Kütle fraksiyonu, molarite ve mol fraksiyonunun belirlenmesi. Kütle, hacim ve molar bileşim

İki veya daha fazla bileşenden oluşan bir karışım, bu bileşenlerin özellikleri ve içeriği ile karakterize edilir. Bir karışımın bileşimi, tek tek bileşenlerin kütlesi, hacmi, miktarı (mol sayısı veya kilogram-mol) ve bunların konsantrasyon değerleri ile belirlenebilir. Bir karışımdaki bir bileşenin konsantrasyonu ağırlık, mol ve hacim kesirleri veya yüzdelerinin yanı sıra diğer birimlerle de ifade edilebilir.

Kütle fraksiyonu Herhangi bir bileşenin w i'si, bu bileşenin m i kütlesinin tüm karışımın m cm kütlesine oranıyla belirlenir:

Karışımın toplam kütlesinin tek tek bileşenlerin kütlelerinin toplamına eşit olduğu göz önüne alındığında;

şunu yazabilirsiniz:

veya kısaltılmış olarak:

Örnek 4. Karışım iki bileşenden oluşur: m 1 = 500 kg, m 2 = 1500 kg. Karışımdaki her bir bileşenin kütle oranını belirleyin.

Çözüm.İlk bileşenin kütle oranı:

m cm = m 1 + m 2 = 500 + 1500 = 2000 kg

İkinci bileşenin kütle oranı:

İkinci bileşenin kütle oranı da eşitlik kullanılarak belirlenebilir:

w 2 = 1 – w 1 = 1 – 0,25 = 0,75

Hacim fraksiyonu Bir karışımdaki n i bileşeni, bu bileşenin V i hacminin tüm V karışımının hacmine oranına eşittir:

Bunu göz önünde bulundurarak:

şunu yazabilirsiniz:

Örnek 5. Gaz iki bileşenden oluşur: V1 = 15,2 m3 metan ve V2 = 9,8 m3 etan. Karışımın hacimsel bileşimini hesaplayınız.

Çözüm. Karışımın toplam hacmi:

V = V 1 + V 2 = 15,2 + 9,8 = 25 m3

Karışımdaki hacim oranı:

metan

etan v 2 = 1 – v 1 = 1 – 0,60 = 0,40

Mol fraksiyonu Bir karışımın herhangi bir bileşeninin ni'si, bu bileşenin kilomol Ni sayısının karışımın toplam kilomol N sayısına oranı olarak tanımlanır:

Bunu göz önünde bulundurarak:

şunu elde ederiz:

Mol fraksiyonlarının kütle fraksiyonlarına dönüştürülmesi aşağıdaki formül kullanılarak gerçekleştirilebilir:

Örnek 6. Karışım 500 kg benzen ve 250 kg toluenden oluşmaktadır. Karışımın molar bileşimini belirleyin.

Çözüm. Benzenin (C6H6) moleküler ağırlığı 78, tolüenin (C7H8) 92'dir. Kilogram-mol sayısı:

benzen

tolüen

toplam kilogram mol sayısı:

N = N 1 + N 2 = 6,41 + 2,72 = 9,13

Benzenin mol fraksiyonu:

Toluen için mol kesri eşitlikten bulunabilir:

buradan: n 2 = 1 – n 1 = 1 – 0,70 = 0,30

Bir karışımın ortalama molekül ağırlığı, karışımın her bir bileşeninin mol kesri ve molekül ağırlığı bilinerek belirlenebilir:

(21)

nerede Ben- karışımdaki bileşenlerin içeriği, mol. hisseler; ben- karışım bileşeninin moleküler ağırlığı.

Birkaç yağ fraksiyonundan oluşan bir karışımın moleküler ağırlığı aşağıdaki formülle belirlenebilir:

(22)

Nerede m 1, m 2,…, m n- karışım bileşenlerinin kütlesi, kg; M 1, M 2, ....,.M p- karışım bileşenlerinin moleküler ağırlığı; -% ağırlık. bileşen.

Bir petrol ürününün moleküler ağırlığı Craig'in formülü kullanılarak da belirlenebilir.

(24)

Örnek 7. Benzenin mol fraksiyonu 0,51, izooktan 0,49 ise, benzen ve izooktan karışımının ortalama moleküler ağırlığını belirleyin.

Çözüm. Benzenin moleküler ağırlığı 78, izooktan 114'tür. Bu değerleri formül (21)'de değiştirerek şunu elde ederiz:

Ortalama ortalama= 0,51 × 78 + 0,48 × 114 = 95,7

Örnek 8. Karışım 1500 kg benzen ve 2500 kg’dan oluşmaktadır. N-oktan Karışımın ortalama moleküler ağırlığını belirleyin.

Çözüm. Formül (22) kullanıyoruz

Hacimsel molar bileşim aşağıdaki gibi kütle bileşimine dönüştürülür. Yüzde olarak bu hacimsel (molar) bileşim 100 mol olarak alınır. Daha sonra her bir bileşenin konsantrasyonu yüzde olarak mol sayısını ifade edecektir. Daha sonra her bir bileşenin mol sayısı, karışımdaki her bir bileşenin kütlesini elde etmek için moleküler ağırlığı ile çarpılır. Her bir bileşenin kütlesinin toplam kütleye bölünmesiyle kütle konsantrasyonu elde edilir.

Kütle bileşimi hacimsel (molar) bileşime aşağıdaki gibi dönüştürülür. Karışımın 100 (g, kg, t) olduğu varsayılır (kütle bileşimi yüzde olarak ifade edilirse), her bileşenin kütlesi moleküler kütlesine bölünür. Mol sayısını alın. Her bileşenin mol sayısının toplam sayısına bölünmesiyle her bileşenin hacimsel (molar) konsantrasyonları elde edilir.

Ortalama gaz yoğunluğu aşağıdaki formülle belirlenir:

Kg/m3; gr/cm3

veya hacimsel bileşime dayalı olarak:

,

veya karışımın kütle bileşimine bağlı olarak:

.

Bağıl yoğunluk aşağıdaki formülle belirlenir:

Hesaplamayı basitleştirmek için karışımın kütlesini 100 g olarak alalım, o zaman her bileşenin kütlesi sayısal olarak yüzde bileşimle örtüşecektir. Her bileşenin mol sayısını n i bulalım. Bunu yapmak için, her bir m i bileşeninin kütlesini molar kütleye bölün:

Karışımın hacimsel bileşimini bir birimin kesirleri cinsinden bulun

w ben (CH4) = 2,50: 3,74 = 0,669; w(C2H6) = 0,33: 3,74 = 0,088;

W(C5H8) = 0,34: 3,74 = 0,091; w(C4H10) = 0,43: 3,74 = 0,115;

W(C5H12) = 0,14: 3,74 = 0,037.

Karışımın hacimsel bileşimini, birin kesirlerindeki verileri %100 ile çarparak yüzde olarak buluyoruz. Elde edilen tüm verileri bir tabloya giriyoruz.

Karışımın ortalama kütlesini hesaplayınız.

M av = 100: 3,74 = 26,8 g/mol

Karışımın yoğunluğunu bulma

Göreceli yoğunluğu bulun:

W(CH4) = 480: 4120 = 0,117; w(C2H6) = 450: 4120 = 0,109;

W(C3H8) = 880: 4120 = 0,214; w(C4H10) = 870: 4120 = 0,211;

W(C5H12) = 1440: 4120 = 0,349.

M av = 4120: 100 = 41,2 g/mol.

g/l

Sorun 15. Karışım beş bileşenden oluşur. Karışımdaki her bir bileşenin kütlesini, hacmini ve mol fraksiyonunu, karışımın ortalama moleküler ağırlığını belirleyin.

Kütle yüzdesi, bir kimyasal bileşikteki elementlerin yüzdesini belirtir. Kütle yüzdesini bulmak için, bileşikte yer alan elementlerin molar kütlesini (mol başına gram cinsinden) veya belirli bir çözeltiyi elde etmek için gereken her bileşenin gram sayısını bilmeniz gerekir. Kütle yüzdesi oldukça basit bir şekilde hesaplanır: elementin (veya bileşenin) kütlesini tüm bileşiğin (veya çözeltinin) kütlesine bölmeniz yeterlidir.

Adımlar

Verilen kütlelere göre kütle yüzdesinin belirlenmesi

Bir kimyasal bileşiğin kütle yüzdesini belirlemek için bir denklem seçin. Kütle yüzdesi aşağıdaki formül kullanılarak bulunur: kütle yüzdesi = (bileşen kütlesi/toplam bileşik kütlesi) x 100. Yüzdeyi elde etmek için bölme sonucu 100 ile çarpılır.

• kütle yüzdesi = (bileşen kütlesi/toplam bileşik kütlesi) x 100.
• İlgilendiğiniz bileşenin kütlesi problem bildiriminde bulunmalıdır. Kütle belirtilmemişse, kütle bilinmediğinde kütle yüzdesinin nasıl belirleneceğini açıklayan bir sonraki bölüme geçin.
• Bir kimyasal bileşiğin toplam kütlesi, bu bileşiğin (veya çözeltinin) parçası olan tüm elementlerin (bileşenlerin) kütlelerinin toplanmasıyla bulunur.

1. Bağlantının toplam kütlesini hesaplayın. Bir bileşiği oluşturan tüm bileşenlerin kütlelerini biliyorsanız, bunları toplayın; bu şekilde ortaya çıkan bileşiğin veya çözeltinin toplam kütlesini bulacaksınız. Bu kütleyi kütle yüzdesi denkleminde payda olarak kullanırsınız.

   • Örnek 1: 100 gram suda çözünmüş 5 gram sodyum hidroksitin kütle yüzdesi nedir?
     • Çözeltinin toplam kütlesi, sodyum hidroksit ve su miktarının toplamına eşittir: 100 g + 5 g, 105 g verir.
   • Örnek 2: 175 gram %15'lik çözelti elde etmek için ne kadar sodyum klorür ve suya ihtiyaç vardır?
     • Bu örnekte, gereken toplam kütle ve yüzde göz önüne alındığında, çözeltiye eklenmesi gereken madde miktarını bulmanız gerekir. Toplam ağırlık 175 gramdır.

2. Verilen bileşenin kütlesini belirleyin."Kütle yüzdesini" hesaplamanız istenirse, bir maddenin toplam kütlesinin yüzde kaçının belirli bir bileşenin kütlesi olduğunu bulmanız gerekir. Verilen bileşenin kütlesini kaydedin. Bu, kütle yüzdesi formülündeki pay olacaktır.

   • Örnek 1: Belirli bir bileşenin (sodyum hidroklorür) kütlesi 5 gramdır.
   • Örnek 2: Bu örnekte verilen bir bileşenin kütlesi bilinmiyor ve bulunması gerekiyor.

3. Değerleri kütle yüzdesi için denklemde değiştirin. Gerekli tüm miktarları belirledikten sonra bunları formülde değiştirin.

   • Örnek 1: Kütle yüzdesi = (bileşen kütlesi/toplam bileşik kütlesi) x 100 = (5 g/105 g) x 100.
   • Örnek 2: Bir kimyasal bileşenin bilinmeyen kütlesini bulabilmeniz için kütle yüzdesi formülünü yeniden düzenlemeniz gerekir: bileşenin kütlesi = (kütle yüzdesi*bileşiğin toplam kütlesi)/100 = (15*175)/100.

4. Kütle yüzdesini hesaplayın. Kütle yüzdesi formülündeki tüm değerleri değiştirdikten sonra gerekli hesaplamaları yapın. Bir bileşenin kütlesini kimyasal bileşiğin veya çözeltinin toplam kütlesine bölün ve 100 ile çarpın. Sonuç, o bileşenin kütle yüzdesidir.

   • Örnek 1: (5/105) x 100 = 0,04761 x 100 = %4,761. Böylece 100 gram suda çözünen 5 gram sodyum hidroklorürün kütle yüzdesi %4,761 olur.
   • Örnek 2: bileşenin kütle yüzdesi için yeniden yazılan ifade (kütle yüzdesi * maddenin toplam kütlesi)/100 biçimindedir ve buradan şunları buluruz: (15*175)/100 = (2625)/100 = 26,25 gram sodyum klorür.
     • Gerekli su miktarını, bileşenin kütlesini çözeltinin toplam kütlesinden çıkararak buluruz: 175 – 26,25 = 148,75 gram su.

   Kütleler belirtilmediğinde kütle yüzdesinin belirlenmesi

   1. Kimyasal bileşiğin kütle yüzdesi için formülü seçin. Kütle yüzdesini bulmak için temel denklem şu şekildedir: kütle yüzdesi = (elementin molar kütlesi/bileşiğin toplam moleküler kütlesi) x 100. Bir maddenin molar kütlesi, belirli bir maddenin bir molünün kütlesidir; moleküler kütle, tüm kimyasal bağlantıların bir molünün kütlesidir. Yüzdeleri elde etmek için bölme sonucu 100 ile çarpılır.

      • Sorunu çözmenin başında eşitliği yazın: kütle yüzdesi = (elementin molar kütlesi/bileşiğin toplam moleküler kütlesi) x 100.
      • Her iki miktar da mol başına gram (g/mol) cinsinden ölçülür.
      • Size kütle verilmemişse, belirli bir maddedeki bir elementin kütle yüzdesi molar kütle kullanılarak bulunabilir.
      • Örnek 1: Bir su molekülündeki hidrojenin kütle yüzdesini bulun.
      • Örnek 2: Bir glikoz molekülündeki karbonun kütle yüzdesini bulun.

   2. Kimyasal formülü yazın.Örnekte verilen maddelerin kimyasal formülleri bulunmuyorsa bunları kendiniz yazmalısınız. Görev, kimyasal maddelerin gerekli formüllerini içeriyorsa, bu adımı atlayıp doğrudan bir sonraki adıma geçebilirsiniz (her elementin kütlesini bulun).

      • Örnek 1: Suyun kimyasal formülünü (H 2 O) yazın.
      • Örnek 2: Glikozun kimyasal formülünü (C 6 H 12 O 6) yazın.

   3. Bileşikteki her bir elementin kütlesini bulun. Periyodik tabloyu kullanarak kimyasal formüldeki her bir elementin molar ağırlığını belirleyin. Tipik olarak bir elementin kütlesi kimyasal sembolü altında gösterilir. Söz konusu bileşiğe dahil olan tüm elementlerin molar kütlelerini yazın.

   4. Her elementin molar kütlesini mol kesri ile çarpın. Belirli bir kimyasal maddede her bir elementin kaç molünün bulunduğunu, yani elementlerin mol kesirlerini belirleyin. Mol kesirleri formüldeki element sembollerinin alt kısmındaki sayılarla verilir. Her elementin molar kütlesini mol kesri ile çarpın.

      • Örnek 1: Hidrojen sembolünün altında 2, oksijen sembolünün altında 1 vardır (sayı yokluğuna eşdeğerdir). Dolayısıyla hidrojenin molar kütlesi 2 ile çarpılmalıdır: 1,00794 X 2 = 2,01588; Oksijenin molar kütlesini aynı bırakıyoruz, yani 15,9994 (yani 1 ile çarpıyoruz).
      • Örnek 2: Karbonun sembolü 6, hidrojenin sembolü 12 ve oksijenin sembolü 6'dır. Elementlerin molar kütlelerini bu sayılarla çarptığımızda şunu buluruz:
        • karbon: (12.0107*6) = 72.0642
        • hidrojen: (1,00794*12) = 12,09528
        • oksijen: (15,9994*6) = 95,9964

Çözeltilerin konsantrasyonunu ifade etmenin çeşitli yolları vardır.

Kütle fraksiyonu w Bir çözeltinin bileşeni, belirli bir çözelti kütlesinde bulunan belirli bir X bileşeninin kütlesinin tüm çözeltinin kütlesine oranı olarak tanımlanır. M . Kütle kesri boyutsuz bir miktardır, bir birimin kesirleri olarak ifade edilir:

(0 1). (3.1)

Kütle yüzdesi

kütle fraksiyonunun 100 ile çarpılmasını temsil eder:

(0% 100%), (3.2)

Nerede w(X ) – çözelti bileşeninin kütle oranı X; m(X ) çözüm bileşeninin kütlesidir X; M – çözümün toplam kütlesi.

Mol fraksiyonu N Bir çözeltinin bileşeni, belirli bir X bileşeninin madde miktarının çözeltideki tüm bileşenlerin toplam madde miktarına oranına eşittir.

Bir çözünen madde ve bir çözücüden (örneğin, H 2 O) oluşan ikili bir çözelti için, çözünen maddenin mol kesri şöyledir:

. (3.3)

Mol yüzdesi

mol fraksiyonunun 100 ile çarpılmasını temsil eder:

N(X), % = (N(X)·100)%. (3.4)

Hacim fraksiyonu

J Bir çözeltinin bileşeni, belirli bir X bileşeninin hacminin çözeltinin toplam hacmine oranı olarak tanımlanır. V . Hacim kesri boyutsuz bir miktardır ve bir birimin kesirleri olarak ifade edilir:

(0 1). (3.5)

Hacim yüzdesi

hacim kesrinin 100 ile çarpılmasını temsil eder.

Molarite cm, çözünmüş madde X miktarının çözelti V hacmine oranı olarak tanımlanır:

. (3.6)

Molaritenin temel birimi mol/L'dir. Molar konsantrasyonun kaydedilmesine bir örnek: s m (H 2 SO 4 ) = 0,8 mol/l veya 0,8M.

Normallik cn, çözünmüş bir X maddesinin eşdeğer sayısının V çözeltisinin hacmine oranı olarak tanımlanır:

Normalliğin temel birimi mol-eq/l'dir. Normal bir konsantrasyonun kaydedilmesine bir örnek: s n (H 2 SO 4 ) = 0,8 mol-eşdeğer/l veya 0,8n.

Titre T, 1 ml veya 1 cm3 çözelti içinde kaç gram çözünmüş madde X bulunduğunu gösterir:

burada m(X), çözünmüş X maddesinin kütlesidir, V, çözeltinin ml cinsinden hacmidir.

Bir m çözeltisinin molalitesi, 1 kg çözücü içinde çözünmüş X maddesinin miktarını gösterir:

burada n(X), çözünmüş X maddesinin mol sayısıdır, mо ise çözücünün kg cinsinden kütlesidir.

Mol (kütle ve hacim) oranı, bir çözeltideki bileşenlerin miktarlarının (sırasıyla kütle ve hacim) oranıdır.

Normallik cn'nin her zaman molarite cm'den büyük veya ona eşit olduğu akılda tutulmalıdır. Aralarındaki ilişki şu ifadeyle tanımlanır:

sm = sn ×f(X). (3.10)

Molariteyi normalliğe ve tam tersini dönüştürme becerisi kazanmak için tabloyu inceleyin. 3.1. Bu tablo, n ile normalliğe dönüştürülmesi gereken m ile molarite değerlerini ve m ile molariteye dönüştürülmesi gereken n ile normallik değerlerini gösterir.

Yeniden hesaplamayı denklem (3.10)'a göre yapıyoruz. Bu durumda çözümün normalliğini aşağıdaki denklemi kullanarak buluruz:

cn = cm /f(X). (3.11)

Hesaplama sonuçları tabloda verilmiştir. 3.2.

Tablo 3.1

Çözeltilerin molaritesini ve normalliğini belirlemek

Kimyasal dönüşüm türü
Değişim reaksiyonları			6N FeCl3
	1,5M Fe2 (SO4)3		0,1n Ba(OH)2
	asidik bir ortamda		tarafsız bir ortamda

Tablo 3.2

Molarite değerleri ve çözümlerin normalliği

Kimyasal dönüşüm türü
Değişim reaksiyonları		0,4n
	1,5M Fe2 (SO4)3		0,1n Ba(OH)2
Oksidasyon-redüksiyon reaksiyonları	Asidik ortamda 0,05M KMnO4		tarafsız bir ortamda

V hacimleri ile reaksiyona giren maddelerin cn normallikleri arasında bir ilişki vardır:

V 1 s n,1 =V 2 s n,2, (3.12)

pratik hesaplamalar için kullanılır.

Problem çözme örnekleri

Bu çözeltinin yoğunluğu 1,303 g/cm ise, ağırlıkça %40'lık bir sülfürik asit çözeltisinin molaritesini, normalliğini, molalitesini, titresini, mol fraksiyonunu ve mol oranını hesaplayın. 3 . Ağırlıkça %70 sülfürik asit çözeltisinin hacmini belirleyin (r = 1,611 g/cm3 ), bu asidin 2 litre 0,1 N çözeltisini hazırlamak için gerekli olacaktır.

2 litre 0,1 N sülfürik asit çözeltisi 0,2 mol eşdeğeri içerir; 0,1 mol veya 9,8 g %70 asit çözeltisinin kütlesi m = 9,8/0,7 = 14 g Asit çözeltisinin hacmi V = 14/1,611 = 8,69 ml.

100 L amonyak (n.a.) 5 litre suda çözüldü. NH3'ün kütle fraksiyonunu ve molar konsantrasyonunu hesaplayın elde edilen çözeltinin yoğunluğu 0,992 g/cm ise 3 .

100 litre amonyak kütlesi (n.s.) m = 17 100/22,4 = 75,9 g.

Çözeltinin kütlesi m = 5000 + 75,9 = 5075,9 g.

NH3'ün kütle oranı 75,9/5075,9 = 0,0149 veya %1,49'a eşittir.

NH3 maddesi miktarı 100/22,4 = 4,46 mol'e eşittir.

Çözelti hacmi V = 5,0759/0,992 = 5,12 l.

m = 4,46/5,1168 = 0,872 mol/l ile çözeltinin molaritesi.

10 ml 0,3 M baryum hidroksit çözeltisini nötralize etmek için kaç ml 0,1 M ortofosforik asit çözeltisi gerekecektir?

150 ml ağırlıkça %6,2'lik sodyum klorür çözeltisi hazırlamak için kaç ml ağırlıkça %2 ve %14'lük NaCl çözeltisi gereklidir?




3.2.NaCl çözeltilerinin yoğunlukları




3.4.Sulu bir çözelti içinde sodyum ortofosfat ile reaksiyona giren 0,2 N magnezyum sülfat çözeltisinin molaritesini belirleyin. 0,1 N'lik bir çözeltinin molaritesini belirleyin KMnO4

Asidik bir ortamda indirgeyici bir madde ile etkileşime girer.

MADDE MİKTARI VE KONSANTRASYONU:

BİR FORMDAN DİĞER BİR BİÇİME İFADE VE DÖNÜŞÜMLER

1. Temel teori

Temel terimler ve tanımlar . Maddenin kütlesi ve miktarları Yığın maddeler ( M ) gram cinsinden ölçülür ve Yığın miktar N ) benlerde. Bir maddeyi harfiyle belirtirsek X maddeler ( (, o zaman kütlesi şu şekilde belirlenebilir: ) X miktar (, o zaman kütlesi şu şekilde belirlenebilir: ) .

ve miktar – – Mol

0,012 kg karbon-12 izotopundaki atom sayısı kadar spesifik yapısal birim (molekül, atom, iyon vb.) içeren bir maddenin miktarı. Terimi kullanırken mol Terimi kullanırken terimin ifade ettiği parçacıklar belirtilmelidir. Buna göre "moleküllerin molü", "atomların molü", "iyonların molü" vb. söylenebilir. (örneğin, hidrojen moleküllerinin molleri, hidrojen atomlarının molleri, hidrojen iyonlarının molleri). 0,012 kg karbon-12 ~ 6,022x1023 karbon atomu içerdiğinden (Avogadro sabiti), bu durumda

- 6.022x10 23 yapısal element (moleküller, atomlar, iyonlar vb.) içeren bir miktar madde. Bir maddenin kütlesinin madde miktarına oranına denir

molar kütle. M (X M () = m ( M ()

)/N( Yani, molar kütle – (M) bir maddenin bir molünün kütlesidir . Temel sistemik 1 birim molar kütle kg/mol'dür ve pratikte g/mol'dür. Örneğin en hafif metal lityumun molar kütlesi M . Temel sistemik 1 birim molar kütle kg/mol'dür ve pratikte g/mol'dür. Örneğin en hafif metal lityumun molar kütlesi(CH4) = 16,043 g/mol. Sülfürik asidin molar kütlesi şu şekilde hesaplanır: M ( H 2 SO 4 ) = 196 gr / 2 mol = 96 g/mol.

Molar kütle dışındaki herhangi bir bileşik (madde), şu şekilde karakterize edilir: akrabamoleküler veya atom kütlesi. Ayrıca var eş değer ağırlık e, moleküler değerin eşdeğerlik faktörüyle çarpımına eşittir (aşağıya bakınız).

Bağıl molekül ağırlığı (M R ) – Bu bir bileşiğin molar kütlesinin bir karbon-12 atomunun molar kütlesinin 1/12'sine bölünmesiyle elde edilir.Örneğin, . Temel sistemik 1 birim molar kütle kg/mol'dür ve pratikte g/mol'dür. Örneğin en hafif metal lityumun molar kütlesi R(CH4) = 16.043. Bağıl molekül ağırlığı boyutsuz bir miktardır.

Bağıl atom kütlesi (A R ) – bir maddenin atomunun molar kütlesinin bir karbon-12 atomunun molar kütlesinin 1/12'sine bölümüdür. Örneğin, A R(Li) = 6,039.

Konsantrasyon . Bir sistemdeki bir maddenin miktarının veya kütlesinin bu sistemin hacmine veya kütlesine oranına denir. konsantrasyon. Konsantrasyonu ifade etmenin birkaç yolu vardır. Rusya'da konsantrasyon çoğunlukla büyük harf C ile gösterilir; bu, öncelikle anlamına gelir. kütle konsantrasyonu, çevresel izlemede konsantrasyon için en sık kullanılan ifade biçimi olarak haklı olarak kabul edilir (MAC değerleri bu biçimde ölçülür).

Kütle konsantrasyonu (İLE veya β) – bir sistemde (çözelti) bulunan bir bileşenin kütlesinin bu sistemin hacmine oranı (V). Bu, Rus analistler arasında konsantrasyonu ifade etmenin en yaygın şeklidir.

β (X) =maddeler ( ( M () / V (karışımlar )

Kütle konsantrasyonu ölçüm birimi - kg/m3 veya g/m3, kg/dm3 veya g/dm3 (g/l), kg/cm3 veya g/cm3 (g/ml), μg/ l veya µg/ml, vb. Bir boyuttan diğerine aritmetik dönüşümler çok zor değildir ancak dikkat gerektirir. Örneğin hidroklorik (hidroklorik) asidin kütle konsantrasyonu İLE(HCl) = 40 gr / 1 l = 40 g/l = 0,04 g/ml = 4·10 – 5 µg/l, vb. Kütle konsantrasyonunun belirlenmesi İLE molar konsantrasyonun belirlenmesiyle karıştırılmamalıdır ( İle), aşağıda tartışılmaktadır.

Tipik oranlar β (X): 1000 µg/l = 1 µg/ml = 0,001 mg/ml.

Hacimsel analizde (titrimetri), kütle konsantrasyonunun biçimlerinden biri kullanılır - titre. Titre çözüm (T) - Bu Bir santimetre küpte bulunan bir maddenin kütlesi veyabir mililitrede çözüm.

Titre ölçüm birimleri - kg/cm3, g/cm3, g/ml, vb.

Molalite (B) -- çözünen madde miktarının oranı ( V mol) çözücünün kütlesine ( V kilogram).

B ( ) benlerde. Bir maddeyi harfiyle belirtirsek) = miktar ( M () / maddeler ( ( çözücü) = miktar ( M () / maddeler ( ( R )

Molalite birimi -- mol/kg. Örneğin, B(HCl/H20) = 2 mol/kg. Molal konsantrasyonu esas olarak konsantre çözeltiler için kullanılır.

Molnaya (!) paylaşmak (X) - Sistemde bulunan belirli bir bileşenin (mol cinsinden) madde miktarının toplam madde miktarına (mol cinsinden) oranı.

X ( X) =miktar ( M () / miktar ( M () + miktar ( e)

Mol kesri bir birimin kesirleri, yüzde (%), ppm (%'nin binde biri) ve milyonda biri (milyon –1, ppm), milyarda biri (milyar –1, ppb), trilyonda biri (trilyon –1, ppt), vb. kesirler, ancak ölçü birimi hala orandır - Terimi kullanırken / mol.Örneğin, X ( C2H6) = 2 mol / 2 mol + 3 mol = 0,4 (%40).

Kütle fraksiyonu (ω) – bir sistemde bulunan belirli bir bileşenin kütlesinin o sistemin toplam kütlesine oranı.

ω ( ) benlerde. Bir maddeyi harfiyle belirtirsek) = maddeler ( ( M () / maddeler ( (karışımlar )

Kütle fraksiyonu oranlarla ölçülür kilogram/kilogram (G/G). Ayrıca bir birimin kesirleri, yüzde (%), ppm, milyonda biri, milyarda biri vb. olarak ifade edilebilir. hisseler Belirli bir bileşenin yüzde olarak ifade edilen kütle oranı, 100 g çözelti içinde bu bileşenin kaç gramının bulunduğunu gösterir.

Örneğin, şartlı olarak ω ( KCI ) = 12 gr / 12 gr + 28 gr = 0,3 (%30).

0 hacim oranı (φ) – İçerisindeki bir bileşenin hacminin oranısistemin toplam hacmine göre.

φ ( ) benlerde. Bir maddeyi harfiyle belirtirsek) = v ( M () / v ( M () + v ( e)

Hacim fraksiyonu l/l veya ml/ml oranlarında ölçülür ve ayrıca birim, yüzde, ppm, ppm vb. fraksiyonlar halinde de ifade edilebilir. hisseler Örneğin, bir gaz karışımındaki oksijenin hacim oranı şöyledir: φ (Ç2 ) =0,15 l / 0,15 l + 0,56 l.

azı dişleri (molar)konsantrasyon (İle) - bir sistemde (örneğin bir çözeltide) bulunan madde miktarının (mol cinsinden) bu sistemin hacmi V'ye oranı.

İle( ) benlerde. Bir maddeyi harfiyle belirtirsek) = miktar ( M () / V (karışımlar )

Molar konsantrasyonun ölçüm birimi mol/m3'tür (çoklu türev, SI – mol/l). Örneğin, C (H 2 S0 4) = 1 mol/l, İle(KOH) = 0,5 mol/l. Konsantrasyonu 1 mol/l olan çözeltiye denir. azı dişleri çözüm ve 1 M'lik bir çözelti olarak belirtilir (sayıdan sonraki bu M harfini daha önce belirtilen molar kütle tanımıyla, yani madde miktarıyla karıştırmayın) . Temel sistemik 1 birim molar kütle kg/mol'dür ve pratikte g/mol'dür. Örneğin en hafif metal lityumun molar kütlesi). Buna göre konsantrasyonu 0,5 mol/1 olan bir çözelti, 0,5 M (yarım molar çözelti) olarak adlandırılır; 0,1 mol/l – 0,1 M (ondalık çözelti); 0,01 mol/l – 0,01 M (santimolar çözelti), vb.

Konsantrasyonu ifade etmenin bu biçimi analitikte de sıklıkla kullanılır.

Normal (eş değer)konsantrasyon (N), molar konsantrasyon eşdeğeri (İLE eşdeğer. ) - Bu çözeltideki eşdeğer madde miktarının oranı(mol) bu çözümün hacmine(l).

N = İLE eşitlik ( ) benlerde. Bir maddeyi harfiyle belirtirsek) = miktar (1/ ZM () / V (karışımlar )

Reaksiyona giren parçacıkların eşdeğer olduğu madde miktarına (mol cinsinden) denir. eşdeğer madde miktarımiktar ah (1/ Z M () = miktar ah (X).

Normal konsantrasyonun (“normallik”) ölçüm birimi de mol/l'dir (çoklu türev, SI). Örneğin C eşdeğeri(1/3 A1C1 3) = 1 mol/l. Bir litresi 1 mol madde eşdeğeri içeren bir çözelti normal olarak adlandırılır ve 1 N ile gösterilir. Buna göre 0,5 n (“beşdesinormal”) olabilirler; 0,01 n (centinormal"), vb. çözümler.

Şunu belirtmek gerekir ki, kavram denklik Kimyasal reaksiyonlarda reaktantların belirlenmesi analitik kimyanın temel prensiplerinden biridir. Kimyasal analiz sonuçlarının (özellikle titrimetride) hesaplamaları genellikle eşdeğerliğe dayanır. İlgili birkaç temel terimi ele alalım. kavram analitiği teorisi.

Eşdeğerlik faktörü- X maddesinin gerçek bir parçacığının (örneğin, X maddesinin bir molekülü) ne kadarının bir hidrojen iyonuna (belirli bir asit-baz reaksiyonunda) veya bir elektrona (belirli bir redoks reaksiyonunda) eşdeğer olduğunu gösteren bir sayı. Eşdeğerlik faktörü F eşitlik(X), belirli bir kimyasal işlemdeki stokiyometriye (dahil olan parçacıkların oranı) dayalı olarak hesaplanır:

F eşitlik(X) = 1/Zx

burada Z x . - ikame edilmiş veya bağlanmış hidrojen iyonlarının sayısı (asit-baz reaksiyonları için) veya verilen veya kabul edilen elektronların sayısı (redoks reaksiyonları için);

X maddenin kimyasal formülüdür.

Eşdeğerlik faktörü her zaman bire eşit veya birden küçüktür. Bağıl molekül ağırlığı ile çarpıldığında değeri verir. eşdeğer kütle (E).

Reaksiyon için

H2S04 + 2 NaOH = Na2S04 + 2 H2

F eşitlik(H2S04) = 1/2, F eşitlik(NaOH) = 1

F eşitlik(H2S04) = 1/2, yani. bu, ½ molekül sülfürik asidin belirli bir reaksiyon için 1 hidrojen iyonu (H +) verdiği anlamına gelir ve buna göre F eşitlik(NaOH) = 1, bu reaksiyonda bir NaOH molekülünün bir hidrojen iyonuyla birleştiği anlamına gelir.

Reaksiyon için

10 FeSO 4 + 2 KMnO 4 + 8 H 2 SO 4 = 5 Fe 2 (SO 4) 3 + 2 MnSO 4 + K 2 SO 4 + 8 H 2 O

2 MnO 4 - + 8H + +5e - → Mn 2+ – 2e - + 4 H 2 O

5 Fe 2+ – 2e - → Fe 3+

F eşitlik(KMnO 4) = 1/5 (asidik ortam), yani. Bu reaksiyondaki KMnO 4 molekülünün 1/5'i 1 elektrona eşdeğerdir. Aynı zamanda F eşitlik(Fe 2+) = 1, yani. bir demir(II) iyonu da 1 elektrona eşdeğerdir.

Eş değer X maddesi, belirli bir asit-baz reaksiyonunda bir hidrojen olmayana veya belirli bir redoks reaksiyonunda - bir elektrona eşdeğer olan gerçek veya koşullu bir parçacıktır.

Eşdeğer kayıt formu: F eşitlik(X) X (tabloya bakınız) veya basitleştirilmiş E x, burada X, maddenin kimyasal formülüdür; [E x = F eşitlik(X) X]. Eşdeğeri boyutsuzdur.

Asit eşdeğeri(veya baz) - belirli bir titrasyon reaksiyonunda bir hidrojen iyonu serbest bırakan veya onunla birleşen veya başka bir şekilde ona eşdeğer olan, belirli bir maddenin böyle bir koşullu parçacığı.

Örneğin, yukarıdaki reaksiyonların ilki için sülfürik asidin eşdeğeri, ½ H2S04 formundaki geleneksel bir parçacıktır; F eşitlik(H2S04) = 1/Z = ½;

EH2S04 = ½ H2S04. Oksitlenmeye eşdeğer (veya iyileşiyor) maddeler

- bu, belirli bir kimyasal reaksiyonda bir elektronu bağlayabilen veya onu serbest bırakabilen veya başka bir şekilde bu bir elektrona eşdeğer olabilecek, belirli bir maddenin o kadar koşullu bir parçacığıdır.

Örneğin, asidik bir ortamda permanganat ile oksidasyon sırasında, potasyum permanganatın eşdeğeri, 1/5 KMnO4 formundaki geleneksel bir parçacıktır; EKMpO4 =1/5KMpO4.

Bir maddenin eşdeğeri, maddenin dahil olduğu reaksiyona bağlı olarak değişebileceğinden, uygun reaksiyonun belirtilmesi gerekir.

Örneğin, H3PO4 + NaOH = NaH2PO4 + H20 reaksiyonu için

fosforik asit EH3P04'ün eşdeğeri == 1 H3P04.

H3PO4 + 2 NaOH = Na2HPO4 + 2 H20 reaksiyonu için

eşdeğeri E N 3 RO 4 == ½ N 3 RO 4 ,'dir. Konsept göz önüne alındığında yalvarıyor her türlü koşullu parçacığı kullanmanıza olanak tanır, konsepti verebilirsiniz maddenin eşdeğerinin molar kütlesi Terimi kullanırken X. Bunu hatırlayın

- bu, 12 g karbon izotopu 12 C'de (6.02 10 23) bulunan atom sayısı kadar gerçek veya koşullu parçacık içeren bir maddenin miktarıdır. Gerçek parçacıklar derken atomlar, iyonlar, moleküller, elektronlar vb. anlaşılmalıdır ve koşullu parçacıklar da (örneğin, asidik bir ortamda O/B reaksiyonu durumunda KMnO4 molekülünün 1/5'i) anlaşılmalıdır. veya sodyum hidroksit ile reaksiyonlarda bir H2S04 molekülünün ½'si. – Madde eşdeğerinin molar kütlesi F eşitlik bu maddenin bir mol eşdeğerinin eşdeğerlik faktörünün çarpımına eşit kütlesi (X) maddenin molar kütlesi başına

M(X)1 . F eşitlik Molar kütle eşdeğeri M [ F eşitlik(X) X] veya eşitliği dikkate alarak E x =

(X) X, M [E x] ile gösterilir: F eşitlik M (Ex)=

(X)M(X); M [E x ] = M (X) / Z

Örneğin KMnO 4 eşdeğerinin molar kütlesi

M (ECMpO4) = 1/5 KMPO4 = M1/5 KMPO4 = 31,6 g/mol.

Bu, 1/5KMn04 formundaki geleneksel parçacıkların bir molünün kütlesinin 31,6 g/mol olduğu anlamına gelir. Benzer şekilde, sülfürik asit M ½ H2S04 eşdeğerinin molar kütlesi = 49 g/mol; fosforik asit M ½ H3P04 = 49 g/mol, vb. Uluslararası Sistemin (SI) gereklerine uygun olarak,çözümlerin konsantrasyonunu ifade etmenin ana yoludur, ancak daha önce de belirtildiği gibi pratikte daha sık kullanılır kütle konsantrasyonu.

Çözümlerin konsantrasyonunu ifade etme yöntemleri arasındaki temel formülleri ve ilişkileri ele alalım (bkz. Tablo 1 ve 2).

İhtiyacın olacak

• Görevinizin hangi seçeneğe ait olduğunu belirlemeniz gerekiyor. İlk seçenekte periyodik tabloya ihtiyacınız olacak. İkinci durumda, çözümün iki bileşenden oluştuğunu bilmeniz gerekir: bir çözünen ve bir çözücü. Ve çözümün kütlesi bu iki bileşenin kütlelerine eşittir.

Talimatlar

Sorunun ilk versiyonu durumunda:
Mendeleev'e göre bir maddenin molar kütlesini buluyoruz. Bir maddeyi oluşturan atom kütlelerinin molar toplamı.

Örneğin, kalsiyum hidroksit Ca(OH)2'nin molar kütlesi (Mr): Mr(Ca(OH)2) = Ar(Ca) + (Ar(O) + Ar(H))*2 = 40 + (16 + 1) *2 = 74.

Suyu dökebileceğiniz bir ölçü kabı yoksa bulunduğu kabın hacmini hesaplayınız. Hacim her zaman taban alanı ve yüksekliğin çarpımına eşittir ve sabit şekilli kaplarda genellikle sorun olmaz. Hacim su kavanozun içindeki su dolu yüksekliğin yuvarlak tabanın alanına eşit olacaktır. Yoğunluğu çarparak mı? hacim başına su V, alacaksın yığın su m: m=?*V.

Konuyla ilgili video

lütfen aklınızda bulundurun

Suyun miktarını ve molar kütlesini bilerek kütleyi belirleyebilirsiniz. Suyun molar kütlesi 18'dir çünkü molar kütleleri 2 hidrojen atomu ve 1 oksijen atomundan oluşur. MH2O = 2MH+MO=2 1+16=18 (g/mol). m=n*M, burada m suyun kütlesidir, n miktardır, M molar kütledir.

Kütle kesri nedir eleman? Adından, bunun kütle oranını gösteren bir miktar olduğunu anlayabilirsiniz. eleman, maddenin bileşimine dahil olan ve bu maddenin toplam kütlesi. Bir birimin kesirleriyle ifade edilir: yüzde (yüzde bir), ppm (bin) vb. Bir şeyin kütlesini nasıl hesaplayabilirsiniz? eleman?

Talimatlar

Netlik sağlamak için, iyi bilinen karbonu düşünün; o olmadan . Karbon bir madde ise (örneğin), kütlesi paylaşmak güvenli bir şekilde bir veya %100 olarak alınabilir. Elbette elmas başka elementlerin safsızlıklarını da içerir, ancak çoğu durumda ihmal edilebilecek kadar küçük miktarlarda. Ancak veya gibi karbon modifikasyonlarında safsızlık içeriği oldukça yüksektir ve ihmal edilmesi kabul edilemez.

Karbon karmaşık bir maddenin parçasıysa, aşağıdaki şekilde ilerlemelisiniz: maddenin tam formülünü yazın, ardından her birinin molar kütlesini bilin. eleman Bileşiminde yer alan bu maddenin tam molar kütlesini hesaplayın (tabii ki her birinin “indeksini” dikkate alarak) eleman). Bundan sonra kütleyi belirleyin paylaşmak, toplam molar kütlenin bölünmesi eleman maddenin molar kütlesi başına.

Örneğin, bir kütle bulmanız gerekiyor paylaşmak asetik asitteki karbon. Asetik asidin formülünü yazın: CH3COOH. Hesaplamaları kolaylaştırmak için şu forma dönüştürün: C2H4O2. Bu maddenin molar kütlesi elementlerin molar kütlelerinin toplamıdır: 24 + 4 + 32 = 60. Buna göre bu maddedeki karbonun kütle oranı şu şekilde hesaplanır: 24/60 = 0,4.

Yüzde olarak hesaplamak gerekirse sırasıyla 0,4 * 100 = %40. Yani her asetik asit (yaklaşık) 400 gram karbon içerir.

Elbette diğer tüm elementlerin kütle kesirleri tamamen benzer şekilde bulunabilir. Örneğin aynı asetik asitteki kütle şu şekilde hesaplanır: 32/60 = 0,533 veya yaklaşık %53,3; ve hidrojenin kütle oranı 4/60 = 0,666 veya yaklaşık %6,7'dir.

Kaynaklar:

• elementlerin kütle kesirleri

Bir maddenin kütle oranı, içeriğini daha karmaşık bir yapıda, örneğin bir alaşım veya karışımda gösterir. Bir karışımın veya alaşımın toplam kütlesi biliniyorsa, bileşen maddelerinin kütle kesirleri bilinerek bunların kütleleri bulunabilir. Bir maddenin kütle kesrini, onun kütlesini ve tüm karışımın kütlesini bilerek bulabilirsiniz. Bu değer kesir veya yüzde olarak ifade edilebilir.