រហែលជាមុន បន្ទាប់មកធ្វើម្តងទៀតរហូតដល់ទីត្រាស្យុងប្រុងប្រយ័ត្នពីរស្របគ្នាយ៉ាងជិតស្និទ្ធ។

កំហុសគណនាទីត្រាស្យុង និងការពិនិត្យរបស់វា

ចម្លើយខុសភាគច្រើនមកពីផលធៀបម៉ូល ឬឯកតា មិនមែនមកពីគីមីវិទ្យាទេ។ មុនពេលគណនា ចូរសរសេរសមីការមានលំនឹង ហើយគូសរង្វង់មេគុណនៃទីត្រាន និងសារធាតុវិភាគ។

• ប្រើ C₁V₁ = C₂V₂ សម្រាប់ទីត្រាស្យុង។ ផ្លូវកាត់នោះសម្រាប់ការរំលាយ ហើយសន្មតផលធៀប 1:1 ដែលមិនត្រឹមត្រូវសម្រាប់ H₂SO₄, Ba(OH)₂ និង MnO₄⁻/Fe²⁺។
• ទុកមាឌជាមីលីលីត្រ ខណៈកំហាប់ជា mol/L។ បម្លែងទៅលីត្រ ឬប្រើមីលីម៉ូលឱ្យស្របគ្នា។
• ភ្លេចការដកក្នុងទីត្រាស្យុងត្រឡប់។
• ប្រើម៉ាសរូបមន្តនៃប្រភេទខុស ដូចជា NaOH ជំនួសឱ្យ KHP ក្នុងការកំណត់កំហាប់ស្តង់ដារ។
• រាយការណ៍ខ្ទង់សំខាន់ច្រើនជាងអ្វីដែលប៊ុយរ៉ែត និងជញ្ជីងគាំទ្រ។ បួនខ្ទង់ជាធម្មតាសម្រាប់ការងារវាស់មាឌដោយប្រុងប្រយ័ត្ន។
• សន្មតថាសូលុយស្យុងអព្យាក្រឹតនៅគ្រប់ចំណុចសមមូល។ នោះត្រឹមត្រូវតែសម្រាប់អាស៊ីតខ្លាំងជាមួយបាសខ្លាំងប៉ុណ្ណោះ។