Molariti, Kupunguza Mkusanyiko na Stoikiometri ya Miyeyusho

Molariti huhesabu mole kwa kila lita ya myeyusho

Molariti, inayoitwa pia mkusanyiko wa kiasi, ni kiasi cha kiyeyushwa kwa mole kikigawanywa kwa ujazo wa myeyusho kwa lita: c = n/V, kwa mol/L, mara nyingi huandikwa M. Myeyusho wa glukosi wa 0.250 mol/L una 0.250 mol ya glukosi katika kila lita ya myeyusho wa mwisho. Mabano ya mraba huashiria mkusanyiko wa molari wa spishi, kama katika [Cl⁻].

Ujazo ni ujazo wa myeyusho, si wa kiyeyusho. Kuyeyusha kiyeyushwa katika hasa 1.000 L ya maji kwa kawaida hakutoi ujazo wa jumla wa 1.000 L, kwa hivyo miyeyusho hutengenezwa hadi alama ya kupima kwenye chupa ya ujazo badala ya kuongeza ujazo uliopimwa wa maji.

Kwa elektrolaiti kali, viwango vya mkusanyiko wa ioni hufuata kutoka kwa fomula. Myeyusho wa CaCl₂ wa 0.150 mol/L ni 0.150 mol/L katika Ca²⁺ na 0.300 mol/L katika Cl⁻, kwa sababu kila kizio cha fomula hutoa ioni mbili za kloridi. Molariti pia hubadilika kidogo na joto, kwa kuwa miyeyusho hupanuka inapopashwa moto.

Kuandaa myeyusho kutoka kwa kigumu kilichopimwa

Kiasi kinachohitajika ni n = c × V, na uzito wa kupima ni n × M, ambapo M ni uzito wa molari. Pima kigumu, kiyeyushe katika maji kidogo kuliko ujazo wa mwisho, kihamishie kwenye chupa ya ujazo huku ukisuuza kikombe ndani ya chupa, punguza hadi alama, na changanya kwa kugeuza.

Mfano uliotatuliwa: andaa mL 250.0 za salfeti ya shaba(II) ya 0.0800 mol/L kutoka kwa kristali za buluu za pentahidrati ya salfeti ya shaba(II), CuSO₄·5H₂O. Kwa uzito wa kawaida wa atomi wa IUPAC uliozungushwa hadi desimali mbili (Cu 63.55, S 32.06, O 16.00, H 1.01), uzito wa molari wa hidrati ni 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. Uzito = 0.02000 mol × 249.71 g/mol = 4.994 g, kwa hivyo pima 4.99 g za pentahidrati. Kila kizio cha fomula bado kinatoa Cu²⁺ moja na SO₄²⁻ moja, lakini maji ya hidrasheni huongeza uzito unaoupima. Kama ungetumia uzito wa molari usio na maji, 159.61 g/mol, na kupima 3.19 g za hidrati, myeyusho ungekuwa 0.0511 mol/L tu, karibu 36% umepunguzwa mno.

Kupunguza mkusanyiko wa myeyusho mama kwa C₁V₁ = C₂V₂

Kuongeza kiyeyusho hubadilisha ujazo lakini si kiasi cha kiyeyushwa. Kwa kuwa n = cV kabla na baada ya kupunguza mkusanyiko, C₁V₁ = C₂V₂, ambapo 1 inarejelea myeyusho mama na 2 myeyusho uliopunguzwa. Kizio chochote cha ujazo kinafaa kama ujazo wote viwili vinatumia kile kile, kwa sababu vizio vinafutana.

Mfano uliotatuliwa: unahitaji mL 500.0 za kloridi ya sodiamu ya 0.360 mol/L na una myeyusho mama wa 2.40 mol/L. V₁ = C₂V₂ ÷ C₁ = (0.360 mol/L × 500.0 mL) ÷ 2.40 mol/L = 75.0 mL. Ukaguzi: myeyusho mama una mkusanyiko mara 2.40 ÷ 0.360 = 6.67, kwa hivyo unahitaji karibu sehemu moja ya saba ya ujazo wa mwisho, na 500.0 mL ÷ 6.67 = 75.0 mL.

Pima 75.0 mL za myeyusho mama kwenye chupa ya ujazo ya mL 500 na upunguze hadi alama. Usiongeze tu 425.0 mL za maji: ujazo wa miyeyusho hauongezeki kwa ukamilifu, na C₂ inarejelea ujazo wa mwisho. Unapopunguza mkusanyiko wa asidi iliyokolea, ongeza asidi kwenye maji badala ya maji kwenye asidi, kwa sababu joto linalotolewa linaweza kusababisha kutapakaa.

Stoikiometri ya miyeyusho: kutoka ujazo hadi mole na kurudi

Katika athari kati ya miyeyusho, molariti hubadilisha ujazo kuwa mole kupitia n = c × V. Uwiano wa mole kutoka kwa mlinganyo uliosawazishwa kisha unatumika hasa kama katika stoikiometri ya uzito, na molariti ya pili inabadilisha kurudi ujazo ikihitajika.

Mfano uliotatuliwa: ni ujazo gani wa kloridi ya bariamu ya 0.125 mol/L unachochea mchanga wa salfeti yote kutoka kwa 40.0 mL za salfeti ya sodiamu ya 0.0850 mol/L, na ni uzito gani wa salfeti ya bariamu unaoundwa? Mlinganyo wa ioni halisi ni Ba²⁺(aq) + SO₄²⁻(aq) → BaSO₄(s). n(SO₄²⁻) = 0.0850 mol/L × 0.0400 L = 3.40 × 10⁻³ mol. Uwiano ni 1:1, na kila BaCl₂ inatoa Ba²⁺ moja, kwa hivyo V = 3.40 × 10⁻³ mol ÷ 0.125 mol/L = 0.0272 L, au 27.2 mL.

Uzito wa molari wa BaSO₄ (Ba 137.33, S 32.06, O 16.00) ni 233.39 g/mol, kwa hivyo uzito unaoundwa ni 3.40 × 10⁻³ mol × 233.39 g/mol = 0.794 g. Kila jibu lina tarakimu tatu muhimu, zilizowekwa na 0.0850 mol/L, 40.0 mL na 0.125 mol/L.

Titrasheni: kugeuza usomaji wa bureti kuwa mkusanyiko

Katika titrasheni, myeyusho wa mkusanyiko unaojulikana, titranti, huongezwa kutoka kwenye bureti hadi ujazo uliopimwa wa sampuli hadi athari ikamilike. Kituo cha usawa ni pale kiasi cha titranti kilichoongezwa kinalingana na sampuli katika uwiano wa stoikiometri. Kituo cha mwisho ni pale kiashiria kinapobadilisha rangi, na kiashiria kinachofaa hufanya vituo viwili hivyo karibu sanjari.

Mfano uliotatuliwa: sampuli ya mL 20.00 ya myeyusho wa hidroksidi ya bariamu ya mkusanyiko usiojulikana inahitaji mL 28.36 za asidi ya hidroklorik ya 0.1208 mol/L kufikia kituo cha mwisho cha fenolftaleini. 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, kwa tarakimu nne muhimu.

Kigezo cha 2 ni muhimu. Kuchukulia athari kama 1:1 kungetoa 0.1713 mol/L, mara mbili ya thamani ya kweli, ndiyo maana C₁V₁ = C₂V₂ haipaswi kutumika kwa titrasheni. Mkusanyiko wa titranti wenyewe huthibitishwa mapema kwa usanifishaji, kwa kuiweka titrasheni dhidi ya kiwango msingi kilichopimwa; kabonati ya sodiamu ni chaguo la kawaida kwa asidi.

Makosa ya mkusanyiko na jinsi ya kuyabaini

Makosa mengi ya mkusanyiko ni makosa ya vizio au ya mpangilio. Kuandika vizio kwenye kila kiasi, na kukagua kama matokeo yanaenda upande unaotarajiwa, hugundua karibu yote.

Myeyusho uliopunguzwa lazima uwe na mkusanyiko mdogo kuliko myeyusho wake mama, uzito uliopimwa kwa hidrati lazima uwe mkubwa kuliko kwa chumvi isiyo na maji, na ujazo wa titranti unapaswa kuwa ndani ya masafa ya bureti. Matokeo yanayovunja lolote kati ya haya yanastahili kutazamwa tena.

• Kutumia mililita katika n = c × V na c kwa mol/L. Badilisha kuwa lita kwanza; mL × mol/L haitoi mol.
• Kutumia ujazo wa kiyeyusho badala ya ujazo wa mwisho wa myeyusho.
• Kutumia uzito wa molari usio na maji kwa hidrati.
• Kutumia C₁V₁ = C₂V₂ kwa athari. Inaeleza kupunguza mkusanyiko tu; kwa athari, pitia mole na uwiano wa mole.
• Kusahau wingi wa ioni, kama kuchukulia CaCl₂ ya 0.150 mol/L kuwa 0.150 mol/L katika Cl⁻.
• Kuongeza ujazo wa mwisho wa maji badala ya kupunguza hadi ujazo wa mwisho.