Моларните и моларните концентрации, въпреки сходните имена, са различни стойности. Основната им разлика е, че при определяне на молалната концентрация изчислението се прави не върху обема на разтвора, както при откриването на моларност, а върху масата на разтворителя.
Обща информация за решенията и разтворимостта
Истинското решение е хомогенна система, която включва редица компоненти, които са независими един от друг. Един от тях се счита за разтворител, а останалите са вещества, разтворени в него. Разтворителят е веществото, което е най-много в разтвора.
Разтворимост - способността на веществото да образува хомогенни системи с други вещества - разтвори, в които е под формата на отделни атоми, йони, молекули или частици. А концентрацията е мярка за разтворимост.
Следователно, разтворимостта е способността на веществата да се разпределят равномерно под формата на елементарни частици в целия обем на разтворителя.
Истински решениякласифицирани както следва:
- по вид разтворител - неводен и воден;
- по вид разтворено вещество - разтвори на газове, киселини, основи, соли и др.;
- при взаимодействие с електрически ток - електролити (вещества, които имат електрическа проводимост) и неелектролити (вещества, които не са способни на електрическа проводимост);
- по концентрация - разреден и концентриран.
Концентрация и как да го изразя
Концентрацията е съдържанието (теглото) на вещество, разтворено в определено количество (тегло или обем) от разтворителя или в определен обем от целия разтвор. Предлага се в следните форми:
1. Процентна концентрация (изразена в%) - показва колко грама разтворено вещество се съдържа в 100 грама разтвор.
2. Моларната концентрация е броят грам молове на 1 литър разтвор. Показва колко грама молекули се съдържат в 1 литър разтвор на вещество.
3. Нормалната концентрация е броят на грам еквиваленти на 1 литър разтвор. Показва колко грама еквивалента на разтворено вещество има в 1 литър разтвор.
4. Моларната концентрация показва колко разтворено вещество в молове пада върху 1 килограм разтворител.
5. Титърът определя съдържанието (в грамове) на вещество, което е разтворено в 1 милилитър разтвор.
Моларната и молалната концентрация са различни една от друга. Помислете за тяхиндивидуални характеристики.
Моларна концентрация
Формула за определяне:
Cv=(v/V), където
v – количество разтворено вещество, мол;
V - общ обем на разтвора, литър или m3.
Например, записът "0, 1 M разтвор H2SO4" показва, че 1 литър от такъв разтвор съдържа 0,1 мола (9,8 грама) сярна киселина.
Моларна концентрация
Винаги имайте предвид, че моларните и моларните концентрации имат напълно различни значения.
Каква е моларната концентрация на разтвор? Формулата за определянето му е:
Cm=(v/m), където
v – количество разтворено вещество, мол;
m – маса на разтворителя, кг.
Например, написването на 0,2 M NaOH разтвор означава, че 0,2 мола NaOH се разтварят в 1 килограм вода (в този случай това е разтворител).
Необходими са допълнителни формули за изчисления
Може да е необходима много основна информация, за да се изчисли молалната концентрация. По-долу са представени формули, които могат да бъдат полезни за решаване на основни проблеми.
Под количеството материя ν разбирайте определен брой атоми, електрони, молекули, йони или други частици.
v=m/M=N/NA=V/Vm където:
- m – тегло на съединението, g или kg;
- M – моларна маса, g (или kg)/mol;
- N – брой структурни единици;
- NA– брой структурни единици в 1 мол вещество, константа на Авогадро: 6,02 . 1023 mol - 1;
- V – общ обем, l или m3;
- Vm – моларен обем, l/mol или m3/mol.
Последното се изчислява по формулата:
Vm=RT/P където
- R – константа, 8, 314 J/(mol . K);
- T – температура на газа, K;
- P – налягане на газа, Pa.
Примери за задачи за моларност и молалност. Проблем 1
Определете моларната концентрация на калиев хидроксид в 500 ml разтвор. Масата на KOH в разтвора е 20 грама.
Определение
Моларната маса на калиевия хидроксид е:
MKOH=39 + 16 + 1=56 g/mol.
Изчислете колко калиев хидроксид се съдържа в разтвора:
ν(KOH)=m/M=20/56=0,36 mol.
Вземете предвид, че обемът на разтвора трябва да бъде изразен в литри:
500 ml=500/1000=0,5 литра.
Определете моларната концентрация на калиев хидроксид:
Cv(KOH)=v(KOH)/V(KOH)=0,36/0,5=0,72 mol/литър.
Проблем 2
Колко серен оксид (IV) при нормални условия (т.е. когато P=101325 Pa и T=273 K) трябва да вземете, за да приготвите разтвор на сярна киселина с концентрация 2,5 mol / литър по обем 5 литра?
Определение
Определете колко сярна киселина се съдържа в разтвора:
ν(H2SO3)=Cv(H2SO3) ∙ V(разтвор)=2,5 ∙ 5=12,5 mol.
Уравнението за производство на сярна киселина е както следва:
SO2 + H2O=H2SO 3
Според това:
ν(SO2)=ν(H2SO3);
ν(SO2)=12,5 mol.
Спомняйки си, че при нормални условия 1 мол газ има обем от 22,4 литра, ние изчисляваме обема на серен оксид:
V(SO2)=ν(SO2) ∙ 22, 4=12, 5 ∙ 22, 4=280 литра.
Проблем 3
Определете моларната концентрация на NaOH в разтвор с неговата масова фракция, равна на 25,5% и плътност 1,25 g/ml.
Определение
Вземаме разтвор от 1 литър като проба и определяме неговата маса:
m (разтвор)=V (разтвор) ∙ p (разтвор)=1000 ∙ 1, 25=1250 грама.
Изчисляваме колко алкали има в пробата по маса:
m (NaOH)=(w ∙ m (разтвор))/100%=(25,5 ∙ 1250)/100=319 грама.
Моларната маса на натриевия хидроксид е:
MNaOH=23 + 16 + 1=40 g/mol.
Изчислете колко натриев хидроксид има в пробата:
v(NaOH)=m /M=319/40=8 mol.
Определете моларната концентрация на алкали:
Cv(NaOH)=v/V=8/1=8 mol/литър.
Проблем 4
10 грама NaCl сол се разтварят във вода (100 грама). Задайте концентрацията на разтвора (молал).
Определение
Моларната маса на NaCl е:
MNaCl=23+ 35=58 g/mol.
Количество NaCl, съдържащо се в разтвора:
ν(NaCl)=m/M=10/58=0,17 mol.
В този случай разтворителят е вода:
100 грама вода=100/1000=0,1 kg H2O в този разтвор.
Моларната концентрация на разтвора ще бъде:
Cm(NaCl)=v(NaCl)/m(вода)=0,17/0, 1=1,7 mol/kg.
Проблем 5
Определете моларната концентрация на 15% алкален разтвор на NaOH.
Определение
15% разтвор на луга означава, че всеки 100 грама разтвор съдържа 15 грама NaOH и 85 грама вода. Или че във всеки 100 килограма разтвор има 15 килограма NaOH и 85 килограма вода. За приготвянето му е необходимо да се разтворят 15 грама (килограм) алкали в 85 грама (килограма) H2О.
Моларната маса на натриевия хидроксид е:
MNaOH=23 + 16 + 1=40 g/mol.
Сега намерете количеството натриев хидроксид в разтвора:
ν=m/M=15/40=0, 375 mol.
Маса на разтворителя (вода) в килограми:
85 грама H2O=85/1000=0,085 kg H2O в този разтвор.
След това се определя молалната концентрация:
Cm=(ν/m)=0,375/0,085=4,41 mol/kg.
В съответствие с тези типични задачи можете да решите повечето от другите, за да определите молалността и моларността.
