Sisu

• Sammud
• Nõuanne
• Hoiatus

Keemias lahendus on homogeenne segu soluut ja Lahusti lahustage see lahustunud aine. Keskendumine on lahustis lahustunud aine koguse mõõt. Lahuse kontsentratsiooni arvutamiseks on palju põhjuseid, kuid meetod on sama, olenemata sellest, kas peate proovima oma kloori taset vannis või analüüsima vereproovi, et päästa elusid. See artikkel annab mõned põhiteadmised lahuskeemiast, millele järgnevad üksikasjalikud juhised väga levinud praktilise rakenduse kohta - akvaariumi hooldamine.

Sammud

1. meetod 5-st: õppige keskendumise põhitõdesid

1. 

   Õpi sõnavara. Kontsentratsioon on lahustunud aine ja kogu segu massi suhe. Näiteks kui kavatsete katse jaoks suhkrut ja äädikat koos lahustada, peate arvutama segu suhkru kontsentratsiooni. Allpool on kirjeldatud iga keemilise probleemi tulemuse komponenti:
   • Suhkur on soluutsee tähendab, et koostisosa on lahustunud. Te mõõdate lahustunud aine kontsentratsiooni.
   • Äädikas on Lahusti, mis tähendab ainet, milles te teise aine lahustate.
   • Pärast nende kokku segamist on teil üks lahendus. Kontsentratsiooni arvutamiseks peate lahuse kogumassi saamiseks leidma lahustunud aine ja lahusti massi liitmise.
   • Kui te ei mäleta, millised ja millised lahustid seda näidet mäletavad.

2. 

   
   
   Siit saate teada, kuidas kontsentratsiooni kirjutada. Kuna aine "massi" esitamiseks on erinevaid viise, on kontsentratsiooni kirjutamiseks ka rohkem kui üks viis. Need on kõige tavalisemad:
   • Gramm liitri kohta (g / l). See on lihtsalt lahustunud aine mass grammides antud lahuse mahus. Kasutatakse ülaltoodud näites sageli lahustite ja vedelate lahustite, näiteks suhkru ja äädika jaoks.
   • Molaarne kontsentratsioon (M). Soluudi moolide arv jagatud lahuse mahuga. Mol on keemia mõõtühik, mida kasutatakse aine aatomite või molekulide arvu kirjeldamiseks.
   • Miljoniosad (ppm). Soluudi ühikute arv (tavaliselt grammides või milligrammides) miljoni lahuse ühiku kohta. Tavaliselt kasutatakse väga lahjendatud vesilahuste jaoks.
   • Protsendi koostis. Sajaprotsendilises lahuses sisalduva lahustunud aine osade arv (tavaliselt grammides). Protsendi sümbol tähendab "100-s", nii et saate murdosa lihtsalt protsendina kirjutada.
   reklaam

2. meetod 5-st: arvutage kontsentratsioon grammides liitri kohta

1. 

   
   
   Siit saate teada, kuidas seda meetodit rakendada. See on kasulik viis kontsentratsiooni mõõtmiseks, kui tahke aine lahustatakse vedelikus, ja kui tehakse arvutusi suhteliselt suurte ja hõlpsasti mõõdetavate lahustega. Kui lahustunud aine kogus on ainult paar milligrammi või lahusti on milliliitrites, peaksite kasutama mõnda muud meetodit.
   • Näidisprobleem: Leidke 3 ml lauasoolast 2000 ml vette valmistatud lahuse kontsentratsioon (grammides liitri kohta). Kirjutage vastus grammides liitri kohta.

2. 

   
   
   Konverteerige soluudi mass grammides. Kui soluut (mis on lahustunud suuremas koguses lahustis) on kaalutud grammides, jätke see samm vahele. Kui ei, siis peate teisendama ühikud grammidesse. Konverteerimine massiühikutest (nagu kilogrammides) on ümberarvestuskursside vaatamisel lihtne, kuid mahuühikutest (nagu liitritest) teisendamine on keerulisem. Igal ainel on oma tihedus, mis on väärtus, mis määrab mahuühikus sisalduva aine hulga. Massi saamiseks grammides leidke see tihedus ja korrutage see ruumala väärtusega, pärast veendumist, et ühik vastab.
   • Ülaltoodud näites on sool lahustunud aine. Soola mõõdetakse mahuühikutes (ml), seega peate selle teisendama grammideks.
   • Soola tihedus on 1,15 g / ml. Kui probleem ei anna neid andmeid, peaksite need otsima õpikust või kemikaalide andmebaasist. Peate leidma kasutatava ühiku (grammides liitri kohta) tiheduse või teisendama selle õigeks ühikuks.
   • 3 ml soolasisalduse leidmiseks arvutage 3 ml × (/ _{1 ml}) = 3,45 grammi soola.

3. 

   Teisendage lahusti andmed liitriteks. Lahusteid mõõdetakse tavaliselt mahuühikutes, nii et teisendamine on üsna lihtne. Kui probleem on andnud lahusti liitrites, jätkake järgmise sammuga.
   • Ülaltoodud näites on meil 2000 ml vett, nii et see tuleb ümber arvestada liitriteks.
   • Igas liitris on 1000 ml, seega teisendage arvutuse abil (/ _{1000 ml}) x (2000 ml) = 2 liitrit vett.
   • Pange tähele, et korraldame ühikute teisendamise nii, et ml hävitatakse (üks üleval, üks allpool). Kui kirjutate kui _{1 L} x 2000 ml annab mõttetu tulemuse.

4. 

   Jaga lahusti lahustunud ainega. Nüüd, kui meil on lahustunud aine kaal grammides ja lahusti maht liitrites, leiate kontsentratsiooni g / l hõlpsalt jagades:
   • Ülaltoodud näites / _{2 liitrit vett} = 1725 g / l soola kontsentratsioon.

5. 

   Suure lahustunud aine arvutamise valemi muutmine. Teoreetiliselt peaksime kontsentratsiooni arvutama kogu lahuse mahu järgi, see tähendab lahustunud aine ja lahusti mahu lisamiseks. Lahustades väikeses koguses tahkeid aineid suures koguses vedelikku, on mahtude erinevus tühine, nii et saate ignoreerida soluudi mahtu ja kasutada ainult lahustimahtu, nagu varem tehtud. Kui lahustunud aine maht on kogumahu oluliseks muutmiseks piisavalt suur, peate valemi muutma väärtuseks (g soluut) / (L lahustunud aine + L lahusti).
   • Ülaltoodud näites / (_{2 liitrit vett} + 0,003 L soola) = 1,722 g / l.
   • Selle tulemuse erinevus algse tulemusega on ainult 0,003 g / l. See on väga väike kõrvalekalle ja peaaegu väiksem kui mõõtevahendite täpsus.
   reklaam

3. meetod 5-st: arvutage kontsentratsioon protsentides või miljoni kohta

1. 

   Siit saate teada, kuidas seda meetodit rakendada. Kasutage seda meetodit, kui probleem palub leida "sisu protsent" või "massiprotsent". Keemias tegeleb tavaliselt kõige rohkem aine mass. Kui olete teada lahustunud aine ja lahusti massi, leiate lahustunud aine protsendi suhteliselt hõlpsalt, kui võrrelda neid kahte massi.
   • Näidisprobleem: 10 g šokolaadipulbrit lahustatakse 1,2 liitris kuumas vees. Kõigepealt arvutage šokolaadi massiprotsent lahuses. Seejärel kirjutage tulemus miljoni kohta.

2. 

   Teisenda arvud grammidesse. Kui on mingeid numbreid, mis on antud mahuühikutes (näiteks liitrites või milliliitrites), peate need teisendama massiühikuteks grammides. Kuna igal ainel on erikaal (ruumala mass), peate enne selle leidmist leidma selle eripära:
   • Otsige aine tihedust õpikust või otsige seda veebis. Kui leitud andmed ei sobi, teisendage see tihedus ülaltoodud grammiks (probleemis kasutatud mahuühikuks). Korrutage tihedus aine mahuga ja saate massi grammides.
   • Näiteks: Teil on 1,2 liitrit vett. Vee tihedus on 1000 grammi liitri kohta, seega arvutage (/ _{1 L}) x 1,2 L = 1200 g.
   • Kuna šokolaadimass on antud grammides, pole seda vaja muuta.

3. 

   Arvutage protsent. Kui teil on nii lahustunud aine kui ka lahusti mass grammides, arvutage protsendi arvutamiseks järgmine valem: (/ (_{grammi lahustunud ainet + gramm lahustit})) x 100.
   • Teil on 10 grammi šokolaade ja olete teada saanud, et vett on 1200 grammi. Kogu lahuse (lahustunud aine + lahusti) mass on 10 + 1200 = 1210 grammi.
   • Šokolaadi kontsentratsioon terves lahuses = / _{(1210 grammi lahust)} = 0,00826
   • Protsendi saamiseks korrutage see väärtus 100-ga: 0,00826 x 100 = 0,826, nii et see on kõik segu 0,826% šokolaadist.

4. 

   Arvutage koostisosad miljoni kohta. Meil on juba "protsent" olemas, nii et miljoniosad arvutatakse täpselt samamoodi. Valem on (/ (_{grammi lahustunud ainet + gramm lahustit})) x 1 000 000. See valem kirjutatakse ümber matemaatilises märkuses (/ (_{grammi lahustunud ainet + gramm lahustit})) x 10.
   • Ülaltoodud näites / _{(1210 grammi lahust)} = 0,00826.
   • 0,00826 x 10 = 8260 ppm šokolaadi.
   • Tavaliselt kasutatakse miljonite osi väga väikeste kontsentratsioonide mõõtmiseks, sest protsentides kirjutamine oleks ebamugav. Mugavuse huvides kasutame ka sama näidet.
   reklaam

Meetod 4/5: arvutage molaarne kontsentratsioon

1. 

   Mida peate selle meetodi rakendamiseks pidama? Molaarse kontsentratsiooni arvutamiseks peate teadma, kui palju on lahustunud ainet mooli, kuid selle näitaja leiate hõlpsalt, kui teate soluudi massi ja selle keemilist valemit. Kui teil pole kogu seda teavet või kui te pole keemias õppinud mõiste "mol", kasutage mõnda muud meetodit.
   • Näiteprobleem: kui suur on 25 grammi kaaliumhüdroksiidi lahustamisel 400 ml vees valmistatud lahuse molaarsus?
   • Kui lahustunud aine mass on esitatud muudes ühikutes kui grammides, teisendatakse see kõigepealt grammiks.

2. 

   Arvutage lahustunud aine molaarmass. Igal keemilisel elemendil on teadaolev "molaarmass", selle elemendi ühe mooli mass. Molaarmassil on sama väärtus kui aatommassil elementide perioodilisustabelis, tavaliselt keemilise sümboli ja iga elemendi nime all. Soluudi molaarmassi leidmiseks lisage lihtsalt soluudi moodustavate koostisosade molaarmass.
   • Ülaltoodud näites kasutatakse soluudina kaaliumhüdroksiidi. Otsige seda ainet õpikust või keemiliste valemite andmebaasist, et leida kaaliumhüdroksiidi keemiline valem: KOH.
   • Elemendi aatommassi leidmiseks kasutage perioodilist tabelit või veebidokumentatsiooni: K = 39,0; O = 16,0; H = 1,0.
   • Lisage aatomimassid kokku ja kirjutage molaarmassi saamiseks ühik "g / mol". 39 + 16 + 1 = 56 g / mol.
   • Molekulide puhul, millel on rohkem kui ühte tüüpi aatomit, lisage iga aatomitüübi aatommass. Näiteks H₂O molaarmass on 1 + 1 + 16 = 18 g / mol.

3. 

   Arvutage lahustunud aine moolide arv. Pärast molaarmass (g / mol) saate teisendada grammides ja molides. Sa tead juba lahustunud aine massi grammides, nii et saad seda muuta järgmiselt (soluudi mass grammides) x (/ _molaarmass), et saada tulemus moolides.
   • Kuna ülaltoodud näites on teil 25 grammi ainet molaarmassiga 56 g / mol, arvutage järgmiselt 25g x (/ _{56g / mol}) = umbes 0,45 mol KOH lahuses.

4. 

   Molaarse kontsentratsiooni leidmiseks jagage lahuse maht liitrites. Molaarne kontsentratsioon on määratletud kui soluudi moolide ja lahuse liitri arvu suhe. Vajadusel teisendage lahuse maht liitriteks, seejärel tehke arvutus.
   • Selles näites on meil 400 ml vett, nii et see oleks 0,4 liitrit.
   • KOH molaarne kontsentratsioon lahuses on / _{0,4 l} = 1,125 M. (Täpsema tulemuse saate kalkulaatori abil ja ümardage numbreid kuni viimase sammuni.)
   • Tavaliselt võite soluudi kogust ignoreerida, kuna see ei muuda lahusti mahtu oluliselt. Kui lahustate lahustunud aine koguse, mis on piisavalt suur, et mahtu oluliselt muuta, mõõtke lõpplahuse maht ja kasutage seda parameetrit.
   reklaam

Meetod 5/5: Tiitrimine lahuse kontsentratsiooni arvutamiseks

1. 

   Tea, millal tiitrida. Tiitrimine on meetod, mida keemikud kasutavad lahuses sisalduva soluudi koguse arvutamiseks. Tiitrimise läbiviimiseks peate soluudi ja teise reagendi (tavaliselt ka vedelas lahuses lahustunud) vahel tekitama keemilise reaktsiooni. Kuna teate teise reagendi täpset kogust ja teate selle aine ja soluudi vahelise reaktsiooni keemilist võrrandit, saate soluudi koguse arvutada, määrates kõigepealt lahusele lisatava reagendi koguse. kui reaktsioon lahustunud ainega on lõppenud.
   • Seega on tiitrimine lahuse kontsentratsiooni arvutamiseks väga hea meetod kui te ei tea, mis on esialgne lahustunud aine kogus.
   • Kui lahustunud aine mass on teada, ei ole tiitrimist vaja - määrake lihtsalt lahuse maht ja arvutage kontsentratsioon, nagu on näidatud esimeses osas.

2. 

   Valmistage tiitrimisinstrument ette. Täpseks tiitrimiseks peavad teil olema puhtad, täpsed ja professionaalsed keemilised instrumendid. Tiitrimisasendis asetage Erlen-kolb klambrile kinnitatud büretitoru alla. Büretitoru ots peaks toetuma kolvi kaela, ilma et see puudutaks kolvi seina.
   • Veenduge, et kõik seadmed on eelnevalt puhastatud, loputage deioniseeritud veega ja laske kuivada.

3. 

   Valage lahus kolbidesse ja torudesse. Mõõtke täpselt väike kogus teadmata kontsentratsiooniga lahust. Kui lahustunud aine on lahustunud, jaotub see kogu lahuses ühtlaselt, nii et selle väikese proovilahuse kontsentratsioon on sama, mis algsel lahusel. Täitke büretitoru teadaoleva kontsentratsiooniga lahusega, mis reageerib teie lahusega. Registreerige büretitorusse lahuse täpne maht - lahutades lõpliku mahu, et leida selles reaktsioonis kasutatud kogu maht.
   • Märge: Kui büretitorus oleva lahuse ja teadmata kontsentratsiooniga kolvis oleva lahuse reaktsioonil ei ilmne ilmseid reaktsiooni märke, peate lisama indikaator purki. Keemias on indikaator kemikaal, mis muudab lahuse värvi, kui reaktsioon jõuab samaväärse või lõpp-punktini. Tiitrimiseks kasutatavad indikaatorid on tavaliselt happelised ja tekitavad redoksreaktsioone, kuid on ka palju muud tüüpi indikaatoreid. Reaktsiooni jaoks õige näitaja leidmiseks pöörduge keemiaõpiku või veebis.

4. 

   Alustage tiitrimist. Lisage aeglaselt büretitorust (nn tiitrimislahus) saadud lahus kolbi. Lahuse segamiseks reaktsiooni ajal kasutage magnetilist segajat või klaasvarda. Kui reaktsioon lahuses on nähtav, näete märke nagu värvimuutus, mullid, uue toote loomine jne. Kui kasutate indikaatorit, ilmub tilgutage lahus büretitorust kolbi.
   • Kui reaktsiooni tulemusel muutub pH või potentsiaal, võite reaktsiooni jälgimiseks kolbi kasta pH-väärtuses paberi või potentsiomeetri.
   • Täpsema tiitrimise saavutamiseks peate jälgima pH-d ja potentsiaali, nagu mainitud, registreerima näidud pärast tiitrendi lisamist fikseeritud väikeste sammudega. Joonestage pH või potentsiaal koos lisatud tiitrimahuga. Näete, et graafiku kalle muutub reaktsiooni ekvivalentsuspunktis väga kiiresti.

5. 

   Vähendage tiitrimiskiirust. Kui reaktsioon läheneb lõpp-punktile, vähendage iga kord tiitrimiskiirust tilkhaaval. Kui kasutate indikaatorit, võivad värvilised kiired ilmuda kauem. Jätkake võimalikult aeglaselt, kuni viimane tilk põhjustab reaktsiooni täpse lakkamise. Indikaatori osas peate märkama reaktsioonis esimest pikaajalist värvimuutust.
   • Lõplik maht registreeritakse büreti tuubi. Lahutades selle büretitorus oleva alglahuse mahust, leiate kasutatud tiitrimislahuse täpse mahu.

6. 

   Arvutage lahustunud aine mass. Kasutage tiitrendi ja lahuse vahelise reaktsiooni keemilist võrrandit, et leida kolbi soluudi moolide arv. Kui olete leidnud lahustunud aine moolide arvu, jagage lahuse molaarse kontsentratsiooni leidmiseks kolvis oleva lahuse mahuga või teisendage moolide arv grammidesse ja jagage lahuse mahuga, et leida kontsentratsioon g / l. . Selleks on vaja kvantkeemia põhiteadmisi.
   • Oletame näiteks, et HCl lahuse ja vee tiitrimiseks ekvivalentsesse punkti kasutame 25 ml 0,5 M NaOH-d. HCl lahuse maht on enne tiitrimist 60 ml. Mitu HCl mooli on lahuses?
   • Kõigepealt vaatame NaOH ja HCl vahelise reaktsiooni keemilist võrrandit: NaOH + HCI> H₂O + NaCl.
   • Sellisel juhul reageerib toote (vesi ja NaCl) saamiseks üks mol NaOH ühe mooli HCl-ga. Kuna kogu HCl neutraliseerimiseks lisate vaid piisavalt NaOH, on reaktsioonis kasutatud NaOH moolide arv võrdne HCl moolide arvuga kolvis.
   • Leidke NaOH mass moolides. 25 ml NaOH = 0,025 L NaOH x (0,5 mol NaOH / 1 L) = 0,0125 mol NaOH.
   • Kuna oleme reaktsioonivõrrandist järeldanud, et kasutatud NaOH moolide arv = HCl moolide arv lahuses, võime järeldada, et lahuses on 0,0125 mooli HCl.

7. 

   Arvutage lahuse kontsentratsioon. Nüüd, kui me teame lahustunud aine massi, on molaarse kontsentratsiooni leidmine lihtne. Jagage lahustunud aine moolide arv uuritava lahuse mahuga (ei ole lahuse maht, millest proovid võetakse). Tulemuseks on lahuse molaarne kontsentratsioon!
   • Eespool toodud näite molaarse kontsentratsiooni leidmiseks jagage lihtsalt HCl-i moolide arv kolvis oleva lahuse mahuga. 0,0125 mol HCl x (1 / 0,060 L) = 0,208 M HCl.
   • Molaarse kontsentratsiooni teisendamiseks g / l, ppm või protsendiks peate teisendama soluudi molaararvu massiks (kasutage soluudisegu molaarmass). Ppm ja protsentide jaoks peate ka lahuse mahu teisendama massiks (kasutage muundamistegurit nagu tihedus või lihtsalt kaaluge), seejärel korrutage see vastavalt 10 või 10-ga. ppm ja protsentidega.
   reklaam

Nõuanne

• Ehkki lahustid ja lahustid võivad lahutamisel olla erinevas vormis (tahked, vedelad, gaasilised), on pärast soluudi lahustamiseks lahustis moodustunud lahusel sama füüsikaline vorm. Lahusti.
• Tiitrimisel kasutage ainult plast- või klaasnõusid.

Hoiatus

• Tiitrimise ajal kandke prille ja kindaid.
• Tugevate hapetega töötamisel olge ettevaatlik. Mürgise või õues oleku ajal katsetage tõmbekapis.