Садржај

• На корак
• Део 1 од 3: Основно знање о концентрацијама
• Део 2 од 3: Титрација
• Део 3 од 3: Одређивање салинитета у акваријуму
• Савети
• Упозорења

У хемији или хемији, један решење хомогена мешавина две ствари - једне растворена супстанца и а растварач или растварач у којој је супстанца растворена. Концентрација је мера количине растворене супстанце у растварачу. Разлога за одређивање концентрације раствора може бити много, али хемија која је укључена је иста без обзира да ли тестирате ниво хлора у базену или вршите анализу спашавања живота на узорку крви. Овај водич ће вас научити неколико основних делова хемије раствора, а затим ће вас провести кроз процедуру уобичајене, практичне примене - одржавање акваријума.

На корак

Део 1 од 3: Основно знање о концентрацијама

1. Означавање метода концентрација. Концентрација супстанце је количина те растворене супстанце подељена са количином растварача. Међутим, пошто постоје различити начини изражавања количине дате супстанце, могуће је и концентрацију представити на различите начине. Овде ћете пронаћи најчешће правописе:
   • Грам по литру (г / Л.) Маса растворене супстанце у грамима растворена у датој запремини раствора (која није нужно једнака запремини растварача.) Типично се користи за растворе чврстих супстанци у течним растварачима.
   • Моларност (М.) Број молова растворене супстанце подељен са запремином раствора.
   • Делови на милион (ппм) Однос броја честица (обично у грамима) растворене супстанце на милион честица раствора, помножен са 10. Типично се користи за врло разређене водене растворе (1 Л воде = 1000 грама.)
   • Проценат једињења. Однос честица (опет у грамима) растворене супстанце на 100 честица раствора, изражен у процентима.
2. Знајте које податке требате да бисте пронашли концентрацију. Осим моларности (види доле), уобичајени начини писања концентрације као што је горе наведено захтевају да знате масу растворене супстанце и масу или запремину резултујућег раствора. Многи хемијски проблеми који захтевају проналажење концентрације раствора не дају вам ове информације. Ако је то случај, мораћете да сарађујете са оним што знате да бисте сазнали ове информације.
   • Пример: Претпоставимо да треба да пронађемо концентрацију (у грамима по литру) раствора направљеног растварањем 1/2 кашичице соли у 2 литре воде. Такође знамо да је 1 кашичица соли око 6 грама. У овом случају конверзија је лака - помножите: 1/2 кашичице к (6 грама / 1 кашичица) = 3 грама соли. 3 грама соли подељено са 2 литра или водом = 1,5 г / л
3. Научите како израчунати моларност. Моларност захтева да знате број молова ваше растворене супстанце, али то се лако може утврдити ако знате масу растворене супстанце и хемијску формулу. Сваки хемијски елемент има познату „моларну масу“ (ММ) - специфичну масу за један мол тог елемента. Ове моларне масе се налазе у периодном систему (обично под хемијским симболом и називом елемента.) Једноставно додајте моларне масе компонената растворене супстанце да бисте добили моларну масу. Затим помножите познату масу растворене супстанце са (1 / ММ ваше растворене супстанце) да бисте пронашли количину ваше растворене супстанце у моловима.
   • Пример: Претпоставимо да желимо да пронађемо моларност горњег физиолошког раствора. Само да резимирамо, имамо 3 грама соли (НаЦл) у 2 литре воде. Започните тако што ћете сазнати које су моларне масе На и Цл гледајући периодни систем. На = око 23 г / мол и Цл = око 35,5 г / мол. Дакле, ММ НаЦл = 23 + 35,5 = 58,5 г / мол. 3 грама НаЦл к (1 мол НаЦл / 58,5 г НаЦл) = 0,051 мол НаЦл. 0,051 мол НаЦл / 2 литра воде = .026 М НаЦл
4. Вежбајте стандардне вежбе за израчунавање концентрација. Горње знање је све што вам је потребно за израчунавање концентрација у једноставним ситуацијама. Ако знате масу или запремину раствора и количину растворене супстанце у принципу или то можете закључити на основу података датих у изјави, требало би да будете у могућности да лако измерите концентрацију раствора за израчунавање. Направите проблеме у вежбању да бисте побољшали своје вештине. Погледајте примере вежби испод:
   • Колики је моларитет НаЦЛ у раствору од 400 мл, добијен додавањем 1,5 грама НаЦл у воду?
   • Колика је концентрација, у ппм, раствора направљеног додавањем 0,001 г олова (Пб) на 150 Л воде? (1 Л воде = 1000 грама) У овом случају, запремина раствора ће се додати за минималну количину додавањем супстанце, па запремину растварача можете користити као запремину раствора.
   • Нађите концентрацију раствора од 0,1 Л у грамима по литру направљеног додавањем 1/2 мола КЦл у воду. Да бисте решили овај проблем, морате радити од напред према назад, користећи моларну масу КЦЛ да бисте израчунали број грама КЦл у раствору.

Део 2 од 3: Титрација

1. Разумети када треба применити титрацију. Титрација је техника коју хемичари користе за израчунавање количине растворене супстанце у раствору. Да бисте извршили титрацију, створите хемијску реакцију између растворене супстанце и другог реагенса (обично такође раствореног). Будући да знате тачну количину вашег другог реагенса и знате хемијску једначину реакције између реагенса и растворене супстанце, можете израчунати количину своје растворене супстанце мерењем колики је реагенс потребан за реакцију са раствореном супстанцом комплетан.
   • Дакле, титрације могу бити врло корисне за израчунавање концентрације раствора ако не знате колико је растворене супстанце у почетку додато.
   • Ако знате колико је растворене супстанце у раствору, нема потребе за титрацијом - само измерите запремину раствора и израчунајте концентрацију, као што је описано у 1. делу.
2. Поставите опрему за титрацију. За прецизно титрирање потребна вам је чиста, тачна и професионална опрема. Користите Ерленмајерову тиквицу или чашу испод калибрисане бирете причвршћене за држач бирете. Млазница бирете треба да буде у врату боце или мензуре без додиривања зидова.
   • Уверите се да је сва опрема претходно очишћена, испрана дејонизованом водом и осушена.
3. Напуните тиквицу и бирету. Тачно измерите малу количину непознатог раствора. Када се раствори, супстанца се равномерно шири кроз растварач, па ће концентрација овог малог узорка раствора бити иста као и у оригиналном раствору. Напуните бирету раствором познате концентрације који ће реаговати са вашим раствором. Забележите тачну запремину раствора у бирети - одузмите коначну запремину да бисте пронашли укупан раствор употребљен у реакцији.
   • Обрати пажњу: ако реакција између раствора у бирети и растворене супстанце у тиквици не показује никакве знаке реакције, ви ћете индикатор у чутури. Они се користе у хемији за пружање визуелног сигнала када раствор достигне тачку еквиваленције или крајњу тачку. Индикатори се обично користе за титрације испитивања киселинско-базне и редокс реакције, али постоји и неколико других индикатора. Потражите уџбеник хемије или потражите на Интернету да бисте пронашли одговарајући индикатор за вашу реакцију.
4. Започните титрацију. Полако додајте раствор из бирете („титрант“) у тиквицу. Користите магнетни штап за мешање или стаклени штап за мешање да бисте нежно мешали раствор док је реакција у току. Ако ваше решење видљиво реагује, требало би да видите одређене знакове да се реакција одвија - промена боје, мехурића, остатака итд. Ако користите индикатор, можда ћете видети сваку кап која долази кроз бирету у праву тиквицу а. промена боје.
   • Ако реакција резултира променом пХ вредности или потенцијала, у боцу можете додати читаче пХ или потенциометар да бисте проценили напредак хемијске реакције.
   • Ради тачније титрације, надгледајте пХ или потенцијал као горе, и сваки пут забележите како се реакција одвија након додавања мале количине титранта. Нацртајте киселост раствора или потенцијал у односу на запремину додатог титранта. Видећете оштре промене у нагибу криве на тачкама еквиваленције одзива.
5. Успорите титрацију. Како се ваша хемијска реакција приближава крајњој тачки, успоравајте титрацију до напредовања у капима. Ако користите индикатор, можда ћете приметити да трептање боја траје дуже. Сада наставите да титрирате што је спорије могуће док не утврдите тачан пад који ће довести до тога да ваша реакција дође до крајње тачке. У случају индикатора, обично гледате на најранију могућу трајну промену боје у одговору.
   • Коначну запремину забележите у своју бирету. Одузимајући ово од почетне запремине у бирети, можете пронаћи тачну запремину титранта који сте користили.
6. Израчунајте количину растворене супстанце у вашем раствору. Користите хемијску једначину за реакцију између вашег титранта и раствора да бисте пронашли број молова растворене супстанце у вашој тиквици. Једном када пронађете број мола растворене супстанце, можете је једноставно поделити са запремином раствора у тиквици да бисте пронашли моларност раствора или претворили број мола у граме и поделили запремином раствора. , да се добије концентрација у г / Л. Ово захтева мало основног знања о стехиометрији.
   • На пример, претпоставимо да смо користили 25 мл 0,5 М НаОХ за титрацију раствора ХЦл у води до тачке еквиваленције. Раствор ХЦл имао је запремину од 60 мл за титрацију. Колико мола ХЦл има у нашем раствору?
   • За почетак, погледајмо хемијску једначину реакције НаОХ и ХЦл: НаОХ + ХЦл> Х.₂О + НаЦл
   • У овом случају, 1 молекул НаОХ реагује са 1 молекулом ХЦл са производима водом и НаЦл. Дакле, јер сте додали тек толико НаОХ да неутралишете сву ХЦл, број молова НаОХ потрошених у реакцији биће једнак броју молова ХЦл у боци.
   • Па хајде да сазнамо колика је количина НаОХ у моловима. 25 мл НаОХ = 0,025 Л НаОХ к (0,5 мол НаОХ / 1 Л) = 0,0125 мол НаОХ.
   • Пошто смо из једначине реакције закључили да је број мола НаОХ утрошеног у реакцији = број молова ХЦл у раствору, сада знамо да у раствору има 0,0125 мола ХЦл.
7. Израчунајте концентрацију раствора. Сада када знате количину растворене супстанце у вашем раствору, лако је пронаћи концентрацију у смислу моларности. Једноставно поделите број молова растворене супстанце у раствору са запремином узорка раствора (не обим веће количине из које сте узели узорак.) Резултат је моларност вашег решења!
   • Да би се пронашла моларност горњег примера, поделите број молова ХЦл са запремином у тиквици. 0,0125 мола ХЦл к (1 / 0,060 Л) = 0,208 М ХЦл.
   • Да бисте претворили моларност у г / Л, ппм или проценат састава, претворите број мола ваше растворене супстанце у масу (користећи моларну масу ваше растворене супстанце.) За ппм и проценат једињења, такође морате да претворите запремину вашег раствора у маси (користећи фактор конверзије као што је густина или једноставно одмеравањем), а затим помножите резултат са 10 односно 10.

Део 3 од 3: Одређивање салинитета у акваријуму

1. Узмите узорак воде из резервоара. Снимите јачину звука тачно. Ако је могуће, измерите запремину у СИ јединицама као што је мл - њих је лако претворити у Л.
   • У овом примеру испитујемо сланост воде у акваријуму, концентрацију соли (НаЦл) у води. Претпоставимо да у ту сврху узмемо узорак воде 3 мл из акваријума, а затим поставите коначни одговор г / Л.
2. Титрирати узорак воде. Изаберите титрант који у раствору ствара јасно видљиву реакцију. У овом случају користимо раствор од 0,25 М АгНО₃ (сребров нитрат), једињење које производи нерастворљиву хлорову со када реагује са НаЦл у следећој реакцији: АгНО₃ + НаЦл> НаНО₃ + АгЦл. Сол (АгЦл) ће бити видљива као мутни бели талог који плута и може се одвојити од раствора.
   • Титрирајте сребрни нитрат из бирете или мале ињекционе игле у узорак акваријума док се раствор не замути. Са тако малим узорком је важно да баш тако одредите колико сте сребрног нитрата додали - пажљиво проучите сваку кап.
3. Наставите док се реакција не заврши. Када сребрни нитрат престане да замућује раствор, можете приметити број додатих мл. Титрирати АгНО3 Веома споро и пажљиво посматрајте решење, посебно како се приближава крајња тачка.
   • Претпоставимо да постоји 3 мл 0,25 М АгНО₃ било неопходно да се реакција заврши и вода се није даље замутила.
4. Одредити број молова титранта. Овај корак је једноставан - помножите запремину титранта који сте додали са моларношћу. Ово ће вам дати број коришћених молова титранта.
   • 3 мл к 0,25 М = 0,003 Л к (, 25 мола АгНО₃/ 1 Л) = 0,000075 мол АгНО₃.
5. Одредите број мадежа ваше растворене супстанце. Помоћу једначине реакције претворите број молова АгНО₃ до мадежа НаЦл. Једначина реакције је: АгНО₃ + НаЦл> НаНО₃ + АгЦл. Јер 1 мол АгНО₃ реагује са 1 молом НаЦл, сада знамо да је број молова НаЦл у нашем раствору = број молова АгНО₃ то се додаје: 0,000075 мол.
   • У овом случају: 1 мол АгНО₃ реагује са 1 мол НаЦл. Али ако 1 мол титранта реагује са 2 мола наше растворене супстанце, ми бисмо помножили број молова наше титранте са 2 да бисмо добили број молова наше растворене супстанце.
   • Насупрот томе, ако 2 мола нашег титранта реагују са 1 молом наше растворене супстанце, тада делимо број молова титранта са два.
   • Ова правила пропорционално одговарају 3 мола титранта и 1 мола растворене супстанце, 4 мола титранта и 1 мола растворене супстанце итд., Као и 1 мола титранта и 3 мола растворене супстанце, 1 мола титранта и 4 мола растворене супстанце, итд.
6. Претворите свој растворљени број молова у граме. Да бисте то урадили, мораћете да израчунате моларну масу растворене супстанце и помножите је са бројем молова ваше растворене супстанце. Да бисте пронашли моларну масу НаЦл, користите периодни систем да бисте пронашли и додали атомску тежину соли (На) и хлорида (Цл).
   • ММ На = 22.990. ММ Цл = 35.453.
   • 22,990 + 35,453 = 58.443 г / мол
   • 0,000075 мол НаЦл к 58,442 г / мол = 0,00438 мол НаЦл.
   • Обрати пажњу: Ако у атому постоји више од једне врсте молекула, моларну масу тог атома морате додати неколико пута. На пример, ако сте моларна маса АгНО₃, масу кисеоника бисте додали три пута, јер у молекулу постоје три атома кисеоника.
7. Израчунати коначну концентрацију. Масу наше растворене супстанце имамо у грамима и знамо запремину раствора за испитивање. Сада треба само да поделимо: 0,00438 г НаЦл / 0,003 Л = 1,46 г НаЦл / Л
   • Салинитет морске воде је приближно 35 г НаЦл / Л. Наш акваријум није ни приближно слан за морске рибе.

Савети

• Иако растворени раствор и растварач могу да постоје у различитим стањима (чврста, течна или гасна) када се одвоје, раствор који се формира када се супстанца раствара биће у истом стању као и растварач.
• Аг + 2 ХНО3 → АгНО3 + НО2 + Х2О
• Користите само прозирну пластику или стакло.
• Ево примера видео записа: [1]

Упозорења

• Раствор АгНО3 чувајте у затвореној, тамној бочици. Осетљив је на светлост.
• Будите опрезни када радите са јаким киселинама или базама. У соби има довољно свежег ваздуха.
• Носите заштитне наочаре и рукавице.
• Ако желите да вратите сребро, узмите у обзир следеће: Цу (с) + 2 АгНО3 (ак) → Цу (НО3) 2 + 2 Аг (с) Запамтите да то значи да је чврсто.