Concentrazione molare e molale, nonostantenomi simili, dimensioni diverse. La loro principale differenza è che quando si determina la concentrazione molare, il calcolo non viene effettuato per il volume della soluzione, come nel rilevamento della molarità, ma per la massa del solvente.
Informazioni generali su soluzioni e solubilità
Un sistema omogeneo è chiamato una vera soluzione,che include una serie di componenti indipendenti l'uno dall'altro. Uno di questi è considerato un solvente e il resto sono sostanze disciolte in esso. Il solvente è la sostanza più presente nella soluzione.
Solubilità: la capacità di una sostanza di formarsicon altre sostanze sistemi omogenei - soluzioni in cui è sotto forma di singoli atomi, ioni, molecole o particelle. La concentrazione è una misura della solubilità.
Pertanto, la solubilità è la capacità delle sostanze di essere distribuite uniformemente sotto forma di particelle elementari in tutto il volume del solvente.
Le vere soluzioni sono classificate come segue:
- per tipo di solvente - non acquoso e acquoso;
- dal tipo di soluto - soluzioni di gas, acidi, alcali, sali, ecc.;
- per l'interazione con la corrente elettrica - elettroliti (sostanze che hanno conduttività elettrica) e non elettroliti (sostanze che non sono in grado di conduttività elettrica);
- per concentrazione - diluito e concentrato.
concentrazione e modi per esprimerlo
1. Percentuale di concentrazione (espressa in%) - indica quanti grammi di soluto sono contenuti in 100 grammi di soluzione.
2. La concentrazione molare è il numero di grammi-moli per 1 litro di soluzione. Mostra quante molecole di grammo sono contenute in 1 litro di una soluzione di sostanza.
3. La concentrazione normale è il numero di grammi equivalenti per 1 litro di soluzione. Mostra quanti grammi equivalenti di soluto sono contenuti in 1 litro di soluzione.
4. La concentrazione molare mostra quanto soluto in moli cade su 1 chilogrammo di solvente.
5. Il titolo determina il contenuto (in grammi) di una sostanza che viene sciolta in 1 millilitro di soluzione.
La concentrazione molare e molare sono diverse l'una dall'altra. Consideriamo le loro caratteristiche individuali.
Concentrazione molare
La formula per la sua determinazione:
Cv = (v / V), dove
v è la quantità di sostanza disciolta, mol;
V è il volume totale della soluzione, litri o m3.
Ad esempio, il record "Soluzione 0,1 M di H2CO4 " dice che in 1 litro di tale soluzione ci sono 0,1 mol (9,8 grammi) di acido solforico.
Concentrazione molare
Va sempre tenuto presente che le concentrazioni molari e molari hanno significati completamente diversi.
Qual è la concentrazione molare di una soluzione? La formula per la sua definizione è la seguente:
Cm = (v / m), dove
v è la quantità di sostanza disciolta, mol;
m è la massa del solvente, kg.
Ad esempio, scrivere una soluzione di NaOH 0,2 M significa che 0,2 moli di NaOH vengono sciolti in 1 chilogrammo di acqua (in questo caso, è un solvente).
Formule aggiuntive richieste per i calcoli
Potrebbero essere necessarie molte informazioni di base per calcolare la concentrazione molale. Di seguito vengono presentate le formule che possono essere utili per risolvere i problemi di base.
La quantità di una sostanza ν è intesa come un certo numero di atomi, elettroni, molecole, ioni o altre particelle.
v = m / M = N / Nla= V / Vmdove:
- m è la massa del composto, go kg;
- M è la massa molare, g (o kg) / mol;
- N è il numero di unità strutturali;
- Hla - il numero di unità strutturali in 1 mole di sostanza, costante di Avogadro: 6,02 . 1023 Talpa- 1;
- V - volume totale, lo m3;
- Am - volume molare, l / mol o m3/ mol.
Quest'ultimo è calcolato dalla formula:
Am= RT / P, dove
- R - costante, 8,314 J / (mol . PER);
- T è la temperatura del gas, K;
- P - pressione del gas, Pa.
Esempi di problemi per molarità e molalità. Problema numero 1
Determina la concentrazione molare di idrossido di potassio in una soluzione da 500 ml. La massa di KOH in soluzione è di 20 grammi.
definizione
La massa molare dell'idrossido di potassio è:
MKOH = 39 + 16 + 1 = 56 g / mol.
Calcoliamo quanto idrossido di potassio è contenuto nella soluzione:
ν (KOH) = m / M = 20/56 = 0,36 mol.
Teniamo conto che il volume della soluzione dovrebbe essere espresso in litri:
500 ml = 500/1000 = 0,5 litri.
Determina la concentrazione molare di idrossido di potassio:
Cv (KOH) = v (KOH) / V (KOH) = 0,36 / 0,5 = 0,72 mol / litro.
Problema numero 2
Quanto ossido di zolfo (IV) in condizioni normali(cioè quando P = 101325 Pa, e T = 273 K) è necessario assumere per preparare una soluzione di acido solforoso con una concentrazione di 2,5 mol / litro con un volume di 5 litri?
definizione
Determina la quantità di acido solforoso contenuto nella soluzione:
ν (H2CO3) = Cv (H2CO3) ∙ V (soluzione) = 2,5 ∙ 5 = 12,5 mol.
L'equazione per ottenere acido solforoso è la seguente:
CO2 + H2O = H2CO3
Secondo questo:
ν (SO2) = ν (H2CO3);
ν (SO2) = 12,5 mol.
Tenendo presente che in condizioni normali 1 mol di gas ha un volume di 22,4 litri, calcoliamo il volume di ossido di zolfo:
V (SO2) = ν (COSÌ2) ∙ 22,4 = 12,5 ∙ 22,4 = 280 litri.
Problema numero 3
Determinare la concentrazione molare di NaOH nella soluzione con una sua frazione di massa pari al 25,5% e una densità di 1,25 g / ml.
definizione
Prendiamo una soluzione di 1 litro come campione e determiniamo la sua massa:
m (soluzione) = V (soluzione) ∙ p (soluzione) = 1000 ∙ 1,25 = 1250 grammi.
Calcoliamo la quantità di alcali nel campione in peso:
m (NaOH) = (w ∙ m (soluzione)) / 100% = (25,5 ∙ 1250) / 100 = 319 grammi.
La massa molare dell'idrossido di sodio è:
MNaOH = 23 + 16 + 1 = 40 g / mol.
Calcoliamo la quantità di idrossido di sodio contenuta nel campione:
v (NaOH) = m / M = 319/40 = 8 mol.
Determina la concentrazione molare di alcali:
Cv (NaOH) = v / V = 8/1 = 8 mol / litro.
Problema numero 4
10 grammi di sale NaCl sono stati sciolti in acqua (100 grammi). Imposta la concentrazione della soluzione (molare).
definizione
La massa molare di NaCl è:
MNaCl = 23 + 35 = 58 g / mol.
La quantità di NaCl contenuta nella soluzione:
ν (NaCl) = m / M = 10/58 = 0,17 mol.
In questo caso, il solvente è l'acqua:
100 grammi di acqua = 100/1000 = 0,1 kg N2Circa in questa soluzione.
La concentrazione molare della soluzione sarà:
Cm (NaCl) = v (NaCl) / m (acqua) = 0,17 / 0,1 = 1,7 mol / kg.
Problema numero 5
Determina la concentrazione molare di una soluzione alcalina NaOH al 15%.
definizione
Una soluzione alcalina al 15% significa che ogni 100grammi di soluzione contengono 15 grammi di NaOH e 85 grammi di acqua. Oppure che in ogni 100 chilogrammi di soluzione ci sono 15 chilogrammi di NaOH e 85 chilogrammi di acqua. Per prepararlo occorrono 85 grammi (chilogrammi) di H.2Sciogliere 15 grammi (chilogrammo) di alcali.
La massa molare dell'idrossido di sodio è:
MNaOH = 23 + 16 + 1 = 40 g / mol.
Ora troviamo la quantità di idrossido di sodio nella soluzione:
ν = m / M = 15/40 = 0,375 mol.
Massa del solvente (acqua) in chilogrammi:
85 grammi H.2O = 85/1000 = 0,085 kg N2Circa in questa soluzione.
Successivamente, viene determinata la concentrazione molale:
Cm = (ν / m) = 0,375 / 0,085 = 4,41 mol / kg.
In accordo con questi problemi tipici, molti altri possono essere risolti per la determinazione della molalità e della molarità.
