Проценттiк концентрация ( массалық үлес)
100 г ерiтiндiде ерiген заттың грамм мөлшерiн көрсететiн шаманы проценттiк концентрация деп атайды. Мысалы, 10% НСI ерiтiндiсiнiң 100 граммында 10 г НСI (ерiген зат) және 90 г Н2О (ерiткiш) бар. Проценттiк концентрация мына формуламен анықталады:
(1)
Ерiтiндiнiң массасы (m ерiтiндi) ерiген затпен ерiткiштiң массаларының қосындысына тең:
m ерiтiндi = m ерiген зат + m ерiткiш (2)
Екiншi формуланы ескерсек, бiрiншi формула былайша өрнектеледi:
(3)
Есеп: Калий нитратының 500 г 10 % ерiтiндiсiн дайындау үшiн неше грамм KNO3 және қанша мл су алу қажет?
Есептiң шешуi: Формула (1) бойынша ерiген заттың массасын есептеп шығарамыз:
KNO3 алу қажет.
Осыдан кейiн формула (2) бойынша ерiткiштiн (судың) массасын есептеймiз:
m ерiткiш = m ерiтiндi – m ерiген зат = 500 – 50 = 450 г немесе 450 мл,
себебі: судың тығыздығы 1г/см3.
Кез-келген сұйықтың массасының көлемiне қатынасы осы сұйықтың тығыздығын сипаттайды: (4)
Тығыздық (ρ) – ерітінді көлемнiң бiр бiрлiгiнiң массасын көрсететiн шама. Өлшем бiрлiгi - г/см3 (г/мл); кг/м3.
Мысалы, 96% H2SO4 ерiтiндiсiнiң тығыздығы 1,84г/см3, бұл - 96% күкiрт қышқылының 1см3 (немесе 1 мл)-ның массасы 1,84 г тең деген сөз. Жиi қолданалатын қышқылдар мен негiздердің ертiндiлерiнiң проценттік концентрациялары мен тығыздықтары анықтамалық бөлiмде келтiрiлген (қосымша К).
Ерiтiндiнiң тығыздығы және көлемi белгiлi болса ерiтiндiнiң массасын есептеуге болады:
m = ρ ּV
Керiсiнше, ерітіндінің тығыздығы және массасы белгiлi болса, көлемiн есептеуге болады:
Молярлық концентрация
Молярлық концентрация - ерiтiндiнiң 1 литрiнде ерiген заттың з а т м ө л ш е р і н көрсететiн шама. Өлшем бiрлiгi – моль/л:
осындағы: ν – ерiген заттың зат мөлшері, моль;
V – ерiтiндiнiң көлемi, л.
Зат мөлшері – заттың массанының (m) молярлық массасына (М) катынасы екенiн ескере отырып, келтірілген формуланы төмендегiше жазуға болады:
немесе , (5)
осындағы: m – ерiген заттың массасы, г;
M - ерiген заттың молярлық массасы, г/моль;
V - ерiтiндiнiң көлемi, л немесе мл;
1000 – литрдi миллилитрге айналдыру үшiн қолданылатын коэффициент.
1 литрінде еріген заттың зат мөлшеріне байланысты ерітінділер әртүрліше аталады. Оны мына кестеден көруге болады:
Ерітінді көлемі, л
|
Еріген заттың
зат мөлшері (ν)
|
Ерітіндінің аталуы
|
Ерітінді концентрациясының белгіленуі
|
1
|
2
|
екі молярлы
|
2 М
|
1
|
1
|
молярлы
|
1 М
|
1
|
0,5
|
жарты молярлы
|
0,5 М
|
1
|
0,1
|
децимолярлы
|
0,1 М
|
1
|
0,01
|
сантимолярлы
|
0,01 М
|
1
|
0,001
|
миллимолярлы
|
0,001 М
|
Ерітінді дайындау үшін алынатын заттың массасы (граммен) 5-ші формула бойынша есептеледі:
m = См ·М ·V(л) немесе m =
Моль- эквиваленттiк (нормальдық) концентрация
Моль-эквиваленттiк концентрация – ерiтiндiнiң 1 литрiнде еріген заттың м о л ь-э к в и в а л е н т т е р і н і ң с а н ы н көрсететiн шама. Өлшем бiрлiгi – моль-экв/л:
осындағы, n - ерiген заттын моль-эквиваленттерінің саны, моль-экв;
V - ерiтiндiнiң көлемi, л.
Заттың массасының (m) заттың эквиавленттiк массасына (Мэ) қатынасы моль-эквиваленттер санын беретiнiн ескерсек, жоғарыдағы формула былай өрнектеледi:
немесе (6)
осындағы: m – ерiген заттың массасы, г;
Мэ - ерiген заттың эквиваленттiк массасы, г/ моль;
V - ерiтiндiнiң көлемi, л немесе мл
1000 - литрдi миллилитрге айналдыру үшiн қолданылатын коэффициент.
1 литрінде еріген заттың моль-эквиваленттерінің санына байланысты ерітінділер әртүрліше аталады. Оны мына кестеден көруге болады:
Ерітінді көлемі, л
|
Еріген заттың
моль-эквивалент саны (n)
|
Ерітіндінің аталуы
|
Ерітінді концентрациясының белгіленуі
|
1
|
2
|
екі нормальды
|
2 н
|
1
|
1
|
нормальды
|
1 н
|
1
|
0,5
|
жарты нормальды
|
0,5 н
|
1
|
0,1
|
децинормальды
|
0,1 н
|
1
|
0,01
|
сантинормальды
|
0,01 н
|
1
|
0,001
|
миллинормальды
|
0,001 н
|
Ерітінді дайындау үшін алынатын заттың массасы (граммен) 6-шы формула арқылы есептеледі:
m = Сн ·Мэ ·V(л) немесе m =
Моляльдық концентрация
Моляльдық концентрация - ерiткiштiң 1 килограммында ерiген заттың з а т м ө л ш е р і н көрсететін шама. Өлшем бірлігі – моль/кг.
,
осындағы: ν - ерiген заттың зат мөлшері, моль;
W - ерiткiштiң массасы, кг.
Молярлық концентрацияның қорытынды формуласын (5-ші формула) жазғандағыдай өзгерiстер енгiзсек, келтiрiлген формула былай өрнектеледi:
немесе , (7)
осындағы: m - ерiген заттың массасы, г;
W - eрiтiкiштiң массасы, кг немесе г;
M - eрiген заттың молярлық массасы, г/моль;
1000 - килограммды граммға айналдыратын коэффициент.
Моляльдық концентрация сирек арнаулы есептеулер жүргiзу үшiн ғана қолданылады.
Ерiтiндiнiң титрi
Ерiтiндiнiң титрi – ерiтiндiнiң 1 миллилитрiнде ерiген заттың грамм мөлшерiн көрсететiн шама. Өлшем бiрлiгi - г/мл:
, (8)
осындағы: m - ерiген заттың массасы, г;
V - ерiтiндiнiң көлемi, мл.
Титр – ерiген заттың массасынын ерiтiндiнiң көлемiне қатынасы екенiн ескерсек, нормальдық концентрация формуласы былай өрнектеледi:
(9)
Бұл формула – аналитикалық химияда титриметриялық анализде сандық есептеулердiң негiзi болып табылады. Ерiтiндiнiң титрiнiң мәнiн үтiрден кейiнгi алтыншы цифраға дейiн көрсету керек. Себебi – титр өте аз шама, сондықтан жуықталмайды. Мысалы, ТNaOH = 0,002436 г/мл.
Осы ерiтiндiнiң нормальдық концентрациясының мәнiн есептеу үшiн:
а) Титрдiң дәл мәнiн алсақ:
б) Титрдiң жуық мәнiн алсақ:
Есептелген нормальдық концентрациялардың айырмашалығы тым үлкен екенiн көремiз. Бұл мысал – титрдiң мәнiн жуықтауға болмайтындығының дәлелi. Өйтпеген күнде, сандық анализ нәтижелерi көп қателiктермен есептеледi.
Ерітіндінің нормальдық концентрациясы белгілі болса, титрін есептейтін өрнек 9-шы фомуладан алынады: Т =
Ерiтiндiлер дайындау үшiн жүргiзiлетiн есептеулерге мысалдар
Негізінен ертiндiлер екі жолмен дайындалады:
1. Қатты заттарды тiкелей ерiткiште ерiту арқылы.
2. Концентрлi ерiтiндiлердi ерiткiшпен сұйылту арқылы.
Кез-келген ерiтiндiнi дайындау үшiн алдымен тиiстi есептеулер жүргiзу қажет. Есептеулер жолдарын көрсету мақсатында мына екi мысалды қарастыралық.
1. Қатты затты ерiткiште ерiту арқылы ерiтiндi дайындау
Мысалы, 2 л 0,1М CuSO4 ерiтiндiсiн дайындау үшiн неше грамм мыс купоросын (CuSO4 ּ5H2O) алу қажет ?
а) Ең бірінші мыс купоросының молярлық массасын анықтаймыз:
M(CuSO4ּ5H2O) = M(CuSO4) + 5ּМ(H2O) =160 + 5ּ18 = 250 г/моль
б) Енді 2 л 0,1 М ерiтiндi дайындау үшiн қанша мыс купоросы керек екендiгiн есептеймiз:
m = См ·М ·V(л) = 0,1 ·250 ·2 = 50 г
Сонымен, 2 л 0,1М CuSO4 ерiтiндiсiн дайындау үшiн 50 г мыс купоросын (CuSO4 ּ5H2O) алу керек екендігін анықтадық.
2. Концентрлi ерiтiндiнi еріткішпен сұйылту арқылы
ерiтiндi дайындау
Мысалы, 1 л 0,1 н НСI ерiтiндiсiн дайындау үшiн тығыздығы 1,183 г/см3 болатын 36% НСI ерітіндісінің неше миллилитрін алу керек ?
а) Ең бiрiншi дайындалуға тиісті 1л 0,1н НСI ерiтiндiсiнде еріген хлорлы сутектің массасын есептейміз:
m = Сн ·Мэ ·V(л) = 0,1 · 36,5 ·1 = 3,65 г
б) Ендi 3,65 г хлорлы сутек 36% НСI ерiтiндiсiнiң қандай массасында болатындығын анықтаймыз. Ол үшiн проценттiк концентрацияның формуласын пайдаланып ерiтiндiнiң массасын анықтаймыз:
в) Әрi қарай 10,14 г 36% НСI ерітіндісі қандай көлем алатындығын есептеймiз. Ол үшiн қышқылдың массасын тығыздығына бөлемiз:
Сонымен, 1 л 0,1н НСI ерiтiндiсiн дайындау үшiн 8,57 мл 36% НСI алып, 1 литрге дейiн дистилденген сумен сұйылту керек екендігі есептелді.
Төртбұрыш ережесі
Достарыңызбен бөлісу: |