Молярдуулук, суюлтуу жана эритмелердин стехиометриясы

Молярдуулук эритменин бир литринде канча моль бар экенин санайт

Молярдуулук, ошондой эле зат санынын концентрациясы деп аталат, мольдогу эриген заттын санын литрдеги эритменин көлөмүнө бөлгөнгө барабар: c = n/V, mol/L менен, көбүнчө M деп жазылат. 0.250 mol/L глюкоза эритмеси акыркы эритменин ар бир литринде 0.250 mol глюкозаны камтыйт. Чарчы кашаалар бөлүкчөнүн молярдык концентрациясын билдирет, мисалы [Cl⁻].

Көлөм — эриткичтин эмес, эритменин көлөмү. Эриген затты так 1.000 L сууда эритүү жалпы көлөмдү 1.000 L кылбайт, ошондуктан эритмелер өлчөнгөн суунун көлөмүн кошуу менен эмес, көлөмдүк колбадагы калибрлөө белгисине чейин даярдалат.

Күчтүү электролит үчүн иондордун концентрациясы формуладан келип чыгат. 0.150 mol/L CaCl₂ эритмеси Ca²⁺ боюнча 0.150 mol/L жана Cl⁻ боюнча 0.300 mol/L, анткени ар бир формулалык бирдик эки хлорид ионун бөлүп чыгарат. Молярдуулук температурага жараша да бир аз өзгөрөт, анткени эритмелер жылытылганда кеңейет.

Таразаланган катуу заттан эритме даярдоо

Керектүү зат саны n = c × V, ал эми таразалоого болгон масса n × M, мында M — молярдык масса. Катуу затты таразалаңыз, аны акыркы көлөмдөн азыраак сууда эритиңиз, стаканды колбага чайкап жатып көлөмдүк колбага өткөрүңүз, белгиге чейин суюлтуп, оодарып аралаштырыңыз.

Чыгарылган мисал: жез(II) сульфатынын көк кристаллдары болгон жез(II) сульфатынын пентагидратынан, CuSO₄·5H₂O, 250.0 mL 0.0800 mol/L жез(II) сульфатын даярдоо. Эки ондукка чейин тегеректелген IUPAC стандарттуу атомдук салмактары (Cu 63.55, S 32.06, O 16.00, H 1.01) менен гидраттын молярдык массасы 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. Масса = 0.02000 mol × 249.71 g/mol = 4.994 g, демек пентагидраттан 4.99 g таразалаңыз. Ар бир формулалык бирдик дагы бир Cu²⁺ жана бир SO₄²⁻ берет, бирок гидраттык суу сиз таразалаган массага кошулат. Эгер сусуз молярдык массаны, 159.61 g/mol, колдонуп, гидраттан 3.19 g таразалаган болсоңуз, эритме болгону 0.0511 mol/L болмок, болжол менен 36% өтө суюк.

Концентраттуу эритмени C₁V₁ = C₂V₂ менен суюлтуу

Эриткич кошуу көлөмдү өзгөртөт, бирок эриген заттын санын өзгөртпөйт. Суюлтуудан мурун да, кийин да n = cV болгондуктан, C₁V₁ = C₂V₂, мында 1 концентраттуу, 2 суюлтулган эритмеге тиешелүү. Эки көлөм бирдей бирдикте болсо, каалаган көлөм бирдиги иштейт, анткени бирдиктер кыскарат.

Чыгарылган мисал: сизге 500.0 mL 0.360 mol/L натрий хлориди керек, жана сизде 2.40 mol/L концентраттуу эритме бар. V₁ = C₂V₂ ÷ C₁ = (0.360 mol/L × 500.0 mL) ÷ 2.40 mol/L = 75.0 mL. Текшерүү: концентраттуу эритме 2.40 ÷ 0.360 = 6.67 эсе концентраттуу, демек акыркы көлөмдүн болжол менен жети бөлүгүнүн бирин алуу керек, жана 500.0 mL ÷ 6.67 = 75.0 mL.

75.0 mL концентраттуу эритмени 500 mL көлөмдүк колбага өлчөп, белгиге чейин суюлтуңуз. Жөн эле 425.0 mL суу кошпоңуз: эритмелердин көлөмдөрү так кошулбайт, жана C₂ акыркы көлөмгө тиешелүү. Концентраттуу кислотаны суюлтканда суюктукту кислотага эмес, кислотаны сууга кошуңуз, анткени бөлүнүп чыккан жылуулук чачыратып жиберет.

Эритмелердин стехиометриясы: көлөмдөн мольдорго жана кайра

Эритмелердин ортосундагы реакцияларда молярдуулук көлөмдү n = c × V аркылуу мольдорго айландырат. Теңделген теңдемедеги моль катышы масса боюнча стехиометриядагыдай эле колдонулат, керек болсо экинчи молярдуулук көлөмгө кайра айландырат.

Чыгарылган мисал: 40.0 mL 0.0850 mol/L натрий сульфатындагы бардык сульфатты чөктүрүү үчүн канча көлөм 0.125 mol/L барий хлориди керек, жана канча масса барий сульфаты пайда болот? Таза иондук теңдеме Ba²⁺(aq) + SO₄²⁻(aq) → BaSO₄(s). n(SO₄²⁻) = 0.0850 mol/L × 0.0400 L = 3.40 × 10⁻³ mol. Катыш 1:1, ал эми ар бир BaCl₂ бир Ba²⁺ берет, демек V = 3.40 × 10⁻³ mol ÷ 0.125 mol/L = 0.0272 L, же 27.2 mL.

BaSO₄ молярдык массасы (Ba 137.33, S 32.06, O 16.00) 233.39 g/mol, демек пайда болгон масса 3.40 × 10⁻³ mol × 233.39 g/mol = 0.794 g. Ар бир жооптун үч маанилүү цифрасы бар, аны 0.0850 mol/L, 40.0 mL жана 0.125 mol/L аныктайт.

Титрлөө: бюретканын көрсөткүчүн концентрацияга айландыруу

Титрлөөдө концентрациясы белгилүү эритме, титрант, бюреткадан реакция аякталганга чейин үлгүнүн өлчөнгөн көлөмүнө кошулат. Эквиваленттик чекит — кошулган титранттын саны үлгүгө стехиометриялык катышта дал келген чекит. Акыркы чекит — индикатордун түсү өзгөргөн чекит, ал эми ылайыктуу индикатор экөөнү тең дээрлик дал келтирет.

Чыгарылган мисал: концентрациясы белгисиз барий гидроксиди эритмесинин 20.00 mL үлгүсү фенолфталеиндин акыркы чекитине жетүү үчүн 28.36 mL 0.1208 mol/L туз кислотасын талап кылат. 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, төрт маанилүү цифрага чейин.

2 коэффициенти маанилүү. Реакцияны 1:1 деп эсептөө чыныгы маанинин эки эсесин, 0.1713 mol/L берет, ошондуктан C₁V₁ = C₂V₂ титрлөө үчүн колдонулбашы керек. Титранттын өзүнүн концентрациясы мурда стандартташтыруу аркылуу, аны таразаланган баштапкы стандартка каршы титрлөө менен, белгиленет; кислоталар үчүн натрий карбонаты көп тандалат.

Концентрация каталары жана аларды кантип байкоо керек

Концентрация каталарынын көбү бирдик же түзүлүш каталары. Ар бир чоңдукка бирдик жазуу жана натыйжанын күтүлгөн багытта жылганын текшерүү алардын дээрлик баарын байкайт.

Суюлтулган эритме өзүнүн концентраттуу эритмесинен азыраак концентрациялуу болушу керек, гидрат үчүн таразаланган масса сусуз туз үчүн таразаланганга караганда чоң болушу керек, жана титрант көлөмү бюретканын чегинде болушу керек. Булардын бирин бузган натыйжа кайра кароого татыктуу.

• n = c × V формуласында c mol/L болгондо миллилитрлерди колдонуу. Адегенде литрге айландырыңыз; mL × mol/L mol бербейт.
• Эритменин акыркы көлөмүнүн ордуна эриткичтин көлөмүн колдонуу.
• Гидрат үчүн сусузду молярдык массаны колдонуу.
• C₁V₁ = C₂V₂ ны реакцияга колдонуу. Ал суюлтууну гана сүрөттөйт; реакциялар үчүн мольдор жана моль катышы аркылуу өтүңүз.
• Иондордун санын унутуу, мисалы 0.150 mol/L CaCl₂ ни Cl⁻ боюнча 0.150 mol/L деп эсептөө.
• Акыркы көлөмгө чейин суюлтуунун ордуна акыркы көлөмдөгү сууну кошуу.