Molarne i molarne koncentracije, uprkos sličnim nazivima, različite su vrijednosti. Njihova glavna razlika je u tome što se pri određivanju molalne koncentracije ne računa na zapreminu rastvora, kao kod detekcije molarnosti, već na masu rastvarača.
Opće informacije o rješenjima i rastvorljivosti
Pravo rješenje je homogen sistem koji uključuje niz komponenti koje su nezavisne jedna od druge. Jedan od njih se smatra rastvaračem, a ostali su tvari otopljene u njemu. Rastvarač je supstanca koja je najviše u rastvoru.
Rastvorljivost - sposobnost supstance da formira homogene sisteme sa drugim supstancama - rastvorima u kojima se nalazi u obliku pojedinačnih atoma, jona, molekula ili čestica. A koncentracija je mjera rastvorljivosti.
Shodno tome, rastvorljivost je sposobnost supstanci da se ravnomerno rasporede u obliku elementarnih čestica po zapremini rastvarača.
Prava rješenjaklasificirano na sljedeći način:
- po vrsti rastvarača - nevodeni i vodeni;
- po vrsti otopljene supstance - rastvori gasova, kiselina, alkalija, soli, itd.;
- o interakciji sa električnom strujom - elektroliti (supstance koje imaju električnu provodljivost) i neelektroliti (supstance koje nisu sposobne za električnu provodljivost);
- po koncentraciji - razrijeđen i koncentriran.
Koncentracija i kako to izraziti
Koncentracija je sadržaj (težina) supstance otopljene u određenoj količini (težini ili zapremini) rastvarača ili u određenoj zapremini celokupnog rastvora. Dolazi u sljedećim oblicima:
1. Procentualna koncentracija (izražena u%) - govori koliko grama otopljene tvari sadrži 100 grama otopine.
2. Molarna koncentracija je broj grama mola po 1 litri otopine. Pokazuje koliko grama molekula sadrži 1 litar rastvora supstance.
3. Normalna koncentracija je broj gram ekvivalenata po 1 litru otopine. Pokazuje koliko grama ekvivalenata otopljene tvari ima u 1 litri otopine.
4. Molarna koncentracija pokazuje koliko otopljene tvari u molovima padne na 1 kilogram rastvarača.
5. Titar određuje sadržaj (u gramima) supstance koja je rastvorena u 1 mililitru rastvora.
Molarna i molalna koncentracija se razlikuju jedna od druge. Razmotrite ihpojedinačne karakteristike.
Molarna koncentracija
Formula za određivanje:
Cv=(v/V), gdje je
v – količina otopljene supstance, mol;
V - ukupna zapremina rastvora, litar ili m3.
Na primjer, unos "0,1 M rastvor H2SO4" označava da 1 litar takvog rastvora sadrži 0,1 mol (9,8 grama) sumporne kiseline.
Molarna koncentracija
Uvijek imajte na umu da molarne i molarne koncentracije imaju potpuno različita značenja.
Kolika je molarna koncentracija otopine? Formula za određivanje je:
Cm=(v/m), gdje je
v – količina otopljene supstance, mol;
m – masa rastvarača, kg.
Na primjer, pisanje 0,2 M otopine NaOH znači da je 0,2 mola NaOH otopljeno u 1 kilogramu vode (u ovom slučaju to je rastvarač).
Dodatne formule potrebne za izračune
Možda će biti potrebno mnogo osnovnih informacija da bi se izračunala molalna koncentracija. Formule koje mogu biti korisne za rješavanje osnovnih problema su predstavljene u nastavku.
Pod količinom materije ν razumjeti određeni broj atoma, elektrona, molekula, jona ili drugih čestica.
v=m/M=N/NA=V/Vm gdje:
- m – težina smjese, g ili kg;
- M – molarna masa, g (ili kg)/mol;
- N – broj strukturnih jedinica;
- NA– broj strukturnih jedinica u 1 molu supstance, Avogadrova konstanta: 6,02 . 1023 mol - 1;
- V – ukupna zapremina, l ili m3;
- Vm – molarni volumen, l/mol ili m3/mol.
Posljednji se izračunava po formuli:
Vm=RT/P gdje
- R – konstanta, 8, 314 J/(mol . K);
- T – temperatura gasa, K;
- P – pritisak gasa, Pa.
Primjeri zadataka za molarnost i molalnost. Problem 1
Odredite molarnu koncentraciju kalijum hidroksida u rastvoru od 500 ml. Masa KOH u rastvoru je 20 grama.
Definicija
Molarna masa kalijum hidroksida je:
MKOH=39 + 16 + 1=56 g/mol.
Izračunajte koliko kalijevog hidroksida sadrži otopina:
ν(KOH)=m/M=20/56=0,36 mol.
Uzmite u obzir da se zapremina rastvora mora izraziti u litrima:
500 ml=500/1000=0,5 litara.
Odredite molarnu koncentraciju kalijum hidroksida:
Cv(KOH)=v(KOH)/V(KOH)=0,36/0,5=0,72 mol/litar.
Problem 2
Koliko sumpor-oksida (IV) u normalnim uslovima (tj. kada je P=101325 Pa, i T=273 K) treba uzeti da bi se pripremio rastvor sumporne kiseline koncentracije 2,5 mol/l zapremine 5 litara?
Definicija
Odredite koliko sumporne kiseline sadrži otopina:
ν(H2SO3)=Cv(H2SO3) ∙ V(rastvor)=2,5 ∙ 5=12,5 mol.
Jednačina proizvodnje sumporne kiseline je sljedeća:
SO2 + H2O=H2SO 3
Prema ovome:
ν(SO2)=ν(H2SO3);
ν(SO2)=12,5 mol.
Sjećajući se da u normalnim uvjetima 1 mol plina ima zapreminu od 22,4 litre, izračunavamo zapreminu sumpor-oksida:
V(SO2)=ν(SO2) ∙ 22, 4=12, 5 ∙ 22, 4=280 litara.
Problem 3
Odredite molarnu koncentraciju NaOH u rastvoru čiji je maseni udio jednak 25,5% i gustina 1,25 g/ml.
Definicija
Uzmemo otopinu od 1 litre kao uzorak i odredimo njegovu masu:
m (rešenje)=V (rešenje) ∙ p (rešenje)=1000 ∙ 1, 25=1250 grama.
Izračunavamo koliko je alkalija u uzorku po masi:
m (NaOH)=(w ∙ m (rastvor))/100%=(25,5 ∙ 1250)/100=319 grama.
Molarna masa natrijum hidroksida je:
MNaOH=23 + 16 + 1=40 g/mol.
Izračunajte koliko je natrijum hidroksida u uzorku:
v(NaOH)=m /M=319/40=8 mol.
Odredite molarnu koncentraciju lužine:
Cv(NaOH)=v/V=8/1=8 mol/litar.
Problem 4
10 grama NaCl soli je rastvoreno u vodi (100 grama). Podesite koncentraciju otopine (molala).
Definicija
Molarna masa NaCl je:
MNaCl=23+ 35=58 g/mol.
Količina NaCl sadržana u otopini:
ν(NaCl)=m/M=10/58=0,17 mol.
U ovom slučaju, rastvarač je voda:
100 grama vode=100/1000=0,1 kg H2O u ovom rastvoru.
Molarna koncentracija otopine će biti:
Cm(NaCl)=v(NaCl)/m(voda)=0,17/0, 1=1,7 mol/kg.
Problem 5
Odredite molarnu koncentraciju 15% alkalne otopine NaOH.
Definicija
15% rastvor lužine znači da svakih 100 grama rastvora sadrži 15 grama NaOH i 85 grama vode. Ili da u svakih 100 kilograma rastvora ima 15 kilograma NaOH i 85 kilograma vode. Da biste ga pripremili, potrebno je rastvoriti 15 grama (kilograma) alkalije u 85 grama (kilograma) H2O.
Molarna masa natrijum hidroksida je:
MNaOH=23 + 16 + 1=40 g/mol.
Sada pronađite količinu natrijum hidroksida u otopini:
ν=m/M=15/40=0, 375 mol.
Masa rastvarača (vode) u kilogramima:
85 grama H2O=85/1000=0,085 kg H2O u ovom rastvoru.
Nakon toga se određuje molalna koncentracija:
Cm=(ν/m)=0,375/0,085=4,41 mol/kg.
U skladu sa ovim tipičnim zadacima, možete riješiti većinu ostalih da biste odredili molalnost i molarnost.
