मोलरता, विरलन आणि द्रावण रससमीकरणमिती

मोलरता द्रावणाच्या प्रति लिटरमधील मोल मोजते

मोलरता, ज्याला प्रमाण संहती असेही म्हणतात, म्हणजे मोलमधील विद्राव्याचे प्रमाण भागिले लिटरमधील द्रावणाचे आकारमान: c = n/V, mol/L मध्ये, अनेकदा M असे लिहिले जाते. 0.250 mol/L ग्लुकोज द्रावणाच्या अंतिम द्रावणाच्या प्रत्येक लिटरमध्ये 0.250 mol ग्लुकोज असते. चौकोनी कंस एखाद्या स्पीशीजची मोलर संहती दर्शवतात, जसे [Cl⁻].

आकारमान द्रावणाचे असते, विद्रावकाचे नव्हे. विद्राव्य नेमक्या 1.000 L पाण्यात विरघळवल्यास एकूण आकारमान सहसा 1.000 L नसते, म्हणून द्रावणे मोजलेले पाणी घालून नव्हे तर आकारमापी फ्लास्कमधील अंशांकन खुणेपर्यंत भरून तयार केली जातात.

प्रबल विद्युतविच्छेद्यासाठी आयन संहती सूत्रावरून मिळतात. 0.150 mol/L CaCl₂ द्रावणात Ca²⁺ 0.150 mol/L आणि Cl⁻ 0.300 mol/L असतो, कारण प्रत्येक सूत्र एकक दोन क्लोराइड आयन सोडते. तापमानानुसार मोलरताही थोडी बदलते, कारण द्रावणे गरम केल्यावर प्रसरण पावतात.

तोलून घेतलेल्या घन पदार्थापासून द्रावण तयार करणे

आवश्यक प्रमाण n = c × V आहे, आणि तोलायचे वस्तुमान n × M आहे, जेथे M मोलर वस्तुमान आहे. घन पदार्थ तोला, अंतिम आकारमानापेक्षा कमी पाण्यात विरघळवा, बीकर फ्लास्कमध्ये धुऊन घेत तो आकारमापी फ्लास्कमध्ये ओता, खुणेपर्यंत विरल करा आणि उलटसुलट करून मिसळा.

सोडवलेले उदाहरण: कॉपर(II) सल्फेट पेंटाहायड्रेट, CuSO₄·5H₂O, च्या निळ्या स्फटिकांपासून 0.0800 mol/L कॉपर(II) सल्फेटचे 250.0 mL तयार करा. दोन दशांश स्थानांपर्यंत पूर्णांकित केलेले IUPAC प्रमाणित अणुभार (Cu 63.55, S 32.06, O 16.00, H 1.01) वापरून जलयुक्त क्षाराचे मोलर वस्तुमान 63.55 + 32.06 + 4(16.00) + 5(18.02) = 249.71 g/mol आहे.

n = 0.0800 mol/L × 0.2500 L = 0.02000 mol. वस्तुमान = 0.02000 mol × 249.71 g/mol = 4.994 g, म्हणून पेंटाहायड्रेटचे 4.99 g तोला. प्रत्येक सूत्र एकक अजूनही एक Cu²⁺ आणि एक SO₄²⁻ पुरवते, पण जलयोजनाचे पाणी तुम्ही तोलत असलेल्या वस्तुमानात भर घालते. तुम्ही निर्जल मोलर वस्तुमान, 159.61 g/mol, वापरले असते आणि जलयुक्त क्षाराचे 3.19 g तोलले असते, तर द्रावण फक्त 0.0511 mol/L झाले असते, म्हणजे सुमारे 36% जास्त विरल.

C₁V₁ = C₂V₂ वापरून मूळ द्रावण विरल करणे

विद्रावक घातल्याने आकारमान बदलते, विद्राव्याचे प्रमाण नाही. विरलनापूर्वी आणि नंतर n = cV असल्याने C₁V₁ = C₂V₂, जेथे 1 मूळ द्रावणाचा आणि 2 विरल द्रावणाचा संदर्भ देतो. दोन्ही आकारमाने एकाच एककात असतील तर कोणतेही आकारमान एकक चालते, कारण एकके छेदली जातात.

सोडवलेले उदाहरण: तुम्हाला 0.360 mol/L सोडियम क्लोराइडचे 500.0 mL हवे आहे आणि तुमच्याकडे 2.40 mol/L मूळ द्रावण आहे. V₁ = C₂V₂ ÷ C₁ = (0.360 mol/L × 500.0 mL) ÷ 2.40 mol/L = 75.0 mL. तपासणी: मूळ द्रावण 2.40 ÷ 0.360 = 6.67 पट संहत आहे, म्हणून तुम्हाला अंतिम आकारमानाचा सुमारे सातवा भाग लागतो, आणि 500.0 mL ÷ 6.67 = 75.0 mL.

मूळ द्रावणाचे 75.0 mL 500-mL आकारमापी फ्लास्कमध्ये मोजून घ्या आणि खुणेपर्यंत विरल करा. फक्त 425.0 mL पाणी घालू नका: द्रावणांची आकारमाने काटेकोरपणे बेरजेनुसार नसतात, आणि C₂ अंतिम आकारमानाचा संदर्भ देते. संहत आम्ल विरल करताना पाणी आम्लात घालण्याऐवजी आम्ल पाण्यात घाला, कारण सुटणाऱ्या उष्णतेमुळे उडणारे थेंब येऊ शकतात.

द्रावण रससमीकरणमिती: आकारमानापासून मोलकडे आणि परत

द्रावणांमधील अभिक्रियांमध्ये मोलरता n = c × V द्वारे आकारमानाचे मोलमध्ये रूपांतर करते. संतुलित समीकरणातील मोल गुणोत्तर मग वस्तुमानावर आधारित रससमीकरणमितीत लागू होते तसेच लागू होते, आणि गरज असल्यास दुसरी मोलरता परत आकारमानात रूपांतर करते.

सोडवलेले उदाहरण: 0.0850 mol/L सोडियम सल्फेटच्या 40.0 mL मधील सर्व सल्फेटचे अवक्षेपण करण्यासाठी 0.125 mol/L बेरियम क्लोराइडचे किती आकारमान लागते आणि बेरियम सल्फेटचे किती वस्तुमान बनते? नेट आयनिक समीकरण Ba²⁺(aq) + SO₄²⁻(aq) → BaSO₄(s) आहे. n(SO₄²⁻) = 0.0850 mol/L × 0.0400 L = 3.40 × 10⁻³ mol. गुणोत्तर 1:1 आहे आणि प्रत्येक BaCl₂ एक Ba²⁺ पुरवतो, म्हणून V = 3.40 × 10⁻³ mol ÷ 0.125 mol/L = 0.0272 L, म्हणजे 27.2 mL.

BaSO₄ चे मोलर वस्तुमान (Ba 137.33, S 32.06, O 16.00) 233.39 g/mol आहे, म्हणून बनलेले वस्तुमान 3.40 × 10⁻³ mol × 233.39 g/mol = 0.794 g आहे. प्रत्येक उत्तरात तीन सार्थ अंक आहेत, जे 0.0850 mol/L, 40.0 mL आणि 0.125 mol/L यांनी ठरवले आहेत.

अनुमापन: ब्युरेट वाचनाचे संहतीत रूपांतर

अनुमापनात, ज्ञात संहतीचे द्रावण, म्हणजे अनुमापक, अभिक्रिया पूर्ण होईपर्यंत ब्युरेटमधून नमुन्याच्या मोजलेल्या आकारमानात घातले जाते. तुल्यबिंदू म्हणजे जेथे घातलेल्या अनुमापकाचे प्रमाण रससमीकरणमितीय गुणोत्तरात नमुन्याशी जुळते. अंतबिंदू म्हणजे जेथे सूचक रंग बदलतो, आणि योग्य सूचक दोघांना जवळजवळ एकत्र आणतो.

सोडवलेले उदाहरण: अज्ञात संहतीच्या बेरियम हायड्रॉक्साइड द्रावणाच्या 20.00 mL नमुन्याला फिनॉल्फ्थॅलीन अंतबिंदूपर्यंत पोहोचण्यासाठी 0.1208 mol/L हायड्रोक्लोरिक आम्लाचे 28.36 mL लागते. 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, चार सार्थ अंकांपर्यंत.

2 हा गुणक महत्त्वाचा आहे. अभिक्रियेला 1:1 मानले असते तर 0.1713 mol/L मिळाले असते, जे खऱ्या मूल्याच्या दुप्पट आहे, आणि म्हणूनच अनुमापनांसाठी C₁V₁ = C₂V₂ वापरू नये. अनुमापकाची स्वतःची संहती आधी प्रमाणीकरणाने निश्चित केली जाते, म्हणजे तोलून घेतलेल्या प्राथमिक मानकाशी त्याचे अनुमापन करून; आम्लांसाठी सोडियम कार्बोनेट ही सामान्य निवड आहे.

संहतीच्या चुका आणि त्या कशा ओळखाव्यात

संहतीच्या बहुतेक चुका एककांच्या किंवा मांडणीच्या असतात. प्रत्येक राशीवर एकके लिहिणे आणि निकाल अपेक्षित दिशेने जात आहे का ते तपासणे यामुळे जवळजवळ सर्व पकडल्या जातात.

विरल केलेले द्रावण त्याच्या मूळ द्रावणापेक्षा कमी संहत असले पाहिजे, जलयुक्त क्षारासाठी तोलले जाणारे वस्तुमान निर्जल क्षारापेक्षा मोठे असले पाहिजे, आणि अनुमापक आकारमान ब्युरेटच्या मर्यादेत असले पाहिजे. यांपैकी कशाचाही भंग करणारा निकाल पुन्हा पाहण्याजोगा असतो.

• n = c × V मध्ये c mol/L मध्ये असताना मिलिलिटर वापरणे. आधी लिटरमध्ये रूपांतर करा; mL × mol/L मुळे mol मिळत नाही.
• द्रावणाच्या अंतिम आकारमानाऐवजी विद्रावकाचे आकारमान वापरणे.
• जलयुक्त क्षारासाठी निर्जल मोलर वस्तुमान वापरणे.
• C₁V₁ = C₂V₂ अभिक्रियेला लावणे. ते फक्त विरलनाचे वर्णन करते; अभिक्रियांसाठी मोल आणि मोल गुणोत्तरातून जा.
• आयन बहुगुणिता विसरणे, जसे 0.150 mol/L CaCl₂ ला Cl⁻ मध्ये 0.150 mol/L मानणे.
• अंतिम आकारमानापर्यंत विरल करण्याऐवजी पाण्याचे अंतिम आकारमान घालणे.