ertare.com

Cum se calculează concentrația unei soluții

În chimie, a soluție

este un amestec omogen de două lucruri: a solut și solvent în care se dizolvă. concentrare este un amestec al cantității de substanță dizolvată care se dizolvă în solvent. Există mai multe motive pentru a calcula concentrația unei soluții, dar chimia implicată este similară, dacă pentru a încerca nivelul de clor într-o cadă cu hidromasaj sau de a efectua o analiză vitală dintr-o probă de sânge. Acest ghid vă va învăța unele dintre elementele de bază ale chimiei în ceea ce privește soluțiile și apoi vă va ghida prin procesul de aplicațiile sale practice comune, cum ar fi menținerea unui acvariu.

pași

Metoda 1
Aflați elementele de bază ale concentrării

Imaginea intitulată Calculați concentrația unei soluții Pasul 1
1
Aflați vocabularul. Concentrația este un raport între cantitatea unei substanțe și cantitatea dintr-un amestec total. De exemplu, dacă intenționați să amestecați zahăr și oțet pentru a efectua un experiment, va trebui să calculați concentrația de zahăr din amestec. Acesta este modul în care veți descrie fiecare componentă din raportul de chimie:
  • Zaharul este solut- adică substanța care se va dizolva. Trebuie să măsurați concentrația soluției.
  • Oțetul este solvent- adică substanța în care veți dizolva ceva.
  • După ce ați făcut mixul, veți obține o soluție. Pentru a calcula concentrația, veți avea nevoie de cantitatea totală de soluție, pe care o puteți obține adăugând cantitățile de substanță dizolvată și solvent.
  • Dacă uitați ce solut și solvent, care este, amintiți-vă acest exemplu: zahăr și solut conțin litera „U“, în timp ce oțet și solventul, litera „V“.
  • Imaginea intitulată Calculați concentrația unei soluții Pasul 2
    2
    Aflați cum să scrieți concentrarea. Deoarece există modalități diferite de exprimare a "cantității" unei anumite substanțe, există mai multe modalități de a scrie o concentrare. Acestea sunt cele mai frecvente moduri de a face acest lucru:
  • Grame pe litru (g / l). Este pur și simplu masa unei substanțe dizolvate în grame dizolvată într-un volum dat de soluție. Se utilizează în mod obișnuit pentru soluțiile realizate din solvenți solizi și solvenți lichizi, cum ar fi în exemplul de zahăr și oțet.
  • molaritate (M). Numărul de moli dintr-o substanță dizolvată împărțit la volumul soluției. În general, un mol este o unitate utilizată în chimie pentru a descrie numărul de atomi sau molecule dintr-o substanță.
  • Părți pe milion (ppm). Numărul de unități (de obicei grame sau miligrame) dintr-o substanță dizolvată găsită într-un milion de unități din soluție. În general, se folosește pentru soluții de apă foarte diluate.
  • Procentaj compoziție Numărul de părți (încă o dată, în mod obișnuit de grame) de substanță dizolvată găsită în 100 de părți din soluție. Simbolul procentual (%) înseamnă "per sută", astfel încât să puteți scrie cu ușurință fracția ca procent.

    • Metoda 2
    Se calculează concentrația în grame pe litru

    Imaginea intitulată Calculați concentrația unei soluții Pasul 3
    1
    Înțelegeți această metodă Aceasta este o modalitate utilă de a măsura concentrația atunci când dizolvă un solid într-un lichid și când vine vorba de soluții care implică măsurători la scară umană. Dacă substanța dizolvată este mult mai mică decât un gram sau dacă solventul este mult mai mic decât un litru, ar trebui probabil să utilizați una dintre celelalte metode.
    • exemplu: găsiți concentrația (în grame pe litru) a unei soluții obținute prin dizolvarea a 3 ml de sare de masă în 2000 ml de apă. Scrieți răspunsul sub formă de grame / litru.
  • Imaginea intitulată Calculați concentrația unei soluții Pasul 4
    2
    Convertiți măsura substanței dizolvate în grame. Dacă substanța dizolvată (substanța dizolvată în cel mai mare recipient) este deja în grame, mergeți direct la pasul următor. În caz contrar, va trebui să îl convertiți. Conversia de la o altă unitate de masa (cum ar fi kilogram) ar trebui să fie o procedură simplă în cazul în care vă ghida rata de conversie, dar face acest lucru de la unități de volum (de exemplu litri) este mai complicat. Fiecare substanță are o densitate care determină cantitatea de masă care se poate potrivi într-un anumit volum. Înmulțiți această densitate măsurând volumul pentru a obține volumul în grame, dar mai întâi asigurați-vă că unitățile se potrivesc.
  • În exemplul nostru, sarea este o substanță dizolvată. Se măsoară într-o unitate de volum (ml), deci va trebui să o convertim în grame.
  • Densitatea sării de masă este de 1,15 g / ml. Dacă problema nu furnizează aceste informații, este posibil să fie necesar să o căutați în manual sau într-o bază de date chimică. Este necesar să vă asigurați că găsiți densitatea în unitățile pe care le utilizați (grame per ml) sau convertiți-le la unitatea corectă.
  • Pentru a găsi masa de sare în 3 ml, se calculează 3 ml x (/ 1 ml) = 3,45 grame de sare.
  • Imaginea intitulată Calculați concentrația unei soluții Pasul 5
    3
    Convertiți măsura solventului în litri. În general, solventul trebuie măsurat deja într-o unitate de volum, astfel încât conversia este destul de simplă. Dacă este deja exprimată în litri, mergeți direct la pasul următor.
  • În exemplul nostru, avem 2000 ml de apă și va trebui să îl transformăm în litri.
  • Există 1000 ml pe litru, deci efectuați conversia la calcularea (/ 1000 ml) x (2000 ml) = 2 litri de apă.
  • Rețineți că am aranjat conversia astfel încât unitățile în mililitri au fost anulate (una în partea de sus și una în partea de jos). Dacă am fi scris-o ca / 1 L x 2000 ml, am fi obținut un rezultat fără sens.
  • Imaginea intitulată Calculați concentrația unei soluții Pasul 6
    4
    Împărțiți solventul între substanța dizolvată. Acum, că avem măsura solubilității în grame și măsurarea solventului în litri, calculul concentrației în g / l va fi la fel de simplu ca și realizarea unei divizări:
  • În exemplul nostru, / 2 litri de apă = o concentrație de sare de 1,725 ​​g / l .
  • Imaginea intitulată Calculați concentrația unei soluții Pasul 7
    5
    Modulați formula la cantități mari de substanțe dizolvate. Din punct de vedere tehnic, trebuie să calculam concentrația utilizând volumul întregii soluții, ceea ce înseamnă că volumul solventului și al substanței dizolvate se adaugă. Dizolvarea o cantitate mică dintr-un solid într-o cantitate mare dintr-un lichid, acest lucru face rareori o diferență mare, astfel încât solutului poate ignora fără probleme și de a folosi numai volumul de solvent, cum ar fi mai înainte. Dacă volumul solutului este suficient pentru a schimba simțitor volumul, trebuie să modificați formula la: (grame de solut) / (litri de solut + litri de solvent).
  • În exemplul nostru, / (2 litri de apă + 0,003 litri de sare) 1,722 g / l.
  • Diferența dintre acest și răspunsul nostru anterior este de 0,003 g / l. Aceasta este o mică diferență, probabil mai mică decât acuratețea instrumentelor noastre de măsurare.

    • Metoda 3
    Se calculează concentrația ca procent sau părți per milion

    Imaginea intitulată Calculați concentrația unei soluții Pasul 8
    1
    Înțelegeți metoda. Utilizați această metodă dacă vi se cere să găsiți "procentajul de compoziție" sau "procentul din greutate". În chimie, vă veți concentra adesea pe masa unei substanțe. Odată ce cunoașteți masele de substanță dizolvată și solvent, puteți găsi procentul soluției destul de ușor prin compararea celor două cantități.
    • exemplu: 10 grame de pulbere de ciocolată dizolvate în 1,2 litri de apă fierbinte. Mai întâi, calculați procentul soluției care reprezintă cantitatea de ciocolată și apoi scrieți rezultatul în părți per milion.
  • Imaginea intitulată Calculați concentrația unei soluții Pasul 9
    2
    Transformați măsurătorile în grame. Dacă măsurătorile sunt exprimate în unități de volum (de exemplu, litri sau mililitri), va trebui să le convertiți la o unitate de masă - adică grame. Deoarece fiecare substanță are o anumită densitate (masă în volum), va trebui să aflați caracteristicile specifice ale substanței înainte de a efectua conversia:
  • Găsiți densitatea substanței în manuale sau pe Internet. convertiți densitatea, astfel încât să fie exprimată în grame per (unitatea de volum utilizată în problemă), în cazul în care nu este deja. Multiplicați densitatea cu volumul substanței și veți avea masa în grame.
  • exemplu: aveți 1,2 litri de apă. Densitatea apei este de 1000 grame pe litru, deci calculați (/ 1 L) x 1,2 L = 1200 de grame.
  • Deoarece soluția noastră, ciocolata, este deja măsurată în grame, nu este necesar să o convertim.
  • Imaginea intitulată Calculați concentrația unei soluții Pasul 10
    3
    Calculați procentajul compoziției. Odată ce ați masă substanța dizolvată și cea a solventului (ambele în grame), utilizați această formulă pentru a calcula compoziția procentuală: (/grame de substanță dizolvată + grame de solvent)) x 100.
  • Avem 10 grame de ciocolată și am descoperit că există 1200 de grame de apă. Soluția completă (solută + solvent) are o masă de 10 + 1200 = 1210 grame.
  • Concentrația de ciocolată în întreaga soluție = / (1210 grame de soluție) = 0,00826
  • Înmulțiți această cifră cu 100 pentru a obține procentajul: 0.00826 x 100 = 0.826, astfel încât amestecul conține 0,826% ciocolată.
  • Imaginea intitulată Calculați concentrația unei soluții Pasul 11
    4
    Calculați piesele la un milion. Procentul înseamnă de fapt "părți per sută", astfel încât ponderea pe milion să fie calculată în mod similar. Formula este următoarea: (/grame de substanță dizolvată + grame de solvent)) x 1 000 000. În notație științifică, aceasta se exprimă după cum urmează: (/grame de substanță dizolvată + grame de solvent)) x 10.
  • În exemplul nostru, / (1210 grame de soluție) = 0,00826.
  • 0,00826 x 10 = 8260 de părți pe milion de ciocolată.
  • În general, ponderea pe milion este folosită pentru măsurarea concentrațiilor mult mai mici, care sunt mai puțin convenabile de a scrie ca procente. Din motive de conveniență, vom folosi același exemplu în acest moment.

    • Metoda 4
    Calculați molaritatea



    Imaginea intitulată Calculați concentrația unei soluții Pasul 12
    1
    Determinați ce veți avea nevoie pentru această metodă. Pentru a calcula molaritate, trebuie să știți cât de multe alunite sunt în solut, dar este posibil să le găsi cu ușurință dacă știți masa solut și formula sa chimică. Dacă nu aveți aceste informații sau dacă nu ați învățat conceptul de „cârtiță“ în contextul chimiei, folosește o metodă diferită.
    • Exemplu: Care este molaritatea unei soluții create prin dizolvarea a 25 de grame de hidroxid de potasiu în 400 ml de apă?
    • Dacă unitatea de măsură a solutei nu este în grame, trebuie mai întâi să efectuați conversia.
  • Imaginea intitulată Calculați concentrația unei soluții Pasul 13
    2
    Se calculează masa molară a substanței dizolvate. Fiecare element chimic are o "masă molară" (MM) cunoscută, care este masa conținută într-un mol de element menționat. Aceste mase molare au aceeași valoare ca masa atomică prezentată în tabelul periodic, de regulă sub simbolul chimic și numele fiecărui element. Pur și simplu adăugați masele molare ale elementelor care alcătuiesc substanța dizolvată pentru a găsi masa molară a substanței dizolvate.
  • Exemplul nostru folosește hidroxid de potasiu ca solut. Căutați această substanță în manualul dvs. sau într-o bază de date online pentru a găsi formula chimică: KOH.
  • Utilizați un tabel periodic sau o sursă online pentru a găsi masa atomică a elementului: K = 39, O = 16, H = 1.
  • Adăugați masele atomice și apoi scrieți "g / mol" pentru a obține masa molară. 39 + 16 + 1 = 56 g / mol.
  • Dacă am avea o moleculă cu mai mult de unul din același atom, adăugați masa atomică o dată pentru fiecare atom. De exemplu, H2Sau are o masă molară de 1 + 1 + 16 = 18 g / mol.
  • Imaginea intitulată Calculați concentrația unei soluții Pasul 14
    3
    Se calculează cantitatea de substanță dizolvată în mol. Odată ce aveți masa molară (g / mol), puteți converti grame în cariere. Știți deja cantitatea de substanțe dizolvate în grame, deci efectuați conversia la calcularea (masa substanței dizolvate în grame) x (/ molară) pentru a obține răspunsul în cariere.
  • În exemplul nostru, deoarece avem 25 de grame dintr-o substanță cu o masă molară de 56 g / mol, se calculează 25 g x (/ 56 g / mol) = aproximativ 0,45 moli de KOH în soluția noastră.
  • Imaginea intitulată Calculați concentrația unei soluții Pasul 15
    4
    Găsiți molaritatea prin împărțirea la volumul soluției în litri. Molaritatea este definită ca raportul dintre moli de substanță dizolvată și litri ai soluției. Dacă este necesar, convertiți volumul soluției în litri și apoi efectuați calculul.
  • În exemplul nostru, avem 400 ml de apă, pe care le putem converti la 0,4 litri.
  • Molaritatea KOH în soluție este / 0,4 L = 1,125 M (Molaritatea). Veți primi un răspuns ușor mai precis dacă utilizați un calculator și nu răsfoiți numerele până la pasul final.
  • În general, puteți ignora volumul soluției, deoarece rareori face o mare diferență. Dacă adăugați suficientă substanță dizolvată pentru a modifica vizibil volumul, măsurați volumul soluției finale și utilizați-o.

    • Metoda 5
    Fă-o calificări pentru a calcula concentrația

    Imaginea intitulată Calculați concentrația unei soluții Pasul 16
    1
    Luați în considerare momentul potrivit pentru a face o diplomă. Titrarea este o tehnică utilizată de chimiști pentru a calcula cantitatea de substanță dizolvată prezentă într-o soluție. Pentru a efectua o titrare, creați o reacție chimică între substanța dizolvată și un alt reactiv (de obicei, de asemenea, dizolvat într-o soluție lichidă). Deoarece cunoaște valoarea exactă a doilea reactant și ecuația chimică pentru reacția dintre acesta și solut, se poate calcula valoarea acesteia din urmă prin măsurarea cantității de reactiv trebuie să fie adăugat înainte de terminarea reacției cu solutului.
    • Prin urmare, gradele pot fi foarte utile pentru a calcula concentrația unei soluții când nu știi cât de mult a fost adăugat inițial.
    • Dacă știți deja cât de mult solută există în soluție, nu este necesară efectuarea unei titrări. Trebuie doar să măsurați volumul soluției și să calculați concentrația așa cum sa făcut în prima secțiune a acestui articol.
  • Imaginea intitulată Calculați concentrația unei soluții Pasul 17
    2
    Instalați echipamentul pentru efectuarea titrării. Calificările exacte necesită o echipă chimică curată, precisă și profesională. Stabiliți o zonă pentru a efectua procesul cu un balon Erlenmeyer sau cu un pahar de laborator sub o biuretă calibrată atașată la un suport. Vârful biuretei ar trebui să fie în gâtul vasului sau paharului fără să atingă nicăieri.
  • Asigurați-vă că ați curățat, clătit cu apă deionizată și lăsați toate echipamentele să se usuce în prealabil.
  • Imaginea intitulată Calculați concentrația unei soluții Pasul 18
    3
    Umpleți balonul și biureta. Măsurați cu precizie o cantitate mică din soluția a cărei concentrare nu o cunoașteți. Când solut se dizolvă, se împrăștie uniform în soluție, astfel încât concentrația acestui eșantion mic este aceeași ca soluția inițială. Umpleți biureta cu o soluție care are o concentrație cunoscută și care reacționează cu soluția pe care o veți analiza. Pentru a înregistra volumul exact al soluției în biuretă, trebuie să se scade volumul final, în scopul de a găsi soluția totală utilizată în reacție.
  • Atentie: Dacă reacția dintre soluția din biuretă și substanța dizolvată a concentrației necunoscute din balon nu prezintă semne vizuale de reacție, va trebui să adăugați o indicator. În chimie, indicatorii sunt substanțe chimice care permit o soluție să fie vizibilă în momentul în care reacția atinge punctul de echivalență sau punctul final al acesteia. Ele sunt utilizate în mod normal în titrări care implică reacții bazate pe acid și redox, dar există o mare varietate de alți indicatori. Verificați o carte de chimie sau un ghid online pentru a găsi indicatorul potrivit pentru reacție.
  • Imaginea intitulată Calculați concentrația unei soluții Pasul 19
    4
    Gradul începe. Adăugați treptat soluția biuretei (numită "titrant") în balon. Utilizați un agitator magnetic sau o tijă de sticlă pentru a amesteca ușor soluțiile în timp ce reacționează. Dacă soluțiile reacționează într-un mod vizibil, ar trebui să vedeți semnele de reacție (schimbarea culorii, bule, formarea produsului etc.). Dacă utilizați un indicator, este posibil să puteți vedea flash-uri de culoare, deoarece fiecare picătură intră din biuretă în balon.
  • Dacă reacția conduce la o modificare a pH-ului sau potențialii cititori pot introduce pH sau potențiometre în balon pentru a monitoriza evoluția reacției.
  • Pentru a obține o titrare mai precisă, monitorizați pH-ul sau potențialul cum ați făcut anterior. Înregistrați lectura după adăugarea unor cantități mici de titrant. Graficează pH-ul sau potențialul soluției față de volumul titrantului pe care l-ați adăugat. Veți obține schimbări abrupte în panta curbei la punctele de echivalență ale reacției.
  • Imaginea intitulată Calculați concentrația unei soluții Pasul 20
    5
    Gradul încetinește. Pe măsură ce reacția se apropie de punctul final, aceasta încetinește titrarea la o rată drop-by-drop. Dacă utilizați un indicator, este posibil să observați că culoarea clipește pe care o dă mai multă persistență. Continuați cât de încet posibil, până când veți obține praful exact care face ca reacția să ajungă la punctul final. Pentru indicatori, ar trebui să căutați în mod normal schimbarea persistentă a culorii în reacție cât mai curând posibil.
  • Înregistrați volumul final în biuretă. Prin scăderea volumului inițial al biuretei, puteți găsi volumul exact al titratorului utilizat.
  • Imaginea intitulată Calculați concentrația unei soluții Pasul 21
    6
    Se calculează cantitatea de substanță dizolvată din soluție. Utilizați ecuația chimică a reactivului dintre titrant și soluție pentru a găsi molii solutului din balon. Odată ce ați găsit molii de solut, puteți împărți pur și simplu volumul soluției în balon pentru a găsi molaritatea din urmă, sau transformată în grame și împărțită la volumul soluției pentru a găsi concentrația în g / l . Acest lucru va necesita o înțelegere de bază a stoichiometrie.
  • De exemplu, să presupunem că folosim 25 ml de NaOH 0,5 M pentru a titra o soluție de HCI și apă până la punctul de echivalență al acestuia. Soluția de HCI a avut un volum de 60 ml înainte de titrare. Câte moli de HCI sunt în soluția noastră?
  • Pentru a începe, să analizăm ecuația chimică pentru reacția NaOH și HCI: NaOH + HCI > H2O + NaCI
  • În acest caz, o moleculă de NaOH reacționează cu o moleculă de HCI pentru a crea produsele (apă și NaCI). Prin urmare, deoarece NaOH suficient pentru a neutraliza toate HCI, numărul de moli de NaOH consumat în reacție este egal cu numărul de moli de HCl în vas.
  • De aceea, găsiți cantitatea de NaOH în mol. 25 ml NaOH = 0,025 I de NaOH x (0,5 moli de NaOH / 1 L) = 0,0125 moli de NaOH.
  • Deoarece ecuația reacției dedus ca moli de NaOH consumate sunt egale cu molii de acid clorhidric în soluție, noi știm că 0,0125 moli de acid clorhidric în soluție.
  • Imaginea intitulată Calculați concentrația unei soluții Pasul 22
    7
    Se calculează concentrația soluției. Acum, când cunoașteți cantitatea de substanță dizolvată în soluția dvs., va fi ușor să determinați concentrația în termeni de molaritate. Pur și simplu împărțiți molii solutului în soluție între volumul de probă al soluției (nu între volumul celei mai mari surse din care ați luat eșantionul). Rezultatul este molaritatea soluției!
  • Pentru a găsi molaritatea pentru exemplul nostru anterior, pur și simplu împărțiți moli de HCl între volumul din balon. 0,0125 moli de HCI x (1 / 0,060 L) = 0,208 M HCI.
  • Pentru a converti la molaritatea g / l, ppm sau compoziție procentuală, va trebui să converti molii de masa solut (folosind masa molară a solutului compus). Pentru ppm și compoziția procentuală, de asemenea, aveți nevoie pentru a converti volumul soluției la o masă (folosind un factor de conversie ca densitate sau pur și simplu cântărire soluție) și apoi se înmulțește rezultatul cu 10 sau 10, respectiv.

    • sfaturi

    • Deși substanța dizolvată și solventul pot fi în stări diferite de materie (solidă, lichidă sau gaz) care urmează a fi separate, soluția formată atunci când solventul dizolvă substanța dizolvată va fi în aceeași stare de materie ca și solventul.
    • Utilizați numai un recipient din plastic transparent sau din sticlă pentru a efectua titrarea.

    avertismente

    • În timpul gradului, purtați ochelari și mănuși.
    • Aveți grijă când lucrați cu un acid puternic. Lucrați cu o hota de fum sau în aer liber.
    Distribuiți pe rețelele sociale:

    înrudit
    Cum se face limonada din sucul de lămâie concentratCum se face limonada din sucul de lămâie concentrat
    Cum se face umplutura cu untCum se face umplutura cu unt
    Cum sa faci un sirop dulce de artarCum sa faci un sirop dulce de artar
    Cum să faci o scorțișoară și o prăjitură de cafeaCum să faci o scorțișoară și o prăjitură de cafea
    Cum se face un amestec de limonadăCum se face un amestec de limonadă
    Cum se amesteca apa sarata pentru un acvariuCum se amesteca apa sarata pentru un acvariu
    Cum să vă dezvoltați concentrarea folosind exercițiile de navigațieCum să vă dezvoltați concentrarea folosind exercițiile de navigație
    Cum să crești algeCum să crești alge
    Cum se face un test de acid cianuricCum se face un test de acid cianuric
    Cum se face un amestec pentru a curăța plasticulCum se face un amestec pentru a curăța plasticul
    » » Cum se calculează concentrația unei soluții

    © 2011—2020 ertare.com