Съотношението на плътност и масова част. Масова фракция (наричана още процентна концентрация)

Смес, състояща се от два или повече компонента, се характеризира със свойствата и съдържанието на тези компоненти. Съставът на сместа може да бъде даден от масата, обема, количеството (брой молове или килограм-молове) на отделните компоненти, както и техните концентрации. Концентрацията на компонент в смес може да бъде изразена в тегловни, молни и обемни фракции или проценти, както и в други единици.

Масова част w i на всеки компонент се определя от съотношението на масата m i на този компонент към масата на цялата смес m cm:

Като се има предвид, че общата маса на сместа е равна на сумата от масите на отделните компоненти, т.е.

можеш да пишеш:

или съкратено:

Пример 4Сместа се състои от два компонента: m 1 = 500 kg, m 2 = 1500 kg. Определете масовата част на всеки компонент в сместа.

Решение.Масова част на първия компонент:

m cm \u003d m 1 + m 2 \u003d 500 + 1500 \u003d 2000 kg

Масова част на втория компонент:

Масовата част на втория компонент също може да се определи с помощта на равенството:

w 2 \u003d 1 - w 1 \u003d 1 - 0,25 \u003d 0,75

Обемна фракция n i компонент в сместа е равен на съотношението на обема V i на този компонент към обема на цялата смес V:

Като се има предвид, че:

можеш да пишеш:

Пример 5. Газът се състои от два компонента: V 1 = 15,2 m 3 метан и V 2 = 9,8 m 3 етан. Изчислете обемния състав на сместа.

Решение.Общият обем на сместа е:

V \u003d V 1 + V 2 \u003d 15,2 + 9,8 \u003d 25 m 3

Обемна фракция в сместа:

метан

етан v 2 = 1 – v 1 = 1 – 0,60 = 0,40

Молна фракция n i на всеки компонент на сместа се определя като съотношението на броя киломоли N i от този компонент към общия брой киломоли N на сместа:

Като се има предвид, че:

получаваме:

Превръщането на молните фракции в масови фракции може да се извърши по формулата:

Пример 6. Сместа се състои от 500 kg бензен и 250 kg толуен. Определете моларния състав на сместа.

Решение.Молекулното тегло на бензена (C 6 H 6) е 78, толуенът (C 7 H 8) е 92. Броят на килограмовите молове е:

бензен

толуен

общ бройкилограм молове:

N \u003d N 1 + N 2 \u003d 6,41 + 2,72 \u003d 9,13

Молната част на бензена е:

За толуен, молната част може да се намери от уравнението:

откъдето: n 2 \u003d 1 - n 1 \u003d 1 - 0,70 \u003d 0,30

Средното молекулно тегло на сместа може да се определи чрез познаване на молната фракция и молекулното тегло на всеки компонент на сместа:

(21)

където n аз- съдържанието на компонентите в сместа, казват те. акции; М и- молекулна масакомпонент на сместа.

Молекулното тегло на смес от няколко маслени фракции може да се определи по формулата

(22)

където m 1 , m 2 ,…, m n- тегло на компонентите на сместа, kg; M1, M2, ....,.M p- молекулно тегло на компонентите на сместа; - % тегл. компонент.

Молекулното тегло на петролния продукт може да се определи и с помощта на формулата на Крейг

(24)

Пример 7. Определете средното молекулно тегло на смес от бензен с изооктан, ако молната част на бензена е 0,51, изооктанът е 0,49.

Решение.Молекулното тегло на бензена е 78, изооктанът е 114. Замествайки тези стойности във формула (21), получаваме

M ср= 0,51 × 78 + 0,48 × 114 = 95,7

Пример 8. Сместа се състои от 1500 кг бензен и 2500 кг н-октан. Определете средното молекулно тегло на сместа.

Решение.Използваме формула (22)

Сила на звука моларен съставпреобразуван в маса, както следва. Този обемен (моларен) състав като процент се приема за 100 мола. Тогава концентрацията на всеки компонент като процент ще изрази броя на неговите молове. След това броят молове на всеки компонент се умножава по неговото молекулно тегло, за да се получи масата на всеки компонент в сместа. Като се раздели масата на всеки компонент на общата маса, се получава неговата масова концентрация.

Масовият състав се превръща в обемен (моларен), както следва. Приема се, че сместа се приема 100 (g, kg, t) (ако масовият състав е изразен като процент), масата на всеки компонент се разделя на неговото молекулно тегло. Вземете броя на бенките. Чрез разделяне на броя молове на всеки компонент на общия им брой се получават обемните (моларни) концентрации на всеки компонент.

Средна плътностгаз се определя по формулата:

Kg / m 3; g/cm3

или въз основа на обемния състав:

или въз основа на масовия състав на сместа:

Относителната плътност се определя по формулата:

Компоненти	M g/mol	масов състав, % тегл.	m i	Брой бенки	Насипен състав
части от единица	% относно.
Метан				40:16=2,50	0,669	66,9
Етан				10:30=0,33	0,088	8,8
Пропан				15:44=0,34	0,091	9,1
Бутан				25:58=0,43	0,115	11,5
Пентан + по-висок				10:72=0,14	0,037	3,7
				3,74	1,000	100,0

За по-лесно изчисление ще приемем масата на сместа като 100 g, тогава масата на всеки компонент ще съвпадне цифрово с процентния състав. Да намерим номермолове n i от всеки компонент. За да направим това, разделяме масата на всеки компонент m i на моларната маса:

Намерете обемния състав на сместа в части от единица

wi (CH4) = 2.50 : 3.74 = 0.669; w(C2H6) = 0.33: 3.74 = 0.088;

W(C5H8) = 0.34: 3.74 = 0.091; w(C4H10) = 0.43: 3.74 = 0.115;

W(C5H12) = 0,14: 3,74 = 0,037.

Намираме обемния състав на сместа в проценти, като умножим данните във фракции от единица по 100%. Поставяме всички получени данни в таблица.

Ние броим средно теглосмеси.

M cf \u003d 100: 3,74 \u003d 26,8 g / mol

Намиране на плътността на сместа

Намираме относителна плътност:

W(CH4) = 480 : 4120 = 0.117; w(C2H6) = 450 : 4120 = 0.109;

W(C3H8) = 880 : 4120 = 0.214; w(C4H10) = 870 : 4120 = 0.211;

W(C5H12) = 1440 : 4120 = 0.349.

M cf \u003d 4120: 100 \u003d 41,2 g / mol.

g/l

Задача 15. Сместа се състои от пет компонента. Определете масата, обема и молната част на всеки компонент в сместа, средното молекулно тегло на сместа.

Компоненти на сместа	опция

m i (d)	m i (кг)	m i (t)
метан
етан
пропан
н-бутан
изобутан

Компоненти на сместа	ω% масов състав на газ
Настроики

метан
етан
пропан
бутан
пентан

Компоненти на сместа	обемен състав на газа ω% об
Настроики

метан
етан
пропан
бутан
пентан

Разтворите се характеризират с техния количествен и качествен състав.

Количественият състав е изразен акции(безразмерен относителни стойности): маса, молар, обем.

Размерните величини-концентрации са моларна, масова и моларна масова концентрация на еквивалента.

1. Масова част

ω(A) = 100%

ω(A) - масова част на веществото А;
m е масата на разтвора (g);
m(A) - масата на веществото A (g).

Масова част (процентна концентрация) на разтворено вещество НОнаречено съотношение на масата на веществото НОкъм масата на разтвора м(маса на разтворителя + маса на веществото).

Масовата част се изразява като процент (фракции от единица) или ppm (една хилядна от процента).

Процентната концентрация показва колко вещество се съдържа в 100 g разтвор.

Задача: В 150 g вода се разтварят 50 g вещество. Необходимо е да се изчисли масовата част на веществото в разтвора.

Решение :

Изчисляваме общата маса на разтвора: 150 + 50 = 200 g;
Изчисляваме масовата част на веществото в разтвора: ω(A) = 100% = 25%

2. Моларна фракция

χ(A) = n(A)/ 100%

χ(A) - молна част на веществото А;
n(A) - количество вещество А, mol;
n(B) - количество вещество B (разтворител), mol.

Моларна фракция (моларна фракция) на разтворено вещество НОнаречено съотношение на количеството вещество НО(в молове) към сумата от количествата (молове) на всички вещества, включени в разтвора.

Моларната фракция се изразява като процент (части от единица).

Задача: В 180 ml вода се разтварят 1,18 g натриев хлорид. Трябва да се изчисли молна фракция NaCl.

Решение :

На първия етап ще изчислим моловете NaCl и H 2 O, необходими за приготвяне на разтвора (вижте Моларна маса):
Моларна маса на NaCl: M = 23 + 36 = 59 g/mol;
Брой молове за NaCl: n \u003d m / M \u003d 1,18 / 59 \u003d 0,02 mol
Моларна маса на H 2 O: M \u003d 1 2 + 16 \u003d 18 g / mol
Брой mol H 2 O: n \u003d 180/18 \u003d 10 mol.
Ние правим калкулация моларна маса NaCl:
χ(NaCl) = n(NaCl)/ 100%
χ(NaCl) = 0,02/(0,02+10) = 0,002 (0,2%).

3. Обемна фракция

φ(A) = V(A)/V

φ(A) - обемна част от веществото А (фракции от единица или%);
V(A) - обем на веществото А, ml;
V е обемът на целия разтвор, ml.

Обемна част от веществото НОнаречено отношение на обема на веществото НОкъм обема на разтвора.

Задача: Масови дялове (ω) на кислород и азот в газова смесравни съответно на 20% и 80%. Необходимо е да се изчислят техните обемни фракции (φ) в газовата смес.

Решение:

Позволявам общо теглогазова смес е равна на 100 g:
m(O 2) \u003d m ω (O 2) \u003d 100 0,20 \u003d 20 g
m(N 2) \u003d m ω (N 2) \u003d 100 0,80 \u003d 80 g
Според формулата n \u003d m / M определяме броя на моловете вещества:
n(O 2) \u003d 20/32 \u003d 0,625 mol
n(N 2) \u003d 80/28 \u003d 2,85 mol
Определяме обема, зает от газове (въз основа на постулата, че при нормални условия 1 мол газ заема 22,4 литра):
Правим пропорция:
1 мол газ \u003d 22,4 l;
0,625 mol \u003d x l
x \u003d 22,4 0,625 \u003d 14 l
За азот, по аналогия: 2,85 22,4 \u003d 64 l
Общият обем е: 14 + 64 = 78 литра
Обемни фракции на газовете в сместа:
φ (O 2) \u003d 14/78 \u003d 0,18 (18%)
φ (N 2) \u003d 64/78 \u003d 0,82 (82%)

4. Моларна концентрация (моларност)

c(A) = n(A)/V, mol/l

c(A) - моларна концентрация на вещество А, mol/l;
n(A) - количество разтворено вещество А, mol;
V е обемът на целия разтвор, l.

Моларна концентрация на разтворено вещество НОнаречено отношение на количеството разтворено вещество НО(в молове) към обема на целия разтвор (l).

По този начин можем да кажем, че моларната концентрация е броят молове разтворено вещество в 1 литър разтвор. Тъй като n(A)=m(A)/M(A) (виж Моларна маса), формулата за моларна концентрация може да бъде пренаписана, както следва:

C(A) = m(A)/

m(A) - масата на веществото А, g;
M(A) - моларна маса на веществото А, g/mol.

Моларната концентрация обикновено се обозначава със символа "М":

1М - едномоларен разтвор;
0.1M - децимоларен разтвор;
0.01M - центомоларен разтвор.

Задача: 500 ml разтвор съдържа 10 g NaCl. Необходимо е да се определи моларната концентрация на разтвора.

Решение :

Намерете масата на натриевия хлорид в 1 литър разтвор (моларната концентрация е броят на моловете разтворено вещество в 1 литър разтвор):
500 ml разтвор - 10 g NaCl
1000 мл - х
х = 20 g
Моларна концентрация на NaCl:
c(NaCl) \u003d m (NaCl) / \u003d 20 / (59 1) \u003d 0,34 mol / l

5. Масова концентрация (титър)

ρ(A) = m(A)/V

ρ(A) - масова концентрация на вещество А, g/l;
m(A) - масата на веществото А, g;
V е обемът на разтвора, l.

Масовата концентрация (титър) е съотношението на масата на разтвореното вещество към обема на разтвора.

Задача: Определете моларната концентрация на 20% разтвор на HCl (ρ=1,1 g/ml).

Решение:

Определете обема на 100 g разтвор на солна киселина:
V \u003d m / ρ \u003d 100 / 1,1 \u003d 0,09 l
100 g 20% разтвор на солна киселина съдържа 20 g HCl. Изчисляваме моларната концентрация:
c(HCl) \u003d m (HCl) / \u003d 20 / (37 0,9) \u003d 6 mol / l

6. Моларна еквивалентна концентрация (нормалност)

c e (A) \u003d n e (A) / V, mol / l

c e (A) - моларна концентрация на еквивалента, mol / l;
n e (A) - брой еквиваленти на веществото, mol;
V е обемът на разтвора, l.

Моларната концентрация на еквивалента е отношението на количеството на еквивалентното вещество към обема на разтвора.

По аналогия с моларната концентрация (виж по-горе):

C e (A) = m(A) /

Нормален разтвор е разтвор, в който 1 литър съдържа 1 еквивалент от разтвореното вещество.

Моларната концентрация на еквивалента обикновено се обозначава със символа "n":

1n - еднонормално решение;
0.1n - децинормално решение;
0.01n - сантинормален разтвор.

Задача: Какъв обем от 90% H 2 SO 4 (ρ = 1,82 g / ml) е необходим за приготвяне на 100 ml сантинормален разтвор?

Решение :

Определяме количеството 100% сярна киселина, необходимо за приготвяне на 1 литър еднонормален разтвор. Еквивалентът на сярна киселина е половината от нейното молекулно тегло:
M(H 2 SO 4) \u003d 1 2 + 32 + 16 4 \u003d 98/2 \u003d 49.
За да се приготви 1 литър сантинормален разтвор, е необходим 0,01 еквивалент: 49 0,01 \u003d 0,49 g.
Определяме броя на грамовете 100% сярна киселина, необходими за получаване на 100 ml еднонормален разтвор (ние правим пропорция):
1л - 0,49гр
0.1l - x g
х = 0,049 g.
Решаваме задачата:
х \u003d 100 0,049 / 90 \u003d 0,054 g.
V \u003d m / ρ \u003d 0,054 / 1,82 \u003d 0,03 ml.

КОЛИЧЕСТВО И КОНЦЕНТРАЦИЯ НА ВЕЩЕСТВОТО:

ИЗРАЖЕНИЕ И ПРЕОБРАЗУВАНИЯ ОТ ЕДНА ФОРМА В ДРУГА

Основи на теорията

1. Основни термини и определения

Маса и количества на материята . масавещества ( м) се измерва в грамове и количествовещества ( н) в молове. Ако веществото се обозначава с буквата х, тогава неговата маса може да бъде записана като м (х ) , и количеството н (х ) .

къртица – количеството вещество, което съдържа толкова специфични структурни единици (молекули, атоми, йони и т.н.), колкото има атоми в 0,012 kg от изотопа въглерод-12.

При използване на термина къртицатрябва да се посочат частиците, за които се отнася терминът. Съответно може да се каже „мол молекули“, „мол атоми“, „мол йони“ и т.н. (например мол водородни молекули, мол водородни атоми, мол водородни йони). Тъй като 0,012 kg въглерод-12 съдържа ~ 6,022x10 23 въглеродни атома (константа на Авогадро), тогава къртица- такова количество вещество, което съдържа 6,022x10 23 структурни елемента (молекули, атоми, йони и др.).

Съотношението на масата на веществото към количеството на веществото се нарича моларна маса.

М( х) = m ( х) / н( х)

Това е, моларна маса (М) – е масата на един мол вещество. Основната системна 1 единица моларна маса е kg/mol, но на практика е g/mol. Например, моларната маса на най-лекия метал, литий М(Li) = 6,939 g/mol, моларна маса на газ метан М(CH 4) \u003d 16,043 g / mol. Моларната маса на сярната киселина се изчислява, както следва М ( H2SO4 ) = 196 гр / 2 mol = 96 g/mol.

Всяко съединение (вещество), с изключение на моларната маса, се характеризира с роднинамолекулярноили атомна маса. Има и еквивалентентегло д, равно на молекулата, умножена по фактора на еквивалентност (виж по-долу).

Относително молекулно тегло (М r ) – това е моларната маса на съединението, отнасяща се до 1/12 от моларната маса на атома въглерод-12.Например, М r(СН4) = 16.043. Относителното молекулно тегло е безразмерна величина.

Относителна атомна маса (А r ) – е моларната маса на атом от вещество, разделена на 1/12 от моларната маса на атом въглерод-12. Например, А r(Li) = 6,039.

Концентрация . Съотношението на количеството или масата на дадено вещество, съдържащо се в дадена система, към обема или масата на тази система се нарича концентрация. Има няколко начина за изразяване на концентрация. В Русия най-често концентрацията се обозначава с главна буква С, отнасяща се предимно до масова концентрация, което се счита за най-често използваната форма на изразяване на концентрацията в мониторинга на околната среда (именно в него се измерват стойностите на ПДК).

Масова концентрация (ОТили β) – съотношението на масата на компонента, съдържащ се в системата (разтвор) към обема на тази система (V). Това е най-често срещаната форма на изразяване на концентрация сред руските анализатори.

β (X) =м ( х) / V (смеси )

Единица за масова концентрация - kg / m 3 или g / m 3, kg / dm 3 или g / dm 3 (g / l), kg / cm 3, или g / cm 3 (g / ml), μg / l или mcg /ml и др. Аритметичните преобразувания от едно измерение в друго не са много трудни, но изискват внимание. Например, масовата концентрация на солна (солна) киселина ОТ(HCl) = 40 g / 1 l \u003d 40 g / l \u003d 0,04 g / ml = 4 10 - 5 μg / l и др. Обозначение на масовата концентрация ОТне трябва да се бърка с обозначението на моларната концентрация ( с), което е обсъдено по-долу.

Типични са отношенията β (X): 1000 µg/L = 1 µg/mL = 0,001 mg/mL.

При обемен анализ (титриметрия) се използва една от формите на масова концентрация - титър. Титър решение (T) -това е маса на вещество, съдържащо се в един кубичен сантиметър илив един милилитър решение.

Титърни единици - kg / cm 3, g / cm 3, g / ml и др.

молалност (b) -- съотношението на количеството разтворено вещество (в молове) към масата на разтворителя (в килограма).

b ( х) = н ( х) / м ( разтворител) = н ( х) / м ( Р )

Моларна единица -- mol/kg. Например, b(HCl / H 2 O) \u003d 2 mol / kg. Моларната концентрация се използва главно за концентрирани разтвори.

кътник (!) дял (Х) - съотношението на количеството вещество на даден компонент (в молове), съдържащо се в системата, към общото количество на веществото (в молове).

х ( X) =н ( х) / н ( х) + н ( Y)

Молната фракция може да бъде изразена в части от единица, процент (%), ppm (хилядна от a%) и в милионни (милион -1, ppm), милиардни (милиард -1, ppb), трилионни (трилион -1, ppt) и т.н. акции, но мерната единица все още е отношението - къртица / мол.Например, х ( C 2 H 6) \u003d 2 mol / 2 mol + 3 mol \u003d 0,4 (40%).

Масова част (ω) – съотношението на масата на даден компонент, съдържащ се в системата, към общата маса на тази система.

ω ( х) = м ( х) / м (смеси )

Масовата част се измерва в съотношения килограма/килограма (Ж/Ж). Освен това може да се изрази в части от единица, процент (%), ppm, милионни, милиардни и т.н. акции. Масовата част на този компонент, изразена в проценти, показва колко грама от този компонент се съдържат в 100 g от разтвора.

Например условно ω ( KCl ) = 12 g / 12 g + 28 g = 0,3 (30%).

0 обемна част (φ) – съотношението на обема на компонента, съдържащ се всистема, към общия обем на системата.

φ ( х) = v ( х) / v ( х) + v ( Y)

Обемната фракция се измерва като l/l или ml/ml и може също да бъде изразена в части от единица, процент, ppm, ppm и т.н. акции. Например обемната част на кислорода в газова смес е φ (Около 2 ) \u003d 0,15 л / 0,15 л + 0,56 л.

Кътник (молар)концентрация (С) - съотношението на количеството вещество (в молове), съдържащо се в система (например в разтвор) към обема V на тази система.

с( х) = н ( х) / V (смеси )

Единицата за измерване на моларната концентрация е mol / m 3 (фракционно производно, SI - mol / l). Например, ° С (H 2 S0 4) \u003d 1 mol / l, с(КОН) = 0,5 mol/l. Нарича се разтвор с концентрация 1 mol/l кътник решениеи се обозначава като 1 М разтвор (не бъркайте тази буква М, след числото, с посоченото по-рано обозначение на моларната маса, т.е. количеството на веществото М). Съответно, разтвор с концентрация от 0,5 mol / l се обозначава като 0,5 M (полумоларен разтвор); 0.1 mol/l - 0.1 M (децимоларен r.r.); 0,01 mol / l - 0,01 M (сантимоларен разтвор) и др.

Тази форма на изразяване на концентрация също се използва много често в анализа.

нормално (еквивалентен)концентрация (н), моларна еквивалентна концентрация (ОТ еквив. ) - това е съотношението на количеството еквивалент на веществото в разтвора(мол) към обема на този разтвор(l).

н = ОТ екв ( х) = н (1/ Зх) / V (смеси )

Количеството вещество (в молове), в което реагиращите частици са еквиваленти, се нарича количество еквивалент на веществотон ъъъ (1/ З х) = н ъъъ (Х).

Мерната единица за нормална концентрация („нормалност“) също е mol / l (фракционна производна, SI). Например C еквив. (1/3 A1C1 3) \u003d 1 mol / l. Разтвор, един литър от който съдържа 1 mol еквиваленти на веществото, се нарича нормален и се обозначава с 1 n. Съответно може да има 0,5 n („пет децинормални“); 0,01 n (сантинормален") и т.н. решения.

Трябва да се отбележи, че концепцията еквивалентностреагентите в химичните реакции е един от основните за аналитичната химия. Именно на еквивалентността, като правило, се основават изчисленията на резултатите от химичния анализ (особено в титриметрията). Нека разгледаме няколко свързани основни s.c. теории на концептуалния анализ.

Фактор на еквивалентност- число, показващо каква част от реална частица от вещества X (например молекула от вещество X) е еквивалентна на един водороден йон (в дадена киселинно-алкална реакция) или един електрон (в дадена редокс реакция) Фактор на еквивалентност f екв(X) се изчислява въз основа на стехиометрията (съотношението на участващите частици) в определен химичен процес:

f екв(X) \u003d 1 / Z x

където Z x . - броят на заместените или прикрепените водородни йони (за киселинно-алкални реакции) или броят на отдадените или приети електрони (за редокс реакции);

X е химичната формула на веществото.

Коефициентът на еквивалентност винаги е равен или по-малък от единица. Когато се умножи по относителното молекулно тегло, това дава стойността еквивалентно тегло (E).

За реакция

H 2 SO 4 + 2 NaOH \u003d Na 2 SO 4 + 2 H 2

f екв(H 2 SO 4) = 1/2, f екв(NaOH) = 1

f екв(H 2 SO 4) = 1/2, т.е. това означава, че ½ молекула сярна киселина дава 1 водороден йон (H +) за тази реакция и съответно f екв(NaOH) = 1 означава, че една молекула NaOH се комбинира с един водороден йон в тази реакция.

За реакция

10 FeSO 4 + 2 KMnO 4 + 8 H 2 SO 4 = 5 Fe 2 (SO 4) 3 + 2 MnSO 4 + K 2 SO 4 + 8 H 2 O

2 MnO 4 - + 8H + + 5e - → Mn 2+ - 2e - + 4 H 2 O

5 Fe 2+ - 2e - → Fe 3+

f екв(KMnO 4) \u003d 1/5 (киселинна среда), т.е. 1/5 от молекулата KMnO 4 в тази реакция е еквивалентна на 1 електрон. При което f екв(Fe 2+) = 1, т.е. един железен (II) йон също е еквивалентен на 1 електрон.

Еквивалентенвещество X - реална или условна частица, която в дадена киселинно-алкална реакция е еквивалентна на един не водород или в дадена редокс реакция - на един електрон.

Еквивалентна форма: f екв(X) X (виж таблицата), или просто E x, където X е химична формулавещества, т.е. [E x = f екв(X) X]. Еквивалентът е безразмерен.

Киселинен еквивалент(или основи) - такава условна частица от дадено вещество, която при дадена реакция на титруване отделя един водороден йон или се свързва с него, или по друг начин е еквивалентна на него.

Например, за първата от горните реакции, еквивалентът на сярна киселина е условна частица под формата ½ H 2 SO 4, т.е. f екв(H 2 SO 4) \u003d 1 / Z \u003d ½; EH 2 SO 4 \u003d ½ H 2 SO 4.

Оксидиращ еквивалент(или възстановяване) вещества- това е такава условна частица от дадено вещество, която при дадена химична реакция може да присъедини един електрон или да го освободи, или по някакъв друг начин да бъде еквивалентна на този един електрон.

Например, по време на окисляване с перманганат в кисела среда, еквивалентът на калиев перманганат е условна частица под формата 1/5 KMnO 4, т.е. EKMpo 4 \u003d 1 / 5KMpo 4.

Тъй като еквивалентът на дадено вещество може да се промени в зависимост от реакцията, в която това вещество участва, трябва да се посочи подходящата реакция.

Например, за реакцията H 3 PO 4 + NaOH \u003d NaH 2 PO 4 + H 2 O

еквивалентът на фосфорна киселина E H 3 RO 4 == 1 H 3 RO 4.

За реакцията H 3 PO 4 + 2 NaOH \u003d Na 2 HPO 4 + 2 H 2 O

неговият еквивалент е EN 3 RO 4 == ½ H 3 RO 4,.

Имайки предвид, че концепцията молете севи позволява да използвате всякакъв вид условни частици, можете да дадете концепцията еквивалент на моларна маса на вещество X. Припомнете си това къртица- това е количеството вещество, което съдържа толкова реални или условни частици, колкото атоми има в 12 g от въглеродния изотоп 12 C (6,02 10 23). Реалните частици трябва да се разбират като атоми, йони, молекули, електрони и т.н., а условните частици, като например 1/5 от молекула KMnO 4 в случай на O / B реакция в кисела средаили ½ H 2 SO 4 молекула в реакция с натриев хидроксид.

Моларна маса на еквивалент на веществото – масата на един мол еквиваленти от това вещество, равна на произведението на фактора на еквивалентност f екв(Х) на моларна маса на веществото M (X) 1 .

Моларната маса на еквивалента се означава като M [ f екв(X) X] или като се вземе предвид равенството E x = f екв(X) X се обозначава с M [E x]:

M (E x) \u003d f екв(X) M (X); M [E x] \u003d M (X) / Z

Например, моларната маса на KMnO еквивалента е 4

M (EKMpO 4) \u003d 1 / 5 KMpO 4 \u003d M 1/5 KMpO 4 \u003d 31,6 g / mol.

Това означава, че масата на един мол условни частици под формата 1/5KMnO 4 е 31,6 g/mol. По аналогия, моларната маса на еквивалента на сярна киселина M ½ H 2 SO 4 \u003d 49 g / mol; фосфорна киселина M ½ H 3 PO 4 \u003d 49 g / mol и др.

В съответствие с изискванията на Международната система (SI), това е точно моларна концентрацияе основният начин за изразяване на концентрацията на разтворите, но както вече беше отбелязано, на практика се използва по-често масова концентрация.

Разгледайте основните формули и връзките между начините за изразяване на концентрацията на разтворите (вижте таблици 1 и 2).

Масова част- отношението на масата на разтвореното вещество към масата на разтвора. Масовата част се измерва във фракции от единица.

m 1 - масата на разтвореното вещество, g;

m е общата маса на разтвора, g.

Масов процент на компонента, m%

m % =(m i /Σm i)*100

В бинарните разтвори често има недвусмислена (функционална) връзка между плътността на разтвора и неговата концентрация (при дадена температура). Това дава възможност да се определи на практика концентрацията на важни разтвори с помощта на денсиметър (спиритометър, захариметър, лактометър). Някои ареометри не се градуират по стойности на плътността, а директно по концентрацията на разтвора (алкохол, мазнини в млякото, захар). Трябва да се има предвид, че за някои вещества кривата на плътността на разтвора има максимум, в този случай се извършват 2 измервания: директно и с леко разреждане на разтвора.

Често, за да изразят концентрацията (например сярна киселина в електролита на батериите), те просто използват тяхната плътност. Хидрометри (дензиметри, плътномери) са общи, предназначени да определят концентрацията на разтвори на вещества.

Обемна фракция

Обемна фракцияе отношението на обема на разтвореното вещество към обема на разтвора. Обемната част се измерва в части от единица или като процент.

V 1 - обемът на разтвореното вещество, l;

V е общият обем на разтвора, l.

Както бе споменато по-горе, има хидрометри, предназначени да определят концентрацията на разтвори на определени вещества. Такива ареометри не се градуират по отношение на плътността, а директно по концентрацията на разтвора. За обичайните разтвори на етилов алкохол, чиято концентрация обикновено се изразява като обемни проценти, такива хидрометри се наричат алкохоломери или андрометри.

Моларност (моларна обемна концентрация)

Моларна концентрация - количеството разтворено вещество (брой молове) на единица обем от разтвора. Моларната концентрация в системата SI се измерва в mol / m³, но на практика много по-често се изразява в mol / l или mmol / l. Изразът в "моларност" също е често срещан. Възможно друго обозначение на моларната концентрация ° С М, което обикновено се обозначава с М. Така че разтвор с концентрация 0,5 mol / l се нарича 0,5-моларен. Забележка: мерната единица "мол" не се склонява по падежи. След числото пишат "mol", точно както след числото пишат "cm", "kg" и т.н.

V е общият обем на разтвора, l.

Нормална концентрация (моларна еквивалентна концентрация)

Нормална концентрация- броят на еквивалентите на дадено вещество в 1 литър разтвор. Нормалната концентрация се изразява в mol-eq/l или g-eq/l (което означава молеквиваленти). За да запишете концентрацията на такива разтвори, съкращенията " н" или " н". Например, разтвор, съдържащ 0,1 mol-eq / l, се нарича децинормален и се записва като 0,1 n.

ν - количество разтворено вещество, mol;

V е общият обем на разтвора, l;

z е числото на еквивалентност.

Нормалната концентрация може да се различава в зависимост от реакцията, в която участва веществото. Например, един моларен разтвор на H 2 SO 4 ще бъде един нормален, ако е предназначен да реагира с основа, за да образува KHSO 4 хидросулфат, и два нормален, ако трябва да реагира, за да образува K 2 SO 4 .

Ще имаш нужда

Трябва да определите към коя опция принадлежи вашата задача. В случай на първия вариант ще ви е необходима периодична таблица. Във втория случай трябва да знаете, че разтворът се състои от два компонента: разтворено вещество и разтворител. И масата на разтвора е равна на масите на тези два компонента.

Инструкция

В случай на първата версия на проблема:
Според Менделеев намираме моларната маса на веществото. моларна сума атомни масивключени в веществото.

Например, моларната маса (Mr) на калциевия хидроксид Ca(OH)2: Mr(Ca(OH)2) = Ar(Ca) + (Ar(O) + Ar(H))*2 = 40 + (16 + 1) *2 = 74.

Ако няма мерителен съд, в който да се налее вода, изчислете обема на съда, в който се намира. Обем винаги е равно на произведениетоосновната площ към височината и обикновено няма проблеми с съдове с изправена форма. Сила на звука водабанката ще равна на площкръгла основа до височина, пълна с вода. Умножаване на плътността? на обем вода V ще получите маса вода m: m=?*V.

Подобни видеа

Забележка

Можете да определите масата, като знаете количеството вода и нейната моларна маса. Моларната маса на водата е 18, тъй като се състои от моларните маси на 2 водородни атома и 1 кислороден атом. MH2O = 2MH+MO=2 1+16=18 (g/mol). m=n*M, където m е масата на водата, n е количеството, M е моларната маса.

Какво е масова част елемент? От самото име можете да разберете, че това е стойност, показваща съотношението на масата елемент, която е част от веществото, и общата маса на това вещество. Изразява се в части от единица: проценти (стотни), ppm (хилядни) и др. Как можете да изчислите масата на a елемент?

Инструкция

За по-голяма яснота помислете за въглерода, добре познат на всички, без който нямаше да има. Ако въглеродът е вещество (например), тогава неговата маса дялможе безопасно да се вземе като единица или 100%. Разбира се, диамантът съдържа и примеси от други елементи, но в повечето случаи в толкова малки количества, че те могат да бъдат пренебрегнати. Но в такива модификации на въглерод като или съдържанието на примеси е доста високо и пренебрегването е неприемливо.

Ако въглеродът присъства в сложно вещество, трябва да процедирате по следния начин: запишете точната формула на веществото, след което, като знаете моларните маси на всяко елементвключени в неговия състав, изчислете точната моларна маса на това вещество (разбира се, като вземете предвид "индекса" на всяко елемент). След това определете масата дялчрез разделяне на общата моларна маса елементвърху моларната маса на веществото.

Например, трябва да намерите масата дялвъглерод в оцетна киселина. Напишете формулата на оцетната киселина: CH3COOH. За да улесните изчисленията, преобразувайте го във формата: C2H4O2. Моларната маса на това вещество е сумата от моларните маси на елементите: 24 + 4 + 32 = 60. Съответно масовата част на въглерода в това вещество се изчислява, както следва: 24/60 = 0,4.

Ако трябва да го изчислите в процентсъответно 0,4 * 100 = 40%. Това означава, че всяка оцетна киселина съдържа (приблизително) 400 грама въглерод.

Разбира се, масовите дялове на всички други елементи могат да бъдат намерени по абсолютно същия начин. Например, масата в същата оцетна киселина се изчислява, както следва: 32/60 \u003d 0,533 или приблизително 53,3%; и масовата част на водорода е 4/60 = 0,666 или приблизително 6,7%.

източници:

масови дялове на елементите

Масовата част на веществото показва съдържанието му в повече от сложна структуранапример в сплав или смес. Ако общата маса на смес или сплав е известна, тогава, знаейки масовите фракции на съставните вещества, можете да намерите техните маси. За да намерите масовата част на дадено вещество, можете да знаете неговата маса и масата на цялата смес. Тази стойност може да бъде изразена в дробни стойности или проценти.