Συγκέντρωση σε όρους μοριακού κλάσματος

Συγκέντρωση

Σε ένα υδατικό διάλυμα, υπάρχουν δύο συστατικά, δηλαδή η διαλυμένη ουσία και ο διαλύτης. Αυτοί είναι οι δύο πιο θεμελιώδεις όροι στη συγκέντρωση διαλύματος που πρέπει να γνωρίζετε. Είναι απαραίτητο να παρακολουθείτε την ποσότητα της διαλυμένης ουσίας που υπάρχει στο διάλυμα ανά πάσα στιγμή. Στη χημεία, η συγκέντρωση του διαλύματος ορίζεται ως η ποσότητα της διαλυμένης ουσίας που υπάρχει σε μια δεδομένη ποσότητα διαλύτη. Όταν ένα διάλυμα περιέχει μεγαλύτερη συγκέντρωση διαλυμένης ουσίας, το αναφέρουμε ως συμπυκνωμένο διάλυμα. Ένα αραιό διάλυμα, από την άλλη πλευρά, ορίζεται ως ένα διάλυμα που περιέχει μεγαλύτερη ποσότητα διαλύτη.

Συγκέντρωση διαλύματος με διαφορετικούς τρόπους

Υπάρχουν πολλοί διαφορετικοί τρόποι έκφρασης της συγκέντρωσης ενός διαλύματος με διαφορετικούς τρόπους. Οι χημικοί συνήθως ασχολούνται με τον αριθμό των σπίλων που υπάρχουν σε ένα διάλυμα. Οι φαρμακοποιοί θα χρησιμοποιούν ποσοστιαίες συγκεντρώσεις αντί για τον αριθμό των σπίλων στους υπολογισμούς τους. Ως αποτέλεσμα, είναι σημαντικό να γνωρίζουμε όλες τις διαφορετικές μεθόδους έκφρασης της συγκέντρωσης των διαλυμάτων. Ο παρακάτω τύπος χρησιμοποιείται για τον υπολογισμό της συγκέντρωσης του διαλύματος.

1. Η συγκέντρωση εκφράζεται ως αριθμός μερών ανά εκατομμύριο (ppm)

τα μέρη ενός συστατικού ως ποσοστό ενός εκατομμυρίου συστατικών μερών (106) του διαλύματος

ppm(A)=(Μάζα A) x 106/(μάζα ολικού διαλύματος)

2. Ποσοστό μάζας (σταθμισμένος μέσος όρος):

Όταν η συγκέντρωση ενός συστατικού στο διάλυμα εκφράζεται ως ποσοστό της συνολικής μάζας του διαλύματος, αυτό αναφέρεται ως ποσοστό μάζας (w/w). Εάν έχουμε ένα διάλυμα που περιέχει το συστατικό Α ως διαλυμένη ουσία και το συστατικό Β ως διαλύτη, τότε το ποσοστό μάζας του συστατικού Α εκφράζεται ως εξής:

% μάζα του Α=(Συστατικό μάζας του Α στο διάλυμα) x 100/(Συνολική μάζα του διαλύματος)

3. Ποσοστό όγκου (V/V):Όταν εκφράζουμε τη συγκέντρωση ενός συστατικού σε ένα διάλυμα ως ποσοστό του συνολικού όγκου του διαλύματος, αναφερόμαστε σε αυτό ως ποσοστό όγκου. Ο τύπος για το ποσοστό όγκου είναι ο εξής:

Όγκος % του A=(Όγκος του συστατικού  A στο διάλυμα) x100/(Συνολικός όγκος του διαλύματος)

Σκεφτείτε το εξής:εάν ένα διάλυμα NaCl στο νερό είναι 10 τοις εκατό κατ' όγκο, σημαίνει ότι ένα διάλυμα 100 χιλιοστόλιτρων θα περιέχει 10 χιλιοστόλιτρα NaCl.

4. Ποσοστό μάζας ανά όγκο (w/V):Αυτή η μονάδα χρησιμοποιείται κυρίως στη φαρμακοβιομηχανία και συμβολίζεται με το σύμβολο w/V. Σε ένα διάλυμα, ορίζεται ως η μάζα μιας διαλυμένης ουσίας διαλυμένης σε εκατό χιλιοστόλιτρα διαλύματος.

Ποσοστό μάζας κατ' όγκο =(μάζα διαλυμένης ουσίας/όγκος διαλύματος) x 100.

5) Η μοριακότητα είναι μία από τις πιο συχνά χρησιμοποιούμενες μεθόδους για την έκφραση των συγκεντρώσεων και αντιπροσωπεύεται από το γράμμα M. Ένα λίτρο διαλύματος περιέχει την ποσότητα της διαλυμένης ουσίας που είναι διαλυμένη σε ένα mole νερού. Εάν η συγκέντρωση της αιθανόλης σε ένα διάλυμα σημειωθεί με 0,25 M, αυτό υποδηλώνει ότι 0,25 moles αιθανόλης διαλύονται σε ένα λίτρο του δεδομένου διαλύματος.

Molarity=Αριθμός γραμμομορίων διαλυμένης ουσίαςΌγκος διαλύματος σε λίτρα

6. Μοριακότητα (m):Μοριακότητα είναι ένα μέτρο της συγκέντρωσης ενός διαλύματος ως προς τον αριθμό των γραμμομορίων διαλυμένης ουσίας και τη μάζα του διαλύτη. Εκφράζεται σε mole διαλυμένης ουσίας ανά κιλό διαλύτη. Ακολουθεί ο τύπος molality:

Molality=Moles διαλυμένης ουσίας / Μάζα διαλύτη σε kg

7) Κανονικότητα:Ο αριθμός των ισοδυνάμων γραμμαρίων διαλυμένης ουσίας που διαλύεται σε ανά λίτρο διαλύματος είναι γνωστός ως κανονικότητα και συμβολίζεται με το γράμμα N.

Normality=Αριθμός γραμμαρίων διαλυμένης ουσίαςΌγκος διαλύματος σε λίτρα

Μια συζήτηση για τη σχέση μεταξύ κανονικότητας και μοριακότητας.

N x Eq.W=Μοριακότητα * Μοριακή μάζα

N =Μοριακότητα x Σθένος

N =Μοριακότητα x Αριθμός ιόντων H+ ή OH–.

8)Η τυπικότητα είναι ο αριθμός οκτώ στη λίστα.

Αναφέρεται στον αριθμό της μάζας του τύπου που υπάρχει σε ένα λίτρο διαλύματος ή διαλύματος. Συμβολίζεται με το γράμμα F.

Μπορεί να χρησιμοποιηθεί στην περίπτωση ιοντικών στερεών όπως το NaCl, για παράδειγμα.

9) Μοριακό κλάσμα:Σε ένα διάλυμα με έναν διαλύτη και μια διαλυμένη ουσία, ένα μοριακό κλάσμα ορίζεται ως η αναλογία γραμμομορίων ενός συστατικού προς τον συνολικό αριθμό γραμμομορίων στο διάλυμα. Επομένως, ένα μοριακό κλάσμα δίνει μια συγκέντρωση. Αντιπροσωπεύεται από το γράμμα Χ. Ας εξετάσουμε το ακόλουθο σενάριο:έχουμε ένα διάλυμα που περιέχει το As ως διαλυμένη ουσία και το Β ως διαλύτη. Σε αυτήν την εξίσωση, οι αριθμοί nA και nB αντιπροσωπεύουν τον αριθμό των γραμμομορίων Α και Β που υπάρχουν στο διάλυμα, αντίστοιχα. Ως αποτέλεσμα, τα μοριακά κλάσματα των Α και Β δίνονται ως εξής:

XA =nA/(nA + nB)

XB =nB/(nA+nB)

Οι μέθοδοι που αναφέρονται παραπάνω χρησιμοποιούνται ευρέως για να εκφράσουν τη συγκέντρωση των διαλυμάτων σε ποικίλες καταστάσεις. Όλες οι μέθοδοι περιγράφουν το ίδιο πράγμα, που είναι η συγκέντρωση ενός διαλύματος. Ωστόσο, κάθε μέθοδος έχει τα δικά της πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα που πρέπει να ληφθούν υπόψη. Η μοριακότητα επηρεάζεται από τη θερμοκρασία, ενώ το μοριακό κλάσμα και η μοριακότητα δεν επηρεάζονται από τις αλλαγές θερμοκρασίας. Όλες αυτές οι μέθοδοι χρησιμοποιούνται επειδή είναι απαραίτητο να εκφραστούν οι συγκεντρώσεις με συγκεκριμένο τρόπο.

Διαλύσεις στερεών σε υγρά

Ένα κορεσμένο διάλυμα είναι ένα διάλυμα που συνεχίζει να βρίσκεται σε επαφή με υπερβολική ποσότητα διαλυμένης ουσίας μετά την αραίωση.

Αυτή η ιδιότητα αντιπροσωπεύεται από την ποσότητα της διαλυμένης ουσίας που διαλύεται σε εκατό γραμμάρια διαλύτη όταν ένα κορεσμένο διάλυμα διατηρείται σε μια συγκεκριμένη θερμοκρασία.

Η διαλυτότητα είναι αντιστρόφως ανάλογη της θερμοκρασίας για εξώθερμες ουσίες όπως KOH, CaO, Ca(OH)2, M2CO3, M2SO4 και άλλες παρόμοιες ουσίες.

Η διαλυτότητα των ενδόθερμων ουσιών όπως το χλωριούχο νάτριο, το νιτρικό κάλιο, το νιτρικό νάτριο, η γλυκόζη και άλλα σάκχαρα είναι ευθέως ανάλογη της θερμοκρασίας.

Διαλυτότητα αερίων

Ένας συνηθισμένος τρόπος έκφρασης της διαλυτότητας των αερίων είναι ο συντελεστής απορρόφησης k, ο οποίος ορίζεται ως ο όγκος του διαλυμένου αερίου ανά μονάδα όγκου διαλύτη σε μια ατμόσφαιρα πίεσης και μια συγκεκριμένη θερμοκρασία.

Η διαλυτότητα ενός αερίου σε ένα υγρό προσδιορίζεται από τους ακόλουθους παράγοντες:

1) Η διαλυτότητα σε μια δεδομένη θερμοκρασία είναι αντιστρόφως ανάλογη της θερμοκρασίας, επειδή η διάλυση του αερίου είναι εξώθερμη στην πλειονότητα των περιπτώσεων.

2) Φύση του αερίου – Αέρια με υψηλότερη δύναμη έλξης van der Waals, δηλαδή αέρια που υγροποιούνται πιο εύκολα, είναι πιο διαλυτά από τα αέρια με χαμηλότερη δύναμη έλξης van der Waals. Σε αντίθεση με το O2, το N2 και το H2, το SO2 και το CO2 είναι πιο διαλυτά στο νερό από αυτά τα άλλα αέρια.

3)Στο νερό, τα αέρια ιόντα που μπορούν να ιονιστούν σε υδατικό διάλυμα είναι πιο σταθερά από τα αέρια που δεν μπορούν να ιονιστούν σε υδατικό διάλυμα σε άλλους διαλύτες.

ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑ

Σε ένα υδατικό διάλυμα, υπάρχουν δύο συστατικά, δηλαδή η διαλυμένη ουσία και ο διαλύτης. Η συγκέντρωση του διαλύματος ορίζεται ως η ποσότητα της διαλυμένης ουσίας που υπάρχει σε μια δεδομένη ποσότητα διαλύτη. Υπάρχουν πολλοί διαφορετικοί τρόποι έκφρασης της συγκέντρωσης ενός διαλύματος με διαφορετικούς τρόπους.1. Συγκέντρωση εκφρασμένη ως αριθμός μερών ανά εκατομμύριο (ppm).(2) Ποσοστό μάζας (3) Ποσοστό όγκου (4) Ποσοστό μάζας κατ' όγκο ( 5) Μοριακότητα (6) Μοριακότητα (7) Κανονικότητα (8) Τυπικότητα (9) Μοριακή Ένα κορεσμένο διάλυμα είναι ένα διάλυμα που συνεχίζει να έρχεται σε επαφή με υπερβολική ποσότητα διαλυμένης ουσίας μετά την αραίωση. Αυτή η ιδιότητα αντιπροσωπεύεται από την ποσότητα διαλυμένης ουσίας που διαλύεται σε εκατό γραμμάρια διαλύτη όταν ένα κορεσμένο διάλυμα διατηρείται σε συγκεκριμένο θερμοκρασία.