Tiheduse ja massiosa vaheline seos. Massiosa (nimetatakse ka protsentuaalseks kontsentratsiooniks)

Kahest või enamast komponendist koosnevat segu iseloomustavad nende komponentide omadused ja sisaldus. Segu koostist saab täpsustada üksikute komponentide massi, mahu, koguse (moolide või kilogramm-moolide arvu) ja nende kontsentratsiooni väärtustega. 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 = m 1 + m 2 = 500 + 1500 = 2000 kg

Teise komponendi massiosa:

Teise komponendi massiosa saab määrata ka võrrandi abil:

w 2 = 1 – w 1 = 1 – 0,25 = 0,75

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

Võttes arvesse, et:

sa võid kirjutada:

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

Lahendus. Segu kogumaht on:

V = V 1 + V 2 = 15,2 + 9,8 = 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:

Võttes arvesse, et:

saame:

Moolfraktsioonide teisendamine massifraktsioonideks saab läbi viia järgmise valemi abil:

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. Kilogrammmoolide arv on:

benseen

tolueen

koguarv kilogramm-mooli:

N = N1 + N2 = 6,41 + 2,72 = 9,13

Benseeni moolifraktsioon on:

Tolueeni mooliosa võib leida võrrandist:

kust: n 2 = 1 – n 1 = 1 – 0,70 = 0,30

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

(21)

kus n i- komponentide sisaldus segus, mol. 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 arv on 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. Seda mahulist (molaarset) koostist protsentides võetakse 100 moolina. 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) koostiseks järgmiselt. Eeldatakse, et segu on 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/m3; 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	Mahu koostis
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 lihtsustamiseks võtame segu massiks 100 g, siis kattub iga komponendi mass arvuliselt protsendilise koostisega. Leiame numbri iga komponendi mooli n i. Selleks jagage iga komponendi mass 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.

Segu mahulise koostise leiame protsentides, korrutades andmed murdosades 100% -ga. Sisestame kõik saadud andmed tabelisse.

Me loeme keskmine kaal segud.

M av = 100: 3,74 = 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 av = 4120: 100 = 41,2 g/mol.

g/l

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

Segu komponendid	Võimalus

m i (g)	m i (kg)	ma (t)
metaan
etaan
propaan
n-butaan
isobutaan

Segu komponendid	ω% gaasimassi koostis
Valikud

metaan
etaan
propaan
butaan
pentaan

Segu komponendid	gaasi mahuline koostis ω mahuprotsent
Valikud

metaan
etaan
propaan
butaan
pentaan

Lahendusi iseloomustab nende kvantitatiivne ja kvalitatiivne koostis.

Kvantitatiivne koostis on väljendatud aktsiad(mõõtmeteta suhtelised väärtused): mass, molaarne, mahuline.

Mõõtmeväärtused-kontsentratsioonid on molaar-, mass- ja ekvivalendi molaarmassikontsentratsioon.

1. Massiosa

ω(A) = 100%

ω(A) - aine A massiosa;
m on lahuse mass (g);
m(A) - aine A mass (g).

Lahustunud aine massiosa (kontsentratsiooni protsent). A nimetatakse aine massisuhteks A kogu lahuse massile m(lahusti mass + aine mass).

Massiosa väljendatakse protsentides (ühiku osad) või ppm (protsenti tuhanded).

Protsentuaalne kontsentratsioon näitab, kui palju ainet on 100 g lahuses.

Ülesanne: 50 g ainet lahustatakse 150 g vees. On vaja arvutada aine massiosa lahuses.

Lahendus:

Arvutame lahuse kogumassi: 150 + 50 = 200 g;
Arvutame aine massiosa lahuses: ω(A) = 100% = 25%

2. Moolifraktsioon

χ(A) = n(A)/100%

χ(A) - aine A molaarosa;
n(A) - aine A kogus, mol;
n(B) - aine B kogus (lahusti), mol.

Soluudi moolifraktsioon (moolifraktsioon). A nimetatakse aine koguse suhteks A(moolides) kõigi lahuses sisalduvate ainete koguste (moolide) summale.

Moolfraktsiooni väljendatakse protsentides (ühiku osad).

Ülesanne: 1,18 g naatriumkloriidi lahustati 180 ml vees. Vaja arvutada moolifraktsioon NaCl.

Lahendus:

Esimeses etapis arvutame lahuse valmistamiseks vajalikud NaCl ja H 2 O moolid (vt molaarmass):
NaCl molaarmass: M = 23 + 36 = 59 g/mol;
NaCl moolide arv: n = m/M = 1,18/59 = 0,02 mol
H 2 O molaarmass: M = 1 2 + 16 = 18 g/mol
H 2 O moolide arv: n = 180/18 = 10 mol.
Teeme arvutuse molaarmass NaCl:
χ(NaCl) = n(NaCl)/·100%
χ(NaCl) = 0,02/(0,02+10) = 0,002 (0,2%).

3. Mahuosa

φ(A) = V(A)/V

φ(A) - aine A mahuosa (ühiku osa või%);
V(A) - aine A maht, ml;
V on kogu lahuse maht, ml.

Aine mahuosa A nimetatakse aine ruumala suhteks A kogu lahuse mahuni.

Ülesanne: hapniku ja lämmastiku massifraktsioonid (ω). gaasisegu on vastavalt 20% ja 80%. On vaja arvutada nende mahuosa (φ) gaasisegus.

Lahendus:

Lase kogukaal gaasisegu on 100 g:
m(O2)=m ω(O2)=100 0,20=20 g
m(N2)=m ω(N2)=100 0,80=80 g
Valemi n=m/M abil määrame ainete moolide arvu:
n(02) = 20/32 = 0,625 mol
n(N2) = 80/28 = 2,85 mol
Määrame gaaside poolt hõivatud mahu (lähtudes postulaadist, et tavatingimustes võtab 1 mool gaasi 22,4 liitrit):
Teeme proportsiooni:
1 mool gaasi = 22,4 l;
0,625 mol = x l
x = 22,4 0,625 = 14 l
Lämmastiku puhul analoogia põhjal: 2,85·22,4 = 64 l
Kogumaht on: 14 + 64 = 78 l
Gaaside mahuosad segus:
φ(O 2) = 14/78 = 0,18 (18%)
φ(N 2) = 64/78 = 0,82 (82%)

4. Molaarne kontsentratsioon (molaarsus)

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

c(A) - aine A molaarne kontsentratsioon, mol/l;
n(A) - lahustunud aine A kogus, mol;
V on kogu lahuse maht, l.

Lahustunud aine molaarne kontsentratsioon A nimetatakse lahustunud aine koguse suhteks A(moolides) kogu lahuse mahuni (l).

Seega võime öelda, et molaarne kontsentratsioon on lahustunud aine moolide arv 1 liitris lahuses. Kuna n(A)=m(A)/M(A) (vt molaarmass), saab molaarkontsentratsiooni valemi ümber kirjutada järgmiselt:

C(A) = m(A)/

m(A) - aine A mass, g;
M(A) - aine A molaarmass, g/mol.

Molaarset kontsentratsiooni tähistatakse tavaliselt sümboliga "M":

1M - ühemolaarlahus;
0,1M - desimolaarlahus;
0,01M - sentimolaarne lahus.

Probleem: 500 ml lahust sisaldab 10 g NaCl. On vaja määrata lahuse molaarne kontsentratsioon.

Lahendus:

Leidke naatriumkloriidi mass 1 liitris lahuses (molaarne kontsentratsioon on lahustunud aine moolide arv 1 liitris lahuses):
500 ml lahus - 10 g NaCl
1000 ml - x
x = 20 g
NaCl molaarne kontsentratsioon:
c(NaCl) = m(NaCl)/ = 20/(59 1) = 0,34 mol/l

5. Massi kontsentratsioon (tiiter)

ρ(A) = m(A)/V

ρ(A) - aine A massikontsentratsioon, g/l;
m(A) - aine A mass, g;
V - lahuse maht, l.

Massikontsentratsioon (tiiter) on lahustunud aine massi ja lahuse ruumala suhe.

Ülesanne: Määrake 20% HCl lahuse molaarne kontsentratsioon (ρ=1,1 g/ml).

Lahendus:

Määrake 100 g lahuse maht vesinikkloriidhappest:
V = m/ρ = 100/1,1 = 0,09 l
100 g 20% vesinikkloriidhappe lahust sisaldab 20 g HCl. Arvutame molaarse kontsentratsiooni:
c(HCl) = m(HCl)/ = 20/(37,0,9) = 6 mol/l

6. Moolkontsentratsiooni ekvivalent (normaalsus)

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

c e (A) - ekvivalendi molaarne kontsentratsioon, mol/l;
n e (A) - aine ekvivalentide arv, mol;
V - lahuse maht, l.

Ekvivalendi molaarne kontsentratsioon on ekvivalentse aine koguse ja lahuse ruumala suhe.

Analoogiliselt molaarse kontsentratsiooniga (vt ülal):

C e (A) = m(A)/

Tavaline lahus on lahus, mille 1 liiter sisaldab 1 ekvivalenti lahustunud ainet.

Ekvivalendi molaarkontsentratsiooni tähistatakse tavaliselt sümboliga "n":

1n - ühe-normaalne lahendus;
0,1 N - detsinormaalne lahendus;
0,01N - sentinormaalne lahus.

Ülesanne: kui suur kogus 90% H 2 SO 4 (ρ = 1,82 g/ml) on vajalik 100 ml tsentinormaalse lahuse valmistamiseks?

Lahendus:

Määrame 100% väävelhappe koguse, mis on vajalik 1 liitri ühenormaalse lahuse valmistamiseks. Väävelhappe ekvivalent on pool selle molekulmassist:
M(H2S04) = 1 2 + 32 + 16 4 = 98/2 = 49.
1 liitri sentinormaalse lahuse valmistamiseks vajate 0,01 ekvivalenti: 49·0,01 = 0,49 g.
Määrame 100% väävelhappe grammide arvu, mis on vajalik 100 ml ühenormaalse lahuse saamiseks (teeme proportsiooni):
1l - 0,49 g
0,1 l - x g
x = 0,049 g.
Lahendame probleemi:
x = 100·0,049/90 = 0,054 g.
V = m/ρ = 0,054/1,82 = 0,03 ml.

AINE KOGUS JA KONTSENTTSIOON:

VÄLJENDAMINE JA TEISED ÜHEST VORMILT TEISE

Põhiteooria

1. Põhiterminid ja määratlused

Aine mass ja kogused . Mass ained ( m) mõõdetakse grammides ja kogus ained ( n) mutides. Kui me tähistame ainet tähega X, siis võib selle massi tähistada kui 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 moolid vesiniku molekule, moolid vesinikuaatomeid, moolid 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 hulga suhet nimetatakse molaarmass.

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

See on, molaarmass (M) – on aine ühe mooli mass. Põhiline süsteemne 1 molaarmassiühik on kg/mol ja praktikas g/mol. Näiteks kõige kergema metalli liitiumi molaarmass M(Li) = 6,939 g/mol, gaasilise metaani molaarmass M(CH4) = 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, mis on võrdne molekulaarse väärtusega, mis on korrutatud ekvivalentsusteguriga (vt allpool).

Suhteline molekulmass (M r ) – See ühendi molaarmass jagatud 1/12 süsiniku-12 aatomi molaarmassiga. 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 molaarmassiga. Näiteks, A r(Li) = 6,039.

Keskendumine . Süsteemis sisalduva aine koguse või massi ja selle süsteemi mahu või massi suhet nimetatakse kontsentratsioon. Kontsentratsiooni väljendamiseks on mitu võimalust. Venemaal tähistatakse kontsentratsiooni kõige sagedamini suure tähega C, mis tähendab peamiselt massi kontsentratsioon, mida peetakse õigustatult keskkonnaseires kontsentratsiooni kõige sagedamini kasutatavaks väljendusvormiks (just sellisel kujul mõõdetakse MAC väärtusi).

Massi kontsentratsioon (KOOS 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 )

Massikontsentratsiooni mõõtühik - 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 µg/ml jne. Aritmeetilised teisendused ühest dimensioonist teise ei ole väga keerulised, kuid nõuavad hoolt. Näiteks vesinikkloriidhappe (soolhappe) massikontsentratsioon KOOS(HCl) = 40 g / 1 l = 40 g/l = 0,04 g/ml = 4,10 – 5 µg/l jne. Massikontsentratsiooni määramine KOOS ei tohiks segi ajada molaarse kontsentratsiooni tähisega ( Koos), mida arutatakse allpool.

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

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

Tiitri mõõtühikud - kg/cm 3, g/cm 3, g/ml jne.

Molaalsus (b) -- lahustunud aine koguse suhe ( V mooli) lahusti massile ( V kg).

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

Molaalsuse ühik -- mol/kg. Näiteks, b(HCl/H20) = 2 mol/kg. Molaalkontsentratsiooni kasutatakse peamiselt kontsentreeritud lahuste jaoks.

Molnaja (!) jagada (X) - süsteemis sisalduva antud komponendi ainekoguse (moolides) suhe aine koguhulgasse (moolides).

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

Mooliosa saab väljendada ühiku murdosades, protsentides (%), ppm (tuhandik osa %) ja miljondikes (miljon –1, ppm), miljardites (miljard –1, ppb), triljondikes (triljon –1, ppt) jne .murrud, kuid mõõtühikuks on ikkagi suhe - sünnimärk / sünnimärk. Näiteks, X ( C2H6) = 2 mol / 2 mol + 3 mol = 0,4 (40%).

Massiosa (ω) – süsteemis sisalduva antud komponendi massi ja selle süsteemi kogumassi suhe.

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 Konkreetse komponendi massiosa protsentides näitab, mitu grammi seda komponenti 100 g lahuses sisaldab.

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 l/l või ml/ml suhetes ning seda saab väljendada ka ühiku murdosades, protsentides, ppm, ppm jne. aktsiad Näiteks hapniku mahuosa gaasisegus on φ ( O 2 ) =0,15 l / 0,15 l + 0,56 l.

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

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

Moolkontsentratsiooni mõõtühik on mol/m 3 (mitme derivaat, SI – mol/l). Näiteks, c (H2S04) = 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 lahus); 0,01 mol/l – 0,01 M (sentimolaarne lahus) jne.

Seda kontsentratsiooni väljendamise vormi kasutatakse väga sageli ka analüütikas.

Tavaline (ekvivalent)kontsentratsioon (N), molaarse kontsentratsiooni ekvivalent (KOOS ekv. ) - See lahuses oleva ekvivalentse aine koguse suhe(mol) selle lahuse mahuni(l).

N = KOOS 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 (“normaalsuse”) mõõtühik on samuti mol/l (multiple derivative, SI). Näiteks C ekv (1/3 A1C1 3) = 1 mol/l. Lahust, millest üks liiter sisaldab 1 mooli aineekvivalente, nimetatakse normaalseks ja tähistatakse 1 N. Sellest lähtuvalt võivad need olla 0,5 n ("viiekümnenormaalne"); 0,01 n (sentinormaal) jne. lahendusi.

Tuleb märkida, et kontseptsioon samaväärsust keemiliste reaktsioonide reagendid on analüütilise keemia üks põhiprintsiipe. Tavaliselt põhinevad keemilise analüüsi (eriti titrimeetria) tulemuste arvutused samaväärsusel. Vaatleme mitmeid seotud põhitermineid. mõisteanalüütika teooria.

Ekvivalentsustegur– arv, mis näitab, milline osa aine X reaalsest osakesest (näiteks aine X molekulist) on ekvivalentne ühe vesinikuiooniga (antud happe-aluse reaktsioonis) või ühe elektroniga (antud redoksreaktsioonis) Ekvivalentsustegur f ekv(X) arvutatakse konkreetse keemilise protsessi stöhhiomeetria (osakeste suhte) põhjal:

f ekv(X) = 1/Zx

kus Z x . - asendatud või kinnitunud vesinikuioonide arv (happe-aluse reaktsioonide puhul) või antud või vastuvõetud elektronide arv (redoksreaktsioonide puhul);

X on aine keemiline valem.

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

Reaktsiooni jaoks

H 2 SO 4 + 2 NaOH = 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 antud 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

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

5 Fe 2+ – 2e - → Fe 3+

f ekv(KMnO 4) = 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 on reaalne või tingimuslik osake, mis antud happe-aluse reaktsioonis võrdub ühe mittevesinikuga või antud redoksreaktsioonis ühe elektroniga.

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

Happe ekvivalent(või alus) - 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 ekvivalendiks tavapärane osake vormis ½ H2SO4, st. f ekv(H2S04) = 1/Z = 1/2; EH2SO4 = ½ H2SO4.

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

Näiteks permanganaadiga oksüdeerimisel happelises keskkonnas on kaaliumpermanganaadi ekvivalendiks tavapärane osake vormis 1/5 KMnO4, s.o. EKMpO4 =1/5KMpO4.

Kuna aine ekvivalent võib varieeruda olenevalt reaktsioonist, milles aine osaleb, on vaja näidata sobiv reaktsioon.

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

fosforhappe ekvivalent EH 3 PO 4 == 1 H 3 PO 4.

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

selle ekvivalent on E N 3 RO 4 == ½ N 3 RO 4 ,.

Võttes arvesse, et kontseptsioon kerjamine võimaldab teil kasutada mis tahes tüüpi tingimuslikke osakesi, võite anda kontseptsiooni aine ekvivalendi molaarmass 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). Reaalsete osakeste all tuleks mõista aatomeid, ioone, molekule, elektrone jne ning tingimuslike osakeste all näiteks 1/5 KMnO 4 molekulist, kui toimub O/B reaktsioon. happeline keskkond või ½ molekuli H2SO4 reaktsioonis naatriumhüdroksiidiga.

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

Molaarmassi ekvivalent on tähistatud kui M [ f ekv(X) X] või võttes arvesse võrdsust E x = f ekv(X) X on tähistatud tähega M [E x]:

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

Näiteks KMnO 4 ekvivalendi molaarmass

M (ECMpO4) = 1/5 KMp04 = M 1/5 KMp04 = 31,6 g/mol.

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

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

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

Massiosa- lahustunud aine massi ja lahuse massi suhe. Massiosa mõõdetakse 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 kontsentratsioone densimeetri (alkoholimeeter, sahharimeeter, laktomeeter) abil. Mõned hüdromeetrid on kalibreeritud mitte tiheduse väärtustes, vaid otse lahuse kontsentratsioonis (alkohol, rasv piimas, suhkur). Tuleb arvestada, et mõne aine puhul on lahuse tiheduse kõver maksimaalne, sel juhul tehakse 2 mõõtmist: otse ja lahuse vähese lahjendusega.

Sageli kasutavad nad kontsentratsiooni väljendamiseks (näiteks väävelhape aku elektrolüüdis) lihtsalt oma tihedust. Levinud on hüdromeetrid (densimeetrid, densitomeetrid), mis on mõeldud ainete lahuste kontsentratsiooni määramiseks.

Mahuosa

Mahuosa- lahustunud aine mahu ja lahuse mahu suhe. Mahuosa mõõdetakse ühiku murdosades või protsentides.

V 1 - lahustunud aine maht, l;

V - lahuse kogumaht, l.

Nagu eespool mainitud, on teatud ainete lahuste kontsentratsiooni määramiseks ette nähtud hüdromeetrid. Selliseid hüdromeetreid kalibreeritakse mitte tiheduse väärtustes, vaid otse lahuse kontsentratsioonis. Etüülalkoholi levinud lahuste puhul, mille kontsentratsiooni väljendatakse tavaliselt mahuprotsendina, nimetatakse selliseid hüdromeetreid alkoholimõõturiteks või andromeetriteks.

Molaarsus (molaarne mahukontsentratsioon)

Molaarne kontsentratsioon on lahustunud aine kogus (moolide arv) lahuse ruumalaühiku kohta. Molaarkontsentratsiooni SI-süsteemis mõõdetakse mol/m³, kuid praktikas väljendatakse seda palju sagedamini mol/l või mmol/l. Levinud on ka väljend "molaarsus". Võimalik on ka teine molaarse kontsentratsiooni määramine C M, mida tavaliselt tähistatakse M. Seega nimetatakse lahust kontsentratsiooniga 0,5 mol/l 0,5-molaarseks. Märkus: ühikut "mool" ei käänata juhtudel. Numbri järele kirjutatakse “mool”, nii nagu numbri järel “cm”, “kg” jne.

V - lahuse kogumaht, l.

Tavaline kontsentratsioon (molaarse kontsentratsiooni ekvivalent)

Normaalne kontsentratsioon- antud aine ekvivalentide arv 1 liitris lahuses. Normaalkontsentratsiooni väljendatakse mol-ekv/l või g-ekv/l (tähendab moolekvivalente). Selliste lahuste kontsentratsiooni registreerimiseks kasutatakse lühendeid " n" või " N" Näiteks lahust, mis sisaldab 0,1 mol-ekv/l, nimetatakse detsinormaalseks ja kirjutatakse kui 0,1 n.

ν - lahustunud aine kogus, mol;

V - lahuse kogumaht, l;

z on samaväärsusarv.

Tavaline kontsentratsioon võib varieeruda sõltuvalt reaktsioonist, milles aine osaleb. Näiteks ühemolaarne H 2 SO 4 lahus on üks normaalne, kui see on ette nähtud reageerima leelisega, moodustades vesiniksulfaadi KHSO 4, ja kahe normaalne, kui see on ette nähtud reageerima K 2 moodustumisega. SO 4.

Sa vajad

Peate määrama, millisesse valikusse teie ülesanne kuulub. Esimese variandi puhul vajate perioodilisustabelit. Teise puhul peate teadma, et lahus koosneb kahest komponendist: lahustunud ainest ja lahustist. Ja lahuse mass on võrdne nende kahe komponendi massidega.

Juhised

Probleemi esimese versiooni puhul:
Mendelejevi järgi leiame aine molaarmassi. Molaarsumma aatomi massid, sisaldub aine koostises.

Näiteks kaltsiumhüdroksiidi Ca(OH)2 molaarmass (Mr): Mr(Ca(OH)2) = Ar(Ca) + (Ar(O) + Ar(H))*2 = 40 + (16) + 1) *2 = 74.

Kui pole mõõtetopsi, millesse saaksite vett valada, arvutage selle anuma maht, milles see asub. Helitugevus on alati võrdne tootega aluse pindala kõrgusele ja püsiva kujuga anumatega pole tavaliselt probleeme. Helitugevus vesi seal on pangas võrdne pindalagaümmargune alus veega täidetud kõrgusele. Tiheduse korrutamisega? mahu kohta vesi V, sa saad mass vesi m: m=?*V.

Video teemal

Märge

Massi saate määrata, teades vee kogust ja selle molaarmassi. Vee molaarmass on 18, kuna see koosneb 2 vesinikuaatomi ja 1 hapnikuaatomi molaarmassist. MH2O = 2MH+MO=2 1+16=18 (g/mol). m=n*M, kus m on vee mass, n on kogus, M on molaarmass.

Mis on massiosa element? Nimest endast saate aru, et see on massi suhet näitav kogus element, mis sisaldub aine koostises, ja selle aine kogumass. Seda väljendatakse ühiku murdosades: protsentides (sajandikud), ppm-des (tuhanded) jne. Kuidas arvutada millegi massi? element?

Juhised

Selguse huvides võtke arvesse tuntud süsinikku, ilma milleta poleks . Kui süsinik on aine (näiteks), siis selle mass jagada võib julgelt võtta ühe või 100%na. Muidugi sisaldab teemant ka muude elementide lisandeid, kuid enamasti nii väikestes kogustes, et neid võib tähelepanuta jätta. Kuid süsiniku modifikatsioonides, nagu või, on lisandite sisaldus üsna kõrge ja tähelepanuta jätmine on vastuvõetamatu.

Kui koostis sisaldab süsinikku kompleksne aine, peate toimima järgmiselt: kirjutage üles aine täpne valem, seejärel teades iga aine molaarmassi element sisaldub selle koostises, arvutage selle aine täpne molaarmass (muidugi võttes arvesse iga aine "indeksit" element). Pärast seda määrake mass jagada, jagades kogu molaarmassi element aine molaarmassi kohta.

Näiteks peate leidma massi jagada süsinik äädikhappes. Kirjutage äädikhappe valem: CH3COOH. Arvutuste hõlbustamiseks teisendage see järgmisele kujule: C2H4O2. Selle aine molaarmass on elementide molaarmasside summa: 24 + 4 + 32 = 60. Vastavalt sellele arvutatakse selle aine süsiniku massiosa järgmiselt: 24/60 = 0,4.

Kui peate selle sisse arvutama protsentides, vastavalt 0,4 * 100 = 40%. See tähendab, et iga äädikhape sisaldab (ligikaudu) 400 grammi süsinikku.

Täiesti sarnaselt võib muidugi leida ka kõikide teiste elementide massiosad. Näiteks arvutatakse mass samas äädikhappes järgmiselt: 32/60 = 0,533 ehk ligikaudu 53,3%; ja vesiniku massiosa on 4/60 = 0,666 ehk ligikaudu 6,7%.

Allikad:

elementide massiosad

Aine massiosa näitab selle sisaldust rohkem keeruline struktuur näiteks sulamis või segus. Kui segu või sulami kogumass on teada, siis koostisainete massiosasid teades saab leida nende massid. Aine massiosa saate teada, teades selle massi ja kogu segu massi. Seda väärtust saab väljendada murdosades või protsentides.