मोलारिटी, तनुकरण र विलयन स्टोइकियोमेट्री

मोलारिटीले प्रति लिटर विलयनमा मोल गन्छ

मोलारिटी, जसलाई पदार्थ-परिमाण सान्द्रता पनि भनिन्छ, मोलमा विलेयको परिमाणलाई लिटरमा विलयनको आयतनले भाग गरेको हो: c = n/V, mol/L मा, प्रायः M लेखिन्छ। 0.250 mol/L ग्लुकोज विलयनको अन्तिम विलयनको प्रत्येक लिटरमा 0.250 mol ग्लुकोज हुन्छ। ठूलो कोष्ठकले [Cl⁻] जस्तै कुनै स्पेसिजको मोलर सान्द्रता जनाउँछ।

आयतन विलायकको होइन, विलयनको आयतन हो। ठ्याक्कै 1.000 L पानीमा विलेय घोल्दा कुल आयतन सामान्यतः 1.000 L हुँदैन, त्यसैले विलयन मापन गरिएको पानीको आयतन थपेर होइन, आयतनमापी फ्लास्कको अङ्कन चिह्नसम्म पुर्‍याएर बनाइन्छन्।

बलियो विद्युत्अपघट्यका लागि आयन सान्द्रता सूत्रबाट निस्कन्छ। 0.150 mol/L CaCl₂ विलयनमा Ca²⁺ 0.150 mol/L र Cl⁻ 0.300 mol/L हुन्छ, किनभने प्रत्येक सूत्र एकाइले दुईओटा क्लोराइड आयन छोड्छ। मोलारिटी तापक्रमसँगै अलिकति फेरिन्छ, किनभने विलयन तातिँदा फैलिन्छ।

तौलिएको ठोसबाट विलयन तयार गर्ने

चाहिने परिमाण n = c × V हो, र तौल्नुपर्ने द्रव्यमान n × M हो, जहाँ M मोलर द्रव्यमान हो। ठोस तौल्नुहोस्, अन्तिम आयतनभन्दा थोरै पानीमा घोल्नुहोस्, बिकरलाई फ्लास्कमा पखाल्दै आयतनमापी फ्लास्कमा सार्नुहोस्, अङ्कन चिह्नसम्म तनु गर्नुहोस्, र उल्ट्याएर मिसाउनुहोस्।

हल गरिएको उदाहरण: कपर(II) सल्फेट पेन्टाहाइड्रेट, CuSO₄·5H₂O, को निलो स्फटिकबाट 0.0800 mol/L कपर(II) सल्फेटको 250.0 mL तयार गर्नुहोस्। दुई दशमलवसम्म राउन्ड गरिएका IUPAC मानक परमाणु भार (Cu 63.55, S 32.06, O 16.00, H 1.01) प्रयोग गर्दा हाइड्रेटको मोलर द्रव्यमान 63.55 + 32.06 + 4(16.00) + 5(18.02) = 249.71 g/mol हुन्छ।

n = 0.0800 mol/L × 0.2500 L = 0.02000 mol। द्रव्यमान = 0.02000 mol × 249.71 g/mol = 4.994 g, त्यसैले पेन्टाहाइड्रेटको 4.99 g तौल्नुहोस्। प्रत्येक सूत्र एकाइले अझै एउटा Cu²⁺ र एउटा SO₄²⁻ दिन्छ, तर जलयोजनको पानीले तपाईंले तौल्ने द्रव्यमानमा थप्छ। निर्जल मोलर द्रव्यमान, 159.61 g/mol, प्रयोग गरेर हाइड्रेटको 3.19 g तौलेको भए विलयन 0.0511 mol/L मात्र हुन्थ्यो, जुन करिब 36% बढी तनु हो।

C₁V₁ = C₂V₂ ले मूल विलयन तनु गर्ने

विलायक थप्दा आयतन बदलिन्छ तर विलेयको परिमाण बदलिँदैन। तनुकरणअघि र पछि n = cV भएकाले C₁V₁ = C₂V₂ हुन्छ, जहाँ 1 ले मूल विलयनलाई र 2 ले तनु गरिएको विलयनलाई जनाउँछ। दुवै आयतनमा उही एकाइ प्रयोग भएको छ भने कुनै पनि आयतन एकाइ काम गर्छ, किनभने एकाइ कटिन्छ।

हल गरिएको उदाहरण: तपाईंलाई 0.360 mol/L सोडियम क्लोराइडको 500.0 mL चाहिन्छ र तपाईंसँग 2.40 mol/L को मूल विलयन छ। V₁ = C₂V₂ ÷ C₁ = (0.360 mol/L × 500.0 mL) ÷ 2.40 mol/L = 75.0 mL। जाँच: मूल विलयन 2.40 ÷ 0.360 = 6.67 गुणा बढी सान्द्र छ, त्यसैले अन्तिम आयतनको करिब सातौँ भाग चाहिन्छ, र 500.0 mL ÷ 6.67 = 75.0 mL।

मूल विलयनको 75.0 mL नापेर 500 mL को आयतनमापी फ्लास्कमा हाल्नुहोस् र अङ्कन चिह्नसम्म तनु गर्नुहोस्। 425.0 mL पानी सिधै नथप्नुहोस्: विलयनका आयतन कडाइका साथ जोडिँदैनन्, र C₂ ले अन्तिम आयतनलाई जनाउँछ। सान्द्र अम्ल तनु गर्दा पानीमा अम्ल थप्नुहोस्, अम्लमा पानी होइन, किनभने निस्कने तापले छिटिक्न सक्छ।

विलयन स्टोइकियोमेट्री: आयतनबाट मोल र फेरि फर्केर

विलयनहरूबीचको अभिक्रियामा मोलारिटीले n = c × V ले आयतनलाई मोलमा बदल्छ। त्यसपछि सन्तुलित समीकरणको मोल अनुपात द्रव्यमानमा आधारित स्टोइकियोमेट्रीमा जस्तै ठ्याक्कै लागू हुन्छ, र आवश्यक परे दोस्रो मोलारिटीले फेरि आयतनमा बदल्छ।

हल गरिएको उदाहरण: 0.0850 mol/L सोडियम सल्फेटको 40.0 mL बाट सबै सल्फेट अवक्षेपित गर्न 0.125 mol/L ब्यारियम क्लोराइडको कति आयतन चाहिन्छ, र ब्यारियम सल्फेटको कति द्रव्यमान बन्छ? नेट आयनिक समीकरण Ba²⁺(aq) + SO₄²⁻(aq) → BaSO₄(s) हो। n(SO₄²⁻) = 0.0850 mol/L × 0.0400 L = 3.40 × 10⁻³ mol। अनुपात 1:1 हो, र प्रत्येक BaCl₂ ले एउटा Ba²⁺ दिन्छ, त्यसैले V = 3.40 × 10⁻³ mol ÷ 0.125 mol/L = 0.0272 L, अर्थात् 27.2 mL।

BaSO₄ (Ba 137.33, S 32.06, O 16.00) को मोलर द्रव्यमान 233.39 g/mol हो, त्यसैले बन्ने द्रव्यमान 3.40 × 10⁻³ mol × 233.39 g/mol = 0.794 g हो। प्रत्येक उत्तरमा तीनओटा सार्थक अंक छन्, जुन 0.0850 mol/L, 40.0 mL र 0.125 mol/L ले तय गर्छन्।

अनुमापन: ब्युरेटको पाठ्याङ्कलाई सान्द्रतामा बदल्ने

अनुमापनमा ज्ञात सान्द्रताको विलयन, अनुमापक, लाई ब्युरेटबाट मापन गरिएको नमूनाको आयतनमा अभिक्रिया पूरा नभएसम्म थपिन्छ। तुल्यता बिन्दु त्यो हो जहाँ थपिएको अनुमापकको परिमाण स्टोइकियोमेट्रिक अनुपातमा नमूनासँग मिल्छ। अन्तिम बिन्दु त्यो हो जहाँ सूचकले रङ फेर्छ, र उपयुक्त सूचकले दुवैलाई लगभग एकै ठाउँमा ल्याउँछ।

हल गरिएको उदाहरण: अज्ञात सान्द्रताको ब्यारियम हाइड्रोक्साइड विलयनको 20.00 mL नमूनालाई फिनोल्फ्थालिनको अन्तिम बिन्दुमा पुग्न 0.1208 mol/L हाइड्रोक्लोरिक अम्लको 28.36 mL चाहिन्छ। 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 सार्थक अंकसम्म।

2 को गुणक महत्त्वपूर्ण छ। अभिक्रियालाई 1:1 मान्दा 0.1713 mol/L आउँथ्यो, जुन साँचो मानको दोब्बर हो, र त्यसैले अनुमापनका लागि C₁V₁ = C₂V₂ प्रयोग गर्नु हुँदैन। अनुमापकको आफ्नै सान्द्रता अघि नै मानकीकरणद्वारा, अर्थात् तौलिएको प्राथमिक मानकविरुद्ध अनुमापन गरेर, तय गरिएको हुन्छ; अम्लका लागि सोडियम कार्बोनेट सामान्य छनोट हो।

सान्द्रताका गल्ती र तिनलाई कसरी चिन्ने

सान्द्रताका अधिकांश त्रुटि एकाइ वा सेटअपका हुन्। हरेक परिमाणमा एकाइ लेख्ने, र नतिजा अपेक्षित दिशामा सरेको छ कि जाँच्ने कामले लगभग सबै समात्छ।

तनु गरिएको विलयन यसको मूल विलयनभन्दा कम सान्द्र हुनुपर्छ, हाइड्रेटका लागि तौलिएको द्रव्यमान निर्जल नूनका लागिभन्दा ठूलो हुनुपर्छ, र अनुमापकको आयतन ब्युरेटको दायराभित्र पर्नुपर्छ। यीमध्ये कुनै पनि तोड्ने नतिजालाई दोस्रो पटक हेर्नुपर्छ।

• c को mol/L भएको n = c × V मा मिलिलिटर प्रयोग गर्नु। पहिले लिटरमा बदल्नुहोस्; mL × mol/L ले mol दिँदैन।
• विलयनको अन्तिम आयतनको सट्टा विलायकको आयतन प्रयोग गर्नु।
• हाइड्रेटका लागि निर्जल मोलर द्रव्यमान प्रयोग गर्नु।
• अभिक्रियामा C₁V₁ = C₂V₂ लागू गर्नु। यसले तनुकरणलाई मात्र वर्णन गर्छ; अभिक्रियाका लागि मोल र मोल अनुपातबाट जानुहोस्।
• आयनको बहुलता बिर्सनु, जस्तै 0.150 mol/L CaCl₂ लाई Cl⁻ मा 0.150 mol/L मान्नु।
• अन्तिम आयतनसम्म तनु गर्नुको सट्टा पानीको अन्तिम आयतन थप्नु।