Massiosa ja molaarmass. Molaarmass, selle tähendus ja arvutamine

Massiosa- lahustunud aine massi ja lahuse massi suhe. Massiosa mõõdetuna ühiku murdosades.

m 1 - lahustunud aine mass, g;

m on lahuse kogumass, g.

Komponendi massiprotsent, m%

m % =(m i /Σm i)*100

Binaarsetes lahustes on sageli ühemõtteline (funktsionaalne) seos lahuse tiheduse ja selle kontsentratsiooni vahel (antud temperatuuril). See võimaldab praktikas määrata oluliste lahuste kontsentratsiooni densimeetri (alkoholimeeter, sahharimeeter, laktomeeter) abil. Mõned hüdromeetrid on gradueeritud mitte tiheduse väärtuste järgi, vaid otseselt lahuse kontsentratsiooni järgi (alkohol, rasv piimas, suhkur). Tuleb meeles pidada, et mõne aine puhul on lahuse tiheduskõver maksimaalne, sel juhul tehakse 2 mõõtmist: otse ja lahuse vähese lahjendusega.

Sageli kasutavad nad kontsentratsiooni väljendamiseks (näiteks väävelhape akude elektrolüüdis) lihtsalt oma tihedust. Levinud on hüdromeetrid (densimeetrid, tihedusmõõturid), mis on ette nähtud ainete lahuste kontsentratsiooni määramiseks.

Mahuosa

Mahuosa on lahustunud aine ruumala ja lahuse ruumala suhe. Mahuosa mõõdetakse ühiku murdosades või protsentides.

V 1 - lahustunud aine maht, l;

V on lahuse kogumaht, l.

Nagu eespool mainitud, on teatud ainete lahuste kontsentratsiooni määramiseks ette nähtud hüdromeetrid. Sellised hüdromeetrid on gradueeritud mitte tiheduse järgi, vaid otseselt lahuse kontsentratsiooni järgi. Etüülalkoholi tavaliste lahuste puhul, mille kontsentratsiooni väljendatakse tavaliselt mahuprotsendina, nimetatakse selliseid hüdromeetreid alkoholimõõturiteks või andromeetriteks.

Molaarsus (molaarne mahukontsentratsioon)

Molaarne kontsentratsioon - lahustunud aine kogus (moolide arv) lahuse ruumalaühiku kohta. Molaarset kontsentratsiooni SI-süsteemis mõõdetakse mol / m³, kuid praktikas väljendatakse seda palju sagedamini mol / l või mmol / l. Levinud on ka väljend "molaarsus". Võimalik muu molaarse kontsentratsiooni tähistus C M, mida tavaliselt tähistatakse M. Niisiis nimetatakse lahust kontsentratsiooniga 0,5 mol / l 0,5 molaarseks. Märkus: ühikut "mol" ei lükata tagasi juhtumite kaupa. Arvu järele kirjutatakse "mol", nii nagu numbri järele "cm", "kg" jne.

V on lahuse kogumaht, l.

Tavaline kontsentratsioon (molaarne ekvivalentkontsentratsioon)

Normaalne kontsentratsioon- antud aine ekvivalentide arv 1 liitris lahuses. Normaalset kontsentratsiooni väljendatakse mol-ekvivalentides / l või g-ekvivalendina / l. Selliste lahuste kontsentratsiooni registreerimiseks kasutatakse lühendeid " n" või " N". Näiteks lahust, mis sisaldab 0,1 mol-ekv / l, nimetatakse detsinormaalseks ja see kirjutatakse järgmiselt 0,1 n.

ν - lahustunud aine kogus, mol;

V on lahuse kogumaht, l;

z on samaväärsusarv.

Tavaline kontsentratsioon võib erineda sõltuvalt reaktsioonist, milles aine osaleb. Näiteks ühemolaarne H 2 SO 4 lahus on üks normaalne, kui see peaks reageerima leelisega, moodustades KHSO 4 hüdrosulfaadi, ja kaks normaalset, kui see reageerib K 2 SO 4 moodustamiseks.

4. ülesanne.
Määrake NaCl massiosa 0,5 M vesilahus(Lahuse tiheduseks on oletatud 1000 g/ml).
Arvestades:
NaCl molaarne kontsentratsioon lahuses: C m (NaCl) = 0,5 mol / l .;
lahuse tihedus: R lahus = 1000 g/ml.
Leia:
NaCl massiosa lahuses.
Lahendus:

Kontsentratsiooni (0,5 mol / l) registreerimisel on näha, et see 1 liiter lahust sisaldab 0,5 mol puhast NaCl soola.
Määrame 0,5 mol NaCl massi:

m(NAС1) = n(NAС1) . M (NaС1) \u003d 0,5. 58,5 = 29,25 g

Määrake lahuse mass:

m r-ra = V r-ra . lk lahus = 1000 ml. 1 g/ml = 1000 g.

NaCl massiosa lahuses määratakse suhtega:

Vastus:(NaCl) = 2,925%.

5. ülesanne.
Määrake 18% H 2 SO 4 vees oleva lahuse molaarsus ( R lahus = 1,124 g/ml).
Arvestades:
H 2 SO 4 massiosa lahuses: (H 2 SO 4) \u003d 18%;
lahuse tihedus: R lahus = 1,124 g/ml.
Leia:
H 2 SO 4 molaarne kontsentratsioon lahuses.
Lahendus:
Skemaatiliselt võib lahendusalgoritmi esitada järgmiselt:

Kõige mugavam on valida täpselt lahuse mass, sest massiosa on teada. Pealegi on kõige mõistlikum võtta 100 g mass.

1. Leidke valitud lahuse massist väävelhappe mass:
100 g on 100%
x g moodustavad 18%

100 g 18% lahuses.

2. Määrake aine kogus 18 g H 2 SO 4-s

3. Tiheduse abil leiame 100 g lahuse mahu:

4. Tõlgime mahu liitritesse, sest. molaarset kontsentratsiooni mõõdetakse mol / l: V p-ra \u003d 89 ml \u003d 0,089 l.

5. Määrake molaarne kontsentratsioon:

Vastus: CM (H2SO4) = 2,07 mol/l.

6. ülesanne.
Määrake NaOH mooliosa vesilahuses, kui selle kontsentratsioon on 9,96 mol/l ja tihedus 1,328 g/ml.
Arvestades:
NaOH molaarne kontsentratsioon lahuses: C m (NaOH) \u003d 9,96 mol / l;
lahuse tihedus: pp-ra = 1,328 g / ml.
Leia:
NaOH moolifraktsioon lahuses.
Lahendus:
Skemaatiliselt võib lahendusalgoritmi esitada järgmiselt:

Kõige mugavam on valida täpselt lahuse maht, sest. teadaolev kontsentratsioon on väljendatud mol/l. Pealegi on kõige mõistlikum võtta 1 liitrine maht.

Kontsentratsiooni (9,96 mol/l) registreerimisel on näha, et see 1 liiter lahust sisaldab 9,96 mol puhast NaOH-d.

NaOH moolfraktsiooni määramiseks on siiski vaja määrata vee kogus (n, mol) valitud lahuse osas (1 l). Selleks määrame lahuse massi ja lahutame sellest NaOH massi.

Vastus 1: NaOH = 0,16.

Ülesanne 7.
H 3 PO 4 vesilahuse moolifraktsioon vees on 7,29% (mol.) Määrake selle lahuse molaarsus, kui selle tihedus on 1,181 g / ml.
Arvestades:
H 3 RO 4 moolifraktsioon lahuses: Z (H 3 RO 4) \u003d 7,29%;
lahuse tihedus: R lahus = 1D81 g/ml.
Leia:
H 3 RO 4 molaarne kontsentratsioon lahuses.
Lahendus:
Skemaatiliselt võib lahendusalgoritmi esitada järgmiselt:

Kõige mugavam on valida selline kogus lahust, milles:

n (H 3 RO 4) + n (H 2 O) = 100 mol.

Selles lahuse osas langeb aine H 3 RO 4 kogus arvuliselt kokku moolifraktsiooniga: Z (H 3 RO 4) \u003d 7,29 mol.

Molaarsuse määramiseks jääb meile kindlaks määrata lahuse valitud osa maht. Seda saab arvutada lahuse tiheduse järgi. Kuid selleks peate teadma selle massi. Lahuse massi saab arvutada lahuse komponentide (H 3 PO 4 ja H 2 O) ainete koguste põhjal.

1. Meie valitud portsjon sisaldab kokku 100 mol. Aine H 3 PO 4 kogus on meile teada. Neid andmeid kasutades leiame n (H 2 O).

p (H2O) = 100 - 7,29 \u003d 92,71 mol.

2. Määrake 92,71 mooli vee mass:

m (H2O) \u003d n (H2O) . M (H20) \u003d 92,71 . 18 = 1669

3. Määrake 7,29 mol H 3 RO 4 mass:

m (H3PO4) \u003d n (H 3 RO 4) . M (H 3 RO 4) \u003d 7,29 . 98 = 714,4 g.

4. Leidke lahuse valitud osa mass:

m lahus = m (H 2 O) + m (H 3 RO 4) \u003d 1669 + 714,4 \u003d 2383 g.

5. Kasutades lahuse tiheduse andmeid, leiame selle mahu:

6. Nüüd määrame molaarse kontsentratsiooni:

Vastus: C M (H3RO 4) = 3,612 mol/l.

Ülesanne 8.
Määrake ainete molaarfraktsioonid KOH vesilahuses, kui kaaliumhüdroksiidi massiosa selles on 10,00%.
Arvestades:
KOH massiosa lahuses: (KOH) = 10,00%;
Leia:
KOH ja H 2 O moolifraktsioon (lahuses: Z (KOH) = ?; Z (H 2 O) = ?
Lahendus:
Skemaatiliselt võib lahendusalgoritmi esitada järgmiselt:

Kõige mugavam on valida täpselt lahuse mass, sest massiosa on teada. Veelgi enam, kõige mõistlikum on võtta massiks 100 g. Sel juhul langevad iga komponendi massid kokku massiosa arvväärtusega:

m (KOH) = 10 g, m (H 2 O) = 100 - m (KOH) = 100 - 10 \u003d 90 g.

1. Määrake vee ja KOH aine kogus (n, mol).

2. Määrake KOH molaarosa

3. Määrake vee mooliosa:

Z (H2O) = 1 - Z (KOH) = 1 - 0,035 = 0,965.

Vastus: Z(KOH) = 0,035 (1 fraktsioonid) või 3,5% (mooli);

Ülesanne 9.
Määrake ainete massiosad H2SO4 vesilahuses, kui väävelhappe mooliosa selles on 2,000%.
Arvestades:
H2SO4 moolifraktsioon lahuses: Z (H2SO4) = 2,000%;
Leia:
H 2 SO 4 ja H 2 O massifraktsioonid lahuses: ( H2S04) = 8;(H20) g?
Lahendus:
Skemaatiliselt saab lahendusalgoritmi esitada järgmiselt.

Kahest või enamast komponendist koosnevat segu iseloomustavad nende komponentide omadused ja sisaldus. Segu koostist saab anda üksikute komponentide massi, mahu, koguse (moolide või kilogramm-moolide arvu) ja ka nende kontsentratsioonide järgi. Komponendi kontsentratsiooni segus saab väljendada nii massi-, mooli- ja mahuosades või protsentides, kui ka muudes ühikutes.

Massiosa Mis tahes komponendi w i määratakse selle komponendi massi m i ja kogu segu massi suhtega m cm:

Arvestades, et segu kogumass võrdub üksikute komponentide masside summaga, s.o.

sa võid kirjutada:

või lühendatult:

Näide 4 Segu koosneb kahest komponendist: m 1 = 500 kg, m 2 = 1500 kg. Määrake segu iga komponendi massiosa.

Lahendus. Esimese komponendi massiosa:

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

Teise komponendi massiosa:

Teise komponendi massiosa saab määrata ka võrrandi abil:

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

Mahuosa n i komponendi sisaldus segus on võrdne selle komponendi mahu V i suhtega kogu segu ruumalasse V:

Arvestades, et:

sa võid kirjutada:

Näide 5. Gaas koosneb kahest komponendist: V 1 = 15,2 m 3 metaan ja V 2 = 9,8 m 3 etaan. Arvutage segu mahuline koostis.

Lahendus. Segu kogumaht on:

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

Mahuosa segus:

metaan

etaan v 2 = 1 – v 1 = 1 – 0,60 = 0,40

Moolifraktsioon Segu mis tahes komponendi n i määratletakse selle komponendi kilomoolide arvu N i ja segu kilomoolide N koguarvu suhtena:

Arvestades, et:

saame:

Moolfraktsioonide muundamine massifraktsioonideks võib toimuda järgmise valemi järgi:

Näide 6. Segu koosneb 500 kg benseenist ja 250 kg tolueenist. Määrake segu molaarne koostis.

Lahendus. Benseeni (C 6 H 6) molekulmass on 78, tolueeni (C 7 H 8) 92. Kilogrammide moolide arv on:

benseen

tolueen

koguarv kilogrammi mooli:

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

Benseeni moolifraktsioon on:

Tolueeni mooliosa saab leida võrrandist:

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

Segu keskmise molekulmassi saab määrata, teades segu iga komponendi mooliosa ja molekulmassi:

(21)

kus n i- komponentide sisaldus segus, ütlevad nad. aktsiad; M i- molekulmass segu komponent.

Mitme õlifraktsiooni segu molekulmassi saab määrata valemiga

(22)

kus m 1, m 2,…, m n- segu komponentide mass, kg; M 1, M 2, .....,.M lk- segu komponentide molekulmass; -% massist komponent.

Naftasaaduse molekulmassi saab määrata ka Craigi valemi abil

(24)

Näide 7. Määrake benseeni ja isooktaani segu keskmine molekulmass, kui benseeni molaarosa on 0,51, isooktaani 0,49.

Lahendus. Benseeni molekulmass on 78, isooktaan on 114. Asendades need väärtused valemiga (21), saame

M keskm= 0,51 × 78 + 0,48 × 114 = 95,7

Näide 8. Segu koosneb 1500 kg benseenist ja 2500 kg n-oktaanarv. Määrake segu keskmine molekulmass.

Lahendus. Kasutame valemit (22)

Helitugevus molaarne koostis teisendatakse massiks järgmiselt. Selle mahulise (molaarse) koostise protsendina võetakse 100 mooli. Seejärel väljendab iga komponendi kontsentratsioon protsentides selle moolide arvu. Seejärel korrutatakse iga komponendi moolide arv selle molekulmassiga, et saada segu iga komponendi mass. Jagades iga komponendi massi kogumassiga, saadakse selle massikontsentratsioon.

Massi koostis muundatakse mahuliseks (molaarseks) järgmiselt. Eeldatakse, et segu võetakse 100 (g, kg, t) (kui massi koostis on väljendatud protsentides), jagatakse iga komponendi mass selle molekulmassiga. Hankige moolide arv. Jagades iga komponendi moolide arvu nende koguarvuga, saadakse iga komponendi mahulised (molaarsed) kontsentratsioonid.

Keskmine tihedus gaas määratakse järgmise valemiga:

kg / m 3; g/cm3

või mahulise koostise põhjal:

,

või segu massi koostise alusel:

.

Suhteline tihedus määratakse järgmise valemiga:

Komponendid	Mg/mol	massi koostis, massiprotsenti.	m i	Muttide arv	Masskoostis
ühiku murdosad	% umbes.
metaan				40:16=2,50	0,669	66,9
Etaan				10:30=0,33	0,088	8,8
Propaan				15:44=0,34	0,091	9,1
butaan				25:58=0,43	0,115	11,5
Pentaan + kõrgem				10:72=0,14	0,037	3,7
				3,74	1,000	100,0

Arvutamise hõlbustamiseks võtame segu massiks 100 g, siis langeb iga komponendi mass arvuliselt kokku protsendilise koostisega. Leiame numbri iga komponendi mooli n i. Selleks jagame iga komponendi massi m i molaarmassiga:

Leia segu mahuline koostis ühiku murdosades

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.

Leiame segu mahulise koostise protsentides, korrutades andmed ühiku murdosades 100%. Panime kõik saadud andmed tabelisse.

Me loeme keskmine kaal segud.

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

Segu tiheduse leidmine

Leiame suhteline tihedus:

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

Ülesanne 15. Segu koosneb viiest komponendist. Määrake segu iga komponendi mass, maht ja mooliosa, segu keskmine molekulmass.

Segu komponendid	Võimalus
m i (r)	m i (kg)	ma (t)
metaan
etaan
propaan
n-butaan
isobutaan

Segu komponendid	ω% gaasi massi koostis
Valikud
metaan
etaan
propaan
butaan
pentaan

Segu komponendid	gaasi mahuline koostis ω mahuprotsent
Valikud
metaan
etaan
propaan
butaan
pentaan

AINE KOGUS JA KONTSENTTSIOON:

VÄLJENDAMINE JA TEISED ÜHEST VORMILT TEISE

Teooria alused

1. Põhiterminid ja määratlused

Aine mass ja kogused . mass ained ( m) mõõdetakse grammides ja summa ained ( n) mutides. Kui ainet tähistatakse tähega X, siis saab selle massi kirjutada kujul m ( X ) ja kogus n ( X ) .

sünnimärk – aine kogus, mis sisaldab nii palju spetsiifilisi struktuuriüksusi (molekule, aatomeid, ioone jne), kui on aatomeid 0,012 kg süsinik-12 isotoobis.

Termini kasutamisel sünnimärk tuleks märkida osakesed, millele see termin viitab. Sellest lähtuvalt võib öelda "molekulide mool", "aatomite mool", "ioonide mool" jne. (näiteks mool vesiniku molekule, mool vesinikuaatomeid, mool vesinikioone). Kuna 0,012 kg süsinik-12 sisaldab ~ 6,022x10 23 süsinikuaatomit (Avogadro konstant), siis sünnimärk- selline kogus ainet, mis sisaldab 6,022x10 23 struktuurielementi (molekulid, aatomid, ioonid jne).

Aine massi ja aine koguse suhet nimetatakse molaarmass.

M( X) = m ( X) / n( X)

See on, molaarmass (M) – on aine ühe mooli mass. Põhisüsteem 1 ühik molaarmass on kg/mol, praktikas aga g/mol. Näiteks kõige kergema metalli, liitiumi molaarmass M(Li) = 6,939 g/mol, gaasilise metaani molaarmass M(CH4) \u003d 16,043 g/mol. Väävelhappe molaarmass arvutatakse järgmiselt M ( H2SO4 ) = 196 g / 2 mol = 96 g/mol.

Mis tahes ühendit (ainet), välja arvatud molaarmass, iseloomustab sugulanemolekulaarne või aatommass. On olemas ka samaväärne kaal E, võrdne molekulaararvuga, mis on korrutatud ekvivalentsusteguriga (vt allpool).

Suhteline molekulmass (M r ) – see on ühendi molaarmass, mis vastab 1/12 süsiniku-12 aatomi molaarmassist. Näiteks, M r(CH4) = 16,043. Suhteline molekulmass on mõõtmeteta suurus.

Suhteline aatommass (A r ) – on aine aatomi molaarmass jagatud 1/12 süsiniku-12 aatomi molaarmassist. Näiteks, A r(Li) = 6,039.

Keskendumine . Nimetatakse süsteemis sisalduva aine koguse või massi suhet selle süsteemi ruumalasse või massi kontsentratsioon. Kontsentratsiooni väljendamiseks on mitu võimalust. Venemaal tähistatakse kontsentratsiooni enamasti suure tähega C, viidates peamiselt massi kontsentratsioon, mida peetakse keskkonnaseires kõige sagedamini kasutatavaks kontsentratsiooni väljendamise vormiks (selles mõõdetakse MPC väärtusi).

Massi kontsentratsioon (ALT või β) – süsteemis (lahuses) sisalduva komponendi massi ja selle süsteemi ruumala suhe (V). See on Venemaa analüütikute seas kõige levinum kontsentratsiooni väljendamise vorm.

β (X) =m ( X) / V (segud )

Massi kontsentratsiooni ühik - kg / m 3 või g / m 3, kg / dm 3 või g / dm 3 (g / l), kg / cm 3 või g / cm 3 (g / ml), μg / l või mcg /ml jne. Aritmeetiline teisendamine ühest dimensioonist teise ei ole väga keeruline, kuid nõuab hoolt. Näiteks vesinikkloriidhappe (soolhappe) massikontsentratsioon FROM(HCl) = 40 g / 1 l \u003d 40 g / l \u003d 0,04 g / ml \u003d 4 10 - 5 μg / l jne. Massikontsentratsiooni tähistus FROM ei tohiks segi ajada molaarse kontsentratsiooni tähisega ( Koos), mida arutatakse allpool.

Tüüpilised on suhted β (X): 1000 ug/l = 1 ug/mL = 0,001 mg/ml.

Mahuanalüüsis (titrimeetria) kasutatakse ühte massikontsentratsiooni vormidest - tiiter. Tiiter lahendus (T) - see on ühes kuupsentimeetris sisalduva aine mass võiühes milliliitris lahendus.

Tiitriühikud - kg / cm 3, g / cm 3, g / ml jne.

molaalsus (b) -- lahustunud aine koguse suhe ( sisse mooli) lahusti massile ( sisse kg).

b ( X) = n ( X) / m ( lahusti) = n ( X) / m ( R )

Molaalsusühik -- mol/kg. Näiteks, b(HCl / H2O) \u003d 2 mol / kg. Molaarset kontsentratsiooni kasutatakse peamiselt kontsentreeritud lahuste jaoks.

molaarne (!) jagada (X) - süsteemis sisalduva antud komponendi aine koguse (moolides) suhe aine koguhulgasse (moolides).

X ( X) =n ( X) / n ( X) + n ( Y)

Mooliosa saab väljendada ühiku murdosades, protsentides (%), ppm (tuhandik a%) ja miljondikes (miljon -1, ppm), miljardites (miljard -1, ppb), triljondikes (triljon -1, ppt) jne aktsiaid, kuid mõõtühikuks on ikkagi suhe - sünnimärk / mol. Näiteks, X ( C 2 H 6) \u003d 2 mol / 2 mol + 3 mol = 0,4 (40%).

Massiosa (ω) – süsteemis sisalduva antud komponendi massi suhe kogumass see süsteem.

ω ( X) = m ( X) / m (segud )

Massiosa mõõdetakse suhetes kg/kg (G/G). Lisaks saab seda väljendada ühiku murdosades, protsentides (%), ppm, miljondikes, miljardites jne. aktsiad. Selle komponendi massiosa protsentides näitab, mitu grammi seda komponenti sisaldab 100 g lahust.

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

0 mahuosa (φ) – sisalduva komponendi mahu suhesüsteemi kogumahuni.

φ ( X) = v ( X) / v ( X) + v ( Y)

Mahuosa mõõdetakse ühikutes l/l või ml/ml ning seda saab väljendada ka ühiku murdosades, protsentides, ppm, ppm jne. aktsiad. Näiteks hapniku mahuosa gaasisegu on φ ( Umbes 2 ) \u003d 0,15 l / 0,15 l + 0,56 l.

Molaar (molaarne)kontsentratsioon (koos) - süsteemis (näiteks lahuses) sisalduva aine koguse (moolides) ja selle süsteemi ruumala V suhe.

Koos( X) = n ( X) / V (segud )

mõõtühik molaarne kontsentratsioon mol / m 3 (fraktsionaalne derivaat, SI - mol / l). Näiteks, c (H 2 S0 4) \u003d 1 mol / l, Koos(KOH) = 0,5 mol/l. Nimetatakse lahust, mille kontsentratsioon on 1 mol/l molaarne lahendus ja tähistatakse 1 M lahusena (ärge ajage seda M-tähte numbri järel segamini eelnevalt näidatud molaarmassi tähisega, st aine kogusega M). Sellest lähtuvalt tähistatakse lahust, mille kontsentratsioon on 0,5 mol/l, 0,5 M (poolmolaarne lahus); 0,1 mol/l - 0,1 M (detsimolaarne r.r.); 0,01 mol / l - 0,01 M (sentimolaarne lahus) jne.

Seda kontsentratsiooni väljendusvormi kasutatakse väga sageli ka analüütikas.

Tavaline (ekvivalent)kontsentratsioon (N), molaarne ekvivalentkontsentratsioon (ALT ekv. ) - see on aine ekvivalendi koguse suhe lahuses(mol) selle lahuse mahuni(l).

N = FROM ekv ( X) = n (1/ ZX) / V (segud )

Nimetatakse aine kogust (moolides), milles reageerivad osakesed on ekvivalentsed aine ekvivalendi kogusn uh (1/ Z X) = n uh (X).

Normaalkontsentratsiooni mõõtühik (“normaalsus”) on samuti mol / l (fraktsionaalne tuletis, SI). Näiteks C ekv (1/3 A1C1 3) \u003d 1 mol / l. Lahust, millest üks liiter sisaldab 1 mol aineekvivalente, nimetatakse normaalseks ja tähistatakse 1 n. Vastavalt sellele võib olla 0,5 n (“viis kümnenormaalset”); 0,01 n (sentinormaal) jne. lahendusi.

Tuleb märkida, et kontseptsioon samaväärsust Reagendid keemilistes reaktsioonides on üks analüütilise keemia põhielemente. Keemilise analüüsi tulemuste arvutused reeglina põhinevad samaväärsusel (eriti titrimeetria puhul). Vaatleme mitut seotud põhilist s.c. mõisteanalüütika teooriad.

Ekvivalentsustegur- arv, mis näitab, milline osa ainete X reaalsest osakesest (näiteks aine X molekulist) on ekvivalentne ühe vesiniku iooniga (antud happe-aluse reaktsioonis) või ühe elektroniga (antud redoksreaktsioonis) Ekvivalentsustegur f ekv(X) arvutatakse stöhhiomeetria (osakeste suhte) põhjal konkreetses keemilises protsessis:

f ekv(X) \u003d 1 / Z x

kus Z x . - asendatud või seotud vesinikuioonide arv (happe-aluse reaktsioonide korral) või loovutatud või vastuvõetud elektronide arv (redoksreaktsioonide korral);

X on aine keemiline valem.

Ekvivalentsustegur on alati võrdne ühega või sellest väiksem. Korrutades suhtelise molekulmassiga, annab see väärtuse ekvivalentkaal (E).

Reaktsiooni jaoks

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

f ekv(H2SO4) = 1/2, f ekv(NaOH) = 1

f ekv(H2S04) = 1/2, s.o. see tähendab, et ½ väävelhappe molekuli annab selle reaktsiooni jaoks 1 vesinikiooni (H +) ja vastavalt f ekv(NaOH) = 1 tähendab, et selles reaktsioonis ühineb üks NaOH molekul ühe vesinikuiooniga.

Reaktsiooni jaoks

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

2MnO4 - + 8H + + 5e - → Mn 2+ - 2e - + 4 H2O

5 Fe 2+ - 2e - → Fe 3+

f ekv(KMnO 4) \u003d 1/5 (happeline keskkond), st. 1/5 KMnO 4 molekulist selles reaktsioonis võrdub 1 elektroniga. Kus f ekv(Fe 2+) = 1, st. üks raud(II)ioon võrdub samuti 1 elektroniga.

Samaväärne aine X - reaalne või tingimuslik osake, mis antud happe-aluse reaktsioonis võrdub ühe vesiniku mitte- või antud redoksreaktsioonis - ühe elektroniga.

Samaväärne vorm: f ekv(X) X (vt tabelit) või lihtsalt E x, kus X on keemiline valem ained, s.t. [E x = f ekv(X) X]. Ekvivalent on mõõtmeteta.

Happe ekvivalent(või alused) - antud aine selline tingimuslik osake, mis antud tiitrimisreaktsioonis vabastab ühe vesinikuiooni või ühineb sellega või on sellega muul viisil samaväärne.

Näiteks esimese ülaltoodud reaktsiooni puhul on väävelhappe ekvivalent tingimuslik osake vormis ½ H2SO4, s.o. f ekv(H2SO4) \u003d 1 / Z \u003d ½; EH 2 SO 4 \u003d ½ H 2 SO 4.

Oksüdeeriv ekvivalent(või taastumas) ained- see on antud aine selline tingimuslik osake, mis antud keemilises reaktsioonis võib lisada ühe elektroni või vabastada selle või olla muul viisil samaväärne selle ühe elektroniga.

Näiteks permanganaadiga oksüdeerimisel happelises keskkonnas on kaaliumpermanganaadi ekvivalendiks tingimuslik osake vormis 1/5 KMnO 4, s.o. EKMpo 4 \u003d 1 / 5KMpo 4.

Kuna aine ekvivalent võib muutuda olenevalt reaktsioonist, milles see aine osaleb, on vaja märkida vastav reaktsioon.

Näiteks reaktsiooni jaoks H 3 PO 4 + NaOH \u003d NaH 2 PO 4 + H 2 O

fosforhappe ekvivalent E H 3 RO 4 == 1 H 3 RO 4.

Reaktsiooni jaoks H 3 PO 4 + 2 NaOH \u003d Na 2 HPO 4 + 2 H 2 O

selle ekvivalent on EN 3 RO 4 == ½ H 3 RO 4,.

Pidades silmas, et kontseptsioon palvetama võimaldab kasutada mis tahes tingimuslikke osakesi, võite anda kontseptsiooni aine molaarmassi ekvivalent X. Tuletage meelde sünnimärk- see on aine kogus, mis sisaldab nii palju reaalseid või tingimuslikke osakesi, kui on aatomeid 12 g süsiniku isotoobis 12 C (6,02 10 23). Reaalosakeste all tuleks mõista aatomeid, ioone, molekule, elektrone jne ning tingimusliku all - nagu näiteks 1/5 KMnO 4 molekulist O/B reaktsiooni korral. happeline keskkond või ½ H2SO4 molekuli reaktsioonis naatriumhüdroksiidiga.

Aine ekvivalendi molaarmass – selle aine ühe mooli ekvivalentide mass, mis võrdub ekvivalentsusteguri korrutisega f ekv(X) aine molaarmassi kohta M (X) 1.

Ekvivalendi molaarmass on tähistatud kui M [ f ekv(X) X] või võttes arvesse võrdsust E x = f ekv(X) X tähistatakse M [E x]:

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

Näiteks KMnO ekvivalendi molaarmass on 4

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

See tähendab, et 1/5KMnO 4 kujul olevate tingimuslike osakeste ühe mooli mass on 31,6 g/mol. Analoogia põhjal on väävelhappe ekvivalendi molaarmass M ½ H 2 SO 4 \u003d 49 g / mol; fosforhape M ½ H 3 PO 4 \u003d 49 g / mol jne.

Vastavalt rahvusvahelise süsteemi (SI) nõuetele on täpselt molaarne kontsentratsioon on peamine viis lahuste kontsentratsiooni väljendamiseks, kuid nagu juba märgitud, kasutatakse seda praktikas sagedamini massi kontsentratsioon.

Vaatleme põhivalemeid ja seoseid lahuste kontsentratsiooni väljendamise viiside vahel (vt tabelid 1 ja 2).