Co znamená 3% roztok?

Existují různé způsoby, jak vyjádřit složení roztoku. Nejčastěji se používá hmotnostní zlomek rozpuštěné látky, molární a normální koncentrace. Podívejme se na příklady řešení praktických problémů souvisejících se zjišťováním těchto veličin.

Obsah

Jednou z nejdůležitějších vlastností roztoku je koncentrace, která vyjadřuje obsah rozpuštěné látky v určitém množství roztoku nebo rozpouštědla. V každém roztoku je obsah látky jiný, proto je důležité znát kvantitativní složení roztoku. Existují různé způsoby, jak vyjádřit koncentraci roztoků. Nejčastěji se používá hmotnostní zlomek rozpuštěné látky, molární a normální koncentrace.

Hmotnostní zlomek rozpuštěné látky (procentní koncentrace)

Hmotnostní zlomek rozpuštěné látky ω_B je bezrozměrná veličina rovna poměru hmotnosti rozpuštěné látky m_B k celkové hmotnosti roztoku m:

Protože hmotnost rozpuštěné látky je vždy menší než hmotnost roztoku, je tento poměr vždy menší než jedna. Hmotnostní zlomek rozpuštěné látky ω_B vyjádřeno ve zlomcích jednotky nebo nejčastěji v procentech, tak se tato koncentrace nazývá procento:

kde
m_B – hmotnost rozpuštěné látky v g,
m – hmotnost roztoku vg.

Ukazuje se procentuální koncentrace kolik gramů rozpuštěné látky je ve 100 gramech roztoku. Například hmotnostní zlomek NaCl rozpuštěného ve vodě je 0,05 nebo 5 %. To znamená, že 100 g roztoku obsahuje 5 g chloridu sodného a tedy 95 g vody.

Kolik gramů síranu draselného a vody je potřeba k přípravě 300 g 5% roztoku?

kde ω(K₂SO₄) – hmotnostní zlomek síranu draselného v %,

m – hmotnost roztoku vg

m(H₂O) = 300 g – 15 g = 285 g.

K přípravě 300 g 5% roztoku síranu draselného je tedy třeba vzít 15 g K₂SO₄ a 285 g vody.

V praxi se při stanovení množství kapalného rozpouštědla nebo roztoku měří jejich objem V. K určení hmotnosti kapaliny se v tomto případě používá její hustota ρTo znamená, že

Hustota roztoků se zpravidla měří v g/ml nebo, což je stejné, v g/cm³. Při použití tohoto vztahu je tedy nutné měřit objem roztoku v mililitrech.

Molární koncentrace

Molární koncentrace c_B ukazuje, kolik molů rozpuštěné látky je obsaženo v 1 litru roztoku:

kde
n_B – množství látky na mol,
V – objem roztoku v l,
m_B – hmotnost rozpuštěné látky v g,
М_B – molární hmotnost rozpuštěné látky v g/mol.

Molární koncentrace se měří v mol/l a označuje se „M“ Například 2 M NaOH je dvoumolární roztok hydroxidu sodného. Jeden litr takového roztoku obsahuje 2 moly látky nebo 80 g (M (NaOH) = 40 g/mol).

Jaká je hmotnost chromanu draselného K₂Cro₄ Potřebujete k přípravě vzít 1,2 litru 0,1 M roztoku?

K přípravě 1,2 litru 0,1 M roztoku tedy potřebujete 23,3 g K₂Cro₄ a rozpustí se ve vodě a objem se upraví na 1,2 litru.

Normalita roztoku (normální koncentrace, ekvivalent molární koncentrace)

Normálnost roztoku udává počet gramekvivalentů dané látky v jednom litru roztoku nebo počet miligramekvivalentů v jednom mililitru roztoku. Gramový ekvivalent látky je počet gramů látky, který se číselně rovná jejímu ekvivalentu. U komplexních látek je to látkové množství odpovídající přímo nebo nepřímo při chemických přeměnách 1 gramu vodíku nebo 8 gramům kyslíku. Ekvivalentem je konvenční jednotka ekvivalentní jednomu H + iontu v acidobazických reakcích nebo jednomu elektronu v redoxních reakcích.

Э_základy = M_základy / počet hydroxylových skupin nahrazených v reakci;

Э_kyseliny = M_kyseliny / počet vodíkových atomů nahrazených v reakci;

Э_sůl = M_sůl / součin počtu kationtů a jeho náboje.

Vypočítejte gramekvivalenty (g-ekv.) kyseliny sírové, hydroxidu vápenatého a síranu hlinitého.

V praxi se normální koncentrace, analogicky s molární koncentrací, vyjadřuje v mol/l (v odborné literatuře se můžete setkat se zápisem g-eq/l nebo mol-eq/l).

kde
m_B – hmotnost rozpuštěné látky v g,
Э_B – gramekvivalent látky,
V – objem roztoku v l (nebo dm³).

Tato metoda vyjadřování koncentrace roztoků se používá v případech, kdy je rozpuštěná látka zapojena do reakce, a k provádění výpočtů, kde je vhodné použít zákon ekvivalentů.

Hodnoty normality jsou označeny písmenem „Н„(nebo“N„). Například desetinný roztok kyseliny sírové je označen jako „0,1N roztok H₂SO₄“ Protože normalitu lze určit pouze pro danou reakci, nemusí být hodnota normality stejného řešení v různých reakcích stejná. Tedy jednomolární roztok H₂SO₄ bude jedna-normální, když má reagovat s alkálií za vzniku hydrogensíranu NaHSO₄a binormální v reakci s tvorbou Na₂SO₄.

Vypočítejte molaritu a normalitu 70% roztoku H₂SO₄ (p = 1,615 g/ml).

Pro výpočet molarity a normality potřebujete znát počet gramů H₂SO₄ v 1 litru roztoku. 70% H roztok₂SO₄ obsahuje 70 g H₂SO₄ ve 100 g roztoku. Toto hmotnostní množství roztoku zabírá objem:

V = m/p = 100/1,615 = 61,92 ml

1 litr roztoku tedy obsahuje 70 × 1000 / 61,92 = 1130,49 g H₂SO₄. Molarita tohoto roztoku je tedy rovna:

Normálnost tohoto roztoku (za předpokladu, že se kyselina použije v reakci jako dvojsytná kyselina) je rovna:

Molalita (molální koncentrace)

Tento způsob vyjádření koncentrace roztoků je poměrně vzácný. Typicky potřeba jeho použití vyvstává v případech, kdy je diskutován vliv koncentrace na změnu bodu tuhnutí nebo varu roztoku ve srovnání s čistým rozpouštědlem.

Ukazuje se molární koncentrace kolik molů rozpuštěné látky na 1000 g rozpouštědla. Molalitu lze vypočítat pomocí vzorce:

kde
m_B – hmotnost rozpuštěné látky v g,
М_B – molární hmotnost rozpuštěné látky v g/mol,
m – hmotnost rozpouštědla v g.

Titr roztoku

V analytické chemii se také používá pojem „titr roztoku“. Titr ukazuje, kolik gramů rozpuštěné látky je obsaženo v 1 ml (cm³) roztoku:

kde
m_B – hmotnost látky vg, odebraná k přípravě daného objemu titrovaného roztoku,
V je stanovený objem titrovaného roztoku v ml.

Bibliografie

1. „Laboratorní techniky a metody vyjádření koncentrace roztoků“ (Rogatykh S.V., Golovina T.P. 2021) (stáhnout pdf).
2. „Obecná chemie. Směrnice pro vyplnění testových úkolů pro studenty prvního ročníku všech specializací“ (Vasiliev V.V., Kolchugin A.V., Opolovnikov V.R., Priyatkin G.M. 2014) (stáhnout pdf).
3. „Pokyny a doporučení pro přípravu titrovaných roztoků“ (Petrov A.Yu., Melnikova O.A., Melnikov M.Yu., Kinyov M.Yu., Kirshina O.V. 2014) (stáhnout pdf).

31 Leden 2024 g. 16: 43

Většina činidel se prodává v suché formě: buď prášek nebo malé granule. Činidla se však nejčastěji používají ve formě roztoků. Jednou z nejčastějších otázek našich zákazníků proto je, jak vyrobit roztok požadované koncentrace ze sušiny.

Připomínáme, že veškeré práce s chemikáliemi by měly být prováděny za dodržení nezbytných bezpečnostních opatření! Používejte osobní ochranné prostředky pro dýchací ústrojí, oči a pokožku!

Podle způsobu a techniky přípravy lze roztoky rozdělit na přibližné a přesné. Ten lze připravit pouze v laboratorních podmínkách za použití drahého vybavení a náčiní.

Na druhou stranu je „přesnost“ přibližných řešení zcela dostačující pro provádění domácích pokusů, odstraňování rzi nebo znečištění, čištění nebo dezinfekci akvarijní nebo bazénové vody, pro koníčky, jako je chemické pokovování, tisk fotografií, pěstování krystalů, výroba mýdla a svíček. atd. mnoho dalších účelů.

Chemikálie mohou být rozpuštěny v různých médiích – voda, alkohol, kyseliny atd. V tomto článku budeme hovořit pouze o rozpouštění ve vodě.

Jaká je koncentrace roztoku?

Koncentrace roztoku se vyjadřuje v procentech, například 10% roztok nebo 0,5% roztok. Tento obrázek ukazuje, kolik dílů látky je ve 100 dílech roztoku.

Takže ve 100 gramech 10% roztoku kuchyňské soli je 10 gramů soli a 90 gramů vody. A 500 gramů 30% roztoku hydroxidu sodného obsahuje 150 gramů NaOH a 350 gramů vody. Jeden kilogram 0,2% roztoku dusičnanu stříbrného se skládá ze 2 gramů dusičnanu stříbrného a 998 gramů vody.

Všimněte si, že existuje rozdíl mezi hmotnostní koncentrací a objemovou koncentrací roztoků a tento rozdíl je tím větší, čím větší je koncentrace rozpuštěné látky a hustota roztoku.

Například pro přípravu 1 kilogramu 15% roztoku NaCl je třeba smíchat 150 gramů soli a 850 gramů vody. K přípravě 1 litru 15% roztoku NaCl budete potřebovat 166,2 gramů NaCl a 941,8 gramů vody (při rozpuštění soli ve vodě se objem roztoku mírně zvětší) a hustota se zvýší z 1,000 0,998 ( ve skutečnosti 1,108) až XNUMX.

Tento rozdíl se vysvětluje skutečností, že hustota solného roztoku je vyšší než hustota čisté vody.

V tomto článku budeme pro jednoduchost vždy hovořit o hmotnostní koncentraci roztoku, to znamená, že hmotnost roztoku bude měřena v gramech, nikoli v mililitrech.

Příprava vodného roztoku ze suchého bezvodého činidla

Nejprve se rozhodněte, jakou hmotnost roztoku budete potřebovat. Pokud je roztok této látky nestabilní nebo jej potřebujete na nějakou jednorázovou práci, připravte si tolik roztoku, kolik nyní potřebujete. Pokud je roztok dobře skladován a čas od času používán, můžete jej připravit s rezervou.

Nyní vypočítejme množství látky, které je třeba vzít k přípravě určité hmotnosti roztoku o určité koncentraci:

Hmotnost látky v gramech = (koncentrace roztoku v procentech) * (hmotnost roztoku v gramech/100)
Podle toho se hmotnost vody vypočítá jako rozdíl mezi celkovou hmotností roztoku a hmotností sušiny.

Příklad 1: připravte 5% roztok hydroxidu sodného (NaOH) o hmotnosti 500 gramů.
Hmotnost NaOH = (5)* (500 g/100) = 25 gramů.
Hmotnost vody = 475 gramů.

Příklad 2: připravte 37% roztok fosforečnanu amonného (NH₄H₂PO₄) váží 750 gramů.
Hmotnost (NH₄H₂PO₄) = (37)* (750 g/100) = 277,5 gmm.
Hmotnost vody = 472,5 gramů.

Zbývá pouze rozpustit část suchého činidla ve vypočítaném objemu vody.

Příprava roztoku z vodných solí (krystalické hydráty)

Odkud se vzala voda v suchém činidle a jaký je „obsah vody“ látky – můžete si přečíst zde.

Pokud potřebujete připravit roztok z látky obsahující krystalizační vodu (například síran měďnatý CuSO₄* 5H₂O, kamenec chrom draselný KCr(SO₄)₂* 12H₂O a podobné látky), pak se způsob výpočtu změní tak, aby zohlednil vodu již přítomnou v látce.

Opět začneme stanovením hmotnosti roztoku, který chceme připravit. Poté spočítáme, jaké množství látky by mělo být obsaženo v roztoku o takové hmotnosti koncentrace, kterou potřebujeme – vzorec je stejný jako při použití bezvodých činidel.

Hmotnost látky v gramech = (koncentrace roztoku v procentech) * (hmotnost roztoku v gramech/100)

Dále přepočítáme hmotnost látky na krystalický hydrát. Abychom to udělali, v referenčních knihách (Yandex nebo Google – naše všechno) najdeme molární hmotnosti bezvodé formy této látky a krystalického hydrátu a vypočítáme poměr – kolik látky v bezvodé formě je obsaženo v krystalickém hydrát. Pokud je tedy molární hmotnost krystalického hydrátu 150 gramů/mol a bezvodá forma této látky má molární hmotnost 70 gramů/mol, znamená to, že 150 gramů krystalického hydrátu obsahuje 70 gramů bezvodé formy látky. .

Po určení, kolik krystalického hydrátu látky potřebujeme rozpustit, vypočítáme požadovanou hmotnost vody.

Příklad 1. Připravíme si 500 gramů 15% roztoku uhličitanu sodného 10-vodného Na₂CO₃∙ 10h₂O

Určete hmotnost uhličitanu sodného v 500 gramech 15% roztoku:
Na₂CO₃ = (15)* (500 g/100) = 75 gramů

Hmotu převedeme na krystalický hydrát. Molární hmotnost Na₂CO₃ = 106 gramů/mol, molární hmotnost Na₂CO₃∙ 10h₂O = 286 gramů/mol. 286 gramů 10-hydrátu uhličitanu sodného tedy obsahuje 106 gramů bezvodého uhličitanu sodného.

Do roztoku potřebujeme 75 gramů bezvodého uhličitanu sodného. Vymyslíme poměr a dostaneme to musíte vzít 202 gramů uhličitanu sodného 10-voda.

Posledním krokem je výpočet potřebného množství vody. 500 gramů mínus 202 gramů = 298 gramů vody.

Příklad 2. Připravte 1000 gramů 3% roztoku 7-vodného MgSO síranu hořečnatého₄∙ 7h₂O

Určete hmotnost síranu hořečnatého v 1000 gramech 3% roztoku:
síran hořečnatý₄ = (3)* (1000 g/100) = 30 gramů

Hmotu převedeme na krystalický hydrát. Molární hmotnost (MgSO₄) = 120 gramů/mol, molární hmotnost (MgSO₄∙ 7h₂O) = 246 gramů/mol.

Vypočítáme to, abychom získali 30 gramů síranu hořečnatého v roztoku musíte vzít 62 gramů síranu hořečnatého 7-vody.

Směs 938 gramů vody a 62 gramů síranu hořečnatého 7-voda, dostaneme požadovaný výsledek.

Hledat podle článku

Poslední příspěvky

• Sady minerálních hnojiv podle Mittlidera – známá technologie pro zvýšení výnosů
• Kuchyňská sůl s nízkým obsahem sodíku – jak a proč? Nebo kam jde atom Na z molekuly NaCl?
• Jak připravit roztok dusičnanu stříbrného (dusičnanu stříbrného) o požadované koncentraci
• GOI pasta – skvělé výsledky zaručeny
• Uhličitan vápenatý není jen křídová barva, ale také mnoho dalších užitečných