ვარსკვლავის ამბები
მოცულობითი ფრაქცია. გაკვეთილის შეჯამება "გაზის მოცულობითი წილი ნარევში" აირების მოცულობითი წილი ნარევის ფორმულაში
სტატიაში განიხილება ისეთი კონცეფცია, როგორიცაა მასის წილი. მოცემულია მისი გამოთვლის მეთოდები. ასევე აღწერილია რაოდენობების განმარტებები, რომლებიც მსგავსია ბგერით, მაგრამ განსხვავებული ფიზიკური მნიშვნელობით. ეს არის მასობრივი წილადები ელემენტისა და მოსავლიანობისთვის.
სიცოცხლის აკვანი - გამოსავალი
წყალი არის სიცოცხლის წყარო ჩვენს ულამაზეს ლურჯ პლანეტაზე. ეს გამოთქმა საკმაოდ ხშირად გვხვდება. თუმცა, რამდენიმე ადამიანი, გარდა სპეციალისტებისა, ფიქრობს: სინამდვილეში, პირველი ბიოლოგიური სისტემების განვითარების სუბსტრატი იყო ნივთიერებების ხსნარი და არა ქიმიურად სუფთა წყალი. რა თქმა უნდა, მკითხველს წააწყდა გამოთქმა „პირველადი ბულიონი“ პოპულარულ ლიტერატურასა თუ გადაცემებში.
ის წყაროები, რომლებმაც სიცოცხლის განვითარება რთული ორგანული მოლეკულების სახით დაიწყო, ჯერ კიდევ კამათობენ. ზოგიერთი კი ვარაუდობს არა მხოლოდ ბუნებრივ და ძალიან იღბლიან დამთხვევას, არამედ კოსმიურ ჩარევას. უფრო მეტიც, ჩვენ საერთოდ არ ვსაუბრობთ მითურ უცხოპლანეტელებზე, არამედ ამ მოლეკულების შექმნის სპეციფიკურ პირობებზე, რომლებიც შეიძლება არსებობდეს მხოლოდ ატმოსფეროს გარეშე პატარა კოსმოსური სხეულების ზედაპირზე - კომეტები და ასტეროიდები. ამრიგად, უფრო სწორი იქნება იმის თქმა, რომ ორგანული მოლეკულების ხსნარი არის ყველა ცოცხალი არსების აკვანი.
წყალი, როგორც ქიმიურად სუფთა ნივთიერება
მიუხედავად უზარმაზარი მარილიანი ოკეანეებისა და ზღვების, სუფთა ტბებისა და მდინარეებისა, წყალი ძალიან იშვიათად გვხვდება ქიმიურად სუფთა სახით, ძირითადად სპეციალურ ლაბორატორიებში. შეგახსენებთ, რომ შიდა სამეცნიერო ტრადიციაში, ქიმიურად სუფთა ნივთიერება არის ნივთიერება, რომელიც შეიცავს მინარევების მასის ფრაქციის არაუმეტეს ათიდან მინუს მეექვსე ხარისხს.
უცხო კომპონენტებისგან სრულიად თავისუფალი მასის მიღება წარმოუდგენელ ხარჯებს მოითხოვს და იშვიათად ამართლებს თავს. იგი გამოიყენება მხოლოდ გარკვეულ ინდუსტრიებში, სადაც ერთმა უცხო ატომმაც კი შეიძლება გააფუჭოს ექსპერიმენტი. გაითვალისწინეთ, რომ ნახევარგამტარული ელემენტები, რომლებიც ქმნიან დღევანდელი მინიატურული ტექნოლოგიის საფუძველს (სმარტფონებისა და ტაბლეტების ჩათვლით), ძალიან მგრძნობიარეა მინარევების მიმართ. მათი შექმნისას საჭიროა სრულიად დაუბინძურებელი გამხსნელები. თუმცა, პლანეტის მთელ სითხესთან შედარებით, ეს უმნიშვნელოა. როგორ ხდება, რომ ფართოდ გავრცელებული წყალი, რომელიც გაჟღენთილია ჩვენს პლანეტაზე, ასე იშვიათად გვხვდება მისი სუფთა სახით? ცოტას ქვემოთ აგიხსნით.
იდეალური გამხსნელი
წინა ნაწილში დასმულ კითხვაზე პასუხი წარმოუდგენლად მარტივია. წყალს აქვს პოლარული მოლეკულები. ეს ნიშნავს, რომ ამ სითხის ყველა უმცირეს ნაწილაკში დადებითი და უარყოფითი პოლუსები ერთმანეთისგან არ არის ერთმანეთისგან დიდად დაშორებული, არამედ განცალკევებული. ამ შემთხვევაში, სტრუქტურები, რომლებიც წარმოიქმნება თუნდაც თხევად წყალში, ქმნიან დამატებით (ე.წ. წყალბადის) ბმებს. და მთლიანობაში ეს იძლევა შემდეგ შედეგს. წყალში შემავალი ნივთიერება (რა მუხტიც არ უნდა ჰქონდეს მას) სითხის მოლეკულებით იშლება. გახსნილი მინარევის თითოეული ნაწილაკი დაფარულია წყლის მოლეკულების უარყოფითი ან დადებითი მხარეებით. ამრიგად, ამ უნიკალურ სითხეს შეუძლია დაშალოს მრავალფეროვანი ნივთიერებების ძალიან დიდი რაოდენობა.
მასობრივი წილის კონცეფცია ხსნარში
შედეგად მიღებული ხსნარი შეიცავს მინარევის გარკვეულ ნაწილს, რომელსაც ეწოდება "მასური ფრაქცია". თუმცა ეს გამოთქმა ხშირად არ ჩნდება. კიდევ ერთი ტერმინი, რომელიც ხშირად გამოიყენება არის "კონცენტრაცია". მასობრივი წილი განისაზღვრება კონკრეტული თანაფარდობით. ჩვენ არ მივცემთ ფორმულურ გამოთქმას, ის საკმაოდ მარტივია, მოდით უკეთ ავხსნათ ფიზიკური მნიშვნელობა. ეს არის ორი მასის თანაფარდობა - მინარევები ხსნართან. მასური წილი არის განზომილებიანი სიდიდე. განსხვავებულად გამოხატულია კონკრეტული ამოცანებიდან გამომდინარე. ანუ, ერთეულის წილადებში, თუ ფორმულა შეიცავს მხოლოდ მასის თანაფარდობას და პროცენტებში - თუ შედეგი გამრავლებულია 100%-ზე.
ხსნადობა
H 2 O-ს გარდა სხვა გამხსნელებიც გამოიყენება. გარდა ამისა, არის ნივთიერებები, რომლებიც ფუნდამენტურად არ თმობენ თავიანთ მოლეკულებს წყალს. მაგრამ ისინი ადვილად იხსნება ბენზინში ან ცხელ გოგირდმჟავაში.
არსებობს სპეციალური ცხრილები, რომლებიც გვიჩვენებს, თუ რამდენი მასალა დარჩება სითხეში. ამ მაჩვენებელს ეწოდება ხსნადობა და ეს დამოკიდებულია ტემპერატურაზე. რაც უფრო მაღალია ის, მით უფრო აქტიურად მოძრაობენ გამხსნელის ატომები ან მოლეკულები და უფრო მეტი მინარევების შთანთქმა შეუძლია.
ხსნარში გახსნილი ნივთიერების პროპორციის განსაზღვრის ვარიანტები
ვინაიდან ქიმიკოსებისა და ტექნოლოგების, ასევე ინჟინრებისა და ფიზიკოსების ამოცანები შეიძლება განსხვავებული იყოს, წყალში გახსნილი ნივთიერების ნაწილი განსხვავებულად განისაზღვრება. მოცულობითი ფრაქცია გამოითვლება როგორც მინარევების მოცულობა ხსნარის მთლიან მოცულობამდე. გამოიყენება სხვა პარამეტრი, მაგრამ პრინციპი იგივე რჩება.
მოცულობითი წილი რჩება განზომილებიანი, გამოხატული როგორც ერთეულის წილადები ან პროცენტულად. მოლარობა (ასევე უწოდებენ "მოლური მოცულობითი კონცენტრაცია") არის ხსნარის მოლების რაოდენობა ხსნარის მოცემულ მოცულობაში. ეს განსაზღვრება უკვე მოიცავს ერთი სისტემის ორ სხვადასხვა პარამეტრს და ამ რაოდენობის განზომილება განსხვავებულია. იგი გამოიხატება მოლებით ლიტრზე. ყოველი შემთხვევისთვის, გავიხსენოთ, რომ მოლი არის ნივთიერების რაოდენობა, რომელიც შეიცავს მოლეკულების ან ატომების დაახლოებით ათიდან ოცდამესამე ხარისხს.
ელემენტის მასური წილის კონცეფცია
ეს მნიშვნელობა მხოლოდ ირიბად არის დაკავშირებული გადაწყვეტილებებთან. ელემენტის მასობრივი წილი განსხვავდება ზემოთ განხილული კონცეფციისგან. ნებისმიერი რთული ქიმიური ნაერთი შედგება ორი ან მეტი ელემენტისგან. თითოეულს აქვს თავისი შედარებითი მასა. ეს მნიშვნელობა გვხვდება მენდელეევის ქიმიურ სისტემაში. იქ იგი მითითებულია არა მთელი რიცხვებით, მაგრამ სავარაუდო პრობლემებისთვის მნიშვნელობა შეიძლება დამრგვალდეს. რთული ნივთიერების შემადგენლობა მოიცავს თითოეული ტიპის ატომების გარკვეულ რაოდენობას. მაგალითად, წყალში (H 2 O) არის წყალბადის ორი ატომი და ერთი ჟანგბადი. თანაფარდობა მთელი ნივთიერების ფარდობით მასასა და მოცემულ ელემენტს შორის პროცენტულად იქნება ელემენტის მასური წილი.
გამოუცდელი მკითხველისთვის ეს ორი ცნება შეიძლება ახლოს ჩანდეს. და საკმაოდ ხშირად ისინი ერთმანეთში აირია. მოსავლიანობის მასობრივი წილი ეხება არა ხსნარებს, არამედ რეაქციებს. ნებისმიერი ქიმიური პროცესი ყოველთვის ხდება კონკრეტული პროდუქტების წარმოებით. მათი მოსავლიანობა გამოითვლება ფორმულების გამოყენებით, რაც დამოკიდებულია რეაქტიულ ნივთიერებებზე და პროცესის პირობებზე. უბრალოდ მასური წილისგან განსხვავებით, ამ მნიშვნელობის დადგენა არც ისე ადვილია. თეორიული გამოთვლები ვარაუდობს ნივთიერების მაქსიმალურ შესაძლო რაოდენობას რეაქციის პროდუქტში. თუმცა, პრაქტიკა ყოველთვის იძლევა ოდნავ მცირე მნიშვნელობას. ამ შეუსაბამობის მიზეზები მდგომარეობს ენერგიის განაწილებაში თუნდაც ძალიან გაცხელებულ მოლეკულებს შორის.
ამრიგად, ყოველთვის იქნება „ყველაზე ცივი“ ნაწილაკები, რომლებიც ვერ შეძლებენ რეაგირებას და დარჩებიან თავდაპირველ მდგომარეობაში. გამოსავლიანობის მასობრივი წილის ფიზიკური მნიშვნელობა არის ის, თუ რამდენი პროცენტია რეალურად მიღებული ნივთიერებიდან თეორიულად გამოთვლილიდან. ფორმულა წარმოუდგენლად მარტივია. პრაქტიკულად მიღებული პროდუქტის მასა იყოფა პრაქტიკულად გამოთვლილის მასაზე და მთელი გამოხატულება მრავლდება ასი პროცენტით. გამოსავლიანობის მასური წილი განისაზღვრება რეაქტანტის მოლების რაოდენობით. ნუ დაგავიწყდებათ ამის შესახებ. ფაქტია, რომ ნივთიერების ერთი მოლი არის მისი ატომების ან მოლეკულების გარკვეული რაოდენობა. მატერიის კონსერვაციის კანონის მიხედვით, წყლის ოცი მოლეკულა ვერ წარმოქმნის გოგირდმჟავას ოცდაათი მოლეკულას, ამიტომ პრობლემები ასე გამოითვლება. საწყისი კომპონენტის მოლების რიცხვიდან გამომდინარეობს შედეგისთვის თეორიულად შესაძლებელი მასა. შემდეგ, იმის ცოდნა, თუ რამდენი რეაქციის პროდუქტი იქნა წარმოებული, მოსავლიანობის მასობრივი წილი განისაზღვრება ზემოთ აღწერილი ფორმულის გამოყენებით.
კონცენტრაცია- მნიშვნელობა, რომელიც ახასიათებს ხსნარის რაოდენობრივ შემადგენლობას.
გახსნილი ნივთიერების კონცენტრაცია (არა ხსნარი) არის გახსნილი ნივთიერების რაოდენობის ან მისი მასის თანაფარდობა ხსნარის მოცულობასთან (მოლ/ლ, გ/ლ), ანუ ეს არის ჰეტეროგენული რაოდენობების თანაფარდობა. .
ის სიდიდეები, რომლებიც არის მსგავსი სიდიდეების თანაფარდობა (გახსნილი ნივთიერების მასის თანაფარდობა ხსნარის მასასთან, გახსნილი ნივთიერების მოცულობის თანაფარდობა ხსნარის მოცულობასთან) სწორად ე.წ. აქციები. თუმცა პრაქტიკაზეკომპოზიციის გამოხატვის ორივე ტიპისთვის გამოიყენება ტერმინი კონცენტრაციადა ისაუბრეთ ხსნარების კონცენტრაციაზე.
ხსნარების კონცენტრაციის გამოხატვის მრავალი გზა არსებობს.
მასური წილი (ასევე უწოდებენ პროცენტულ კონცენტრაციას)
მასური წილი არის გამხსნელი ნივთიერების მასის თანაფარდობა ხსნარის მასასთან. მასური წილი იზომება ერთეულის წილადებში.
მ 1 - გახსნილი ნივთიერების მასა, გ (კგ);
m არის ხსნარის მთლიანი მასა, გ (კგ).
გახსნილი ნივთიერების მასური ფრაქცია w (B) ჩვეულებრივ გამოიხატება როგორც ერთეულის წილადი ან პროცენტულად. მაგალითად, წყალში გახსნილი ნივთიერების - CaCl 2 მასური წილი არის 0,06 ან 6%. ეს ნიშნავს, რომ კალციუმის ქლორიდის ხსნარი მასით 100 გ შეიცავს კალციუმის ქლორიდს 6 გ და წყალს 94 გ.
მაგალითი: რამდენი გრამი ნატრიუმის სულფატი და წყალია საჭირო 300 გრ 5%-იანი ხსნარის მოსამზადებლად?
ამოხსნა: m (Na 2 SO 4) = w (Na 2 SO 4) / 100 = (5 300) / 100 = 15 (გ)
სადაც w (Na 2 SO 4)) არის მასური წილი %, m არის ხსნარის მასა გ მ-ში (H 2 O) = 300 გ - 15 გ = 285 გ.
ამრიგად, 300 გ 5% ნატრიუმის სულფატის ხსნარის მოსამზადებლად საჭიროა 15 გ Na 2 SO 4) და 285 გ წყალი.
კომპონენტის მასის პროცენტი, ω%
ω % =(m i /Σm i)*100
მოცულობითი ფრაქცია
მოცულობითი ფრაქცია არის გახსნილი ნივთიერების მოცულობის თანაფარდობა ხსნარის მოცულობასთან. მოცულობითი წილი იზომება ერთეულის ფრაქციებში ან პროცენტულად.
V 1 - გახსნილი ნივთიერების მოცულობა, ლ;
V - ხსნარის მთლიანი მოცულობა, ლ.
Არიან, იმყოფებიან ჰიდრომეტრები, შექმნილია გარკვეული ნივთიერებების ხსნარების კონცენტრაციის დასადგენად. ასეთი ჰიდრომეტრები დაკალიბრებულია არა სიმკვრივის მნიშვნელობებში, მაგრამ პირდაპირ ხსნარის კონცენტრაციის მნიშვნელობებში. საერთო გადაწყვეტილებებისთვის ეთილის სპირტი,რომლის კონცენტრაცია ჩვეულებრივ გამოიხატება მოცულობის პროცენტულად, ასეთ ჰიდრომეტრებს უწოდებენ ალკოჰოლის მრიცხველებს.
მოლარობა (მოლარული მოცულობის კონცენტრაცია)
მოლური კონცენტრაცია არის ხსნარის რაოდენობა (მოლების რაოდენობა) ხსნარის მოცულობის ერთეულზე. მოლური კონცენტრაცია იზომება მოლ/ლ (M) ან მმოლ/ლ (მმ). ასევე გავრცელებულია გამოთქმა „მოლარულობაში“. ამრიგად, ხსნარს, რომლის კონცენტრაციაა 0,5 მოლ/ლ, ეწოდება 0,5 მოლარს.
ν - გახსნილი ნივთიერების რაოდენობა, მოლი;
V - ხსნარის მთლიანი მოცულობა, ლ.
მოლური კონცენტრაცია იზომება მოლ/ლ-ში და აღინიშნება "M". მაგალითად, 2 M NaOH არის ნატრიუმის ჰიდროქსიდის ორმოლარიანი ხსნარი. ასეთი ხსნარის ერთი ლიტრი შეიცავს ნივთიერების 2 მოლს ან 80 გ.
მაგალითი: რამდენია კალიუმის ქრომატის მასა K 2 CrO 4 მოსამზადებლად გჭირდებათ 1,2 ლიტრი 0,1 მ ხსნარის მიღება?
ხსნარი: M(K 2 CrO 4) = C(K 2 CrO 4) V M(K 2 CrO 4) = 0,1 მოლ/ლ 1,2 ლ 194 გ/მოლი » 23,3 გ.
ამრიგად, 1,2 ლიტრი 0,1 M ხსნარის მოსამზადებლად საჭიროა აიღოთ 23,3 გ K 2 CrO 4 და გავხსნათ წყალში, ხოლო მოცულობა 1,2 ლიტრამდე მივიყვანოთ.
ჰაერი შეიცავს რამდენიმე სხვადასხვა გაზს: ჟანგბადს, აზოტს, ნახშირორჟანგს, კეთილშობილ გაზებს, წყლის ორთქლს და სხვა ნივთიერებებს. თითოეული ამ აირის შემცველობა სუფთა ჰაერში მკაცრად არის განსაზღვრული.
აირების ნარევის შედგენილობის გამოსახატავად რიცხვებში, ე.ი. რაოდენობრივად გამოიყენება სპეციალური მნიშვნელობა, რომელსაც ეწოდება ნარევის აირების მოცულობითი ფრაქცია.
ნარევში გაზის მოცულობითი წილი აღინიშნება ბერძნული ასო "ფი".
ნარევში გაზის მოცულობითი წილი არის მოცემული აირის მოცულობის თანაფარდობა ნარევის მთლიან მოცულობასთან:
რას აჩვენებს ნარევში გაზის მოცულობითი წილი ან, როგორც ამბობენ, რა ფიზიკური მნიშვნელობა აქვს ამ რაოდენობას? გაზის მოცულობითი წილი გვიჩვენებს, თუ რამდენს იკავებს მოცემული აირი ნარევის მთლიანი მოცულობიდან.
თუ შეგვეძლო 100 ლიტრი ჰაერის ცალკეულ აირისებრ კომპონენტებად გამოყოფა, მივიღებდით დაახლოებით 78 ლიტრ აზოტს, 21 ლიტრ ჟანგბადს, 30 მლ ნახშირორჟანგს, დარჩენილი მოცულობა შეიცავდა ე.წ. კეთილშობილ გაზებს (ძირითადად არგონს). და ზოგიერთი სხვა (სურ. 62).
| ბრინჯი. 62. ატმოსფერული ჰაერის შემადგენლობა |
მოდით გამოვთვალოთ ამ გაზების მოცულობითი წილადები ჰაერში:
ადვილი შესამჩნევია, რომ ნარევში ყველა აირის მოცულობითი წილადების ჯამი ყოველთვის უდრის 1-ს ან 100%-ს:
(აზოტი) + (მჟავა) + (ნახშირბადის გაზი) + (სხვა აირები) = 78% + 21% + 0.03% + 0.97% = 100%.
ჰაერი, რომელსაც ჩვენ ამოვისუნთქავთ, გაცილებით ღარიბია ჟანგბადით (მისი მოცულობითი წილი მცირდება 16%-მდე), მაგრამ ნახშირორჟანგის შემცველობა იზრდება 4%-მდე. ეს ჰაერი აღარ არის შესაფერისი სუნთქვისთვის. ამიტომ ოთახი, რომელშიც ბევრი ადამიანია, რეგულარულად უნდა იყოს ვენტილირებადი.
სამრეწველო ქიმიაში ხშირად აწყდება საპირისპირო პრობლემა: ნარევში გაზის მოცულობის განსაზღვრა ცნობილი მოცულობითი ფრაქციისგან.
მაგალითი. გამოთვალეთ ჟანგბადის მოცულობა 500 ლიტრ ჰაერში.
ნარევში გაზის მოცულობითი ფრაქციის განსაზღვრიდან ჩვენ გამოვხატავთ ჟანგბადის მოცულობას:
ვ(მაწონი) = ვ(ჰაერი) (მაწონი).
მოდით ჩავანაცვლოთ რიცხვები განტოლებაში და გამოვთვალოთ ჟანგბადის მოცულობა:
ვ(მაწონი) = 500 (ლ) 0,21 = 105 ლ.
სხვათა შორის, მიახლოებითი გამოთვლებისთვის, ჰაერში ჟანგბადის მოცულობითი წილი შეიძლება მივიღოთ 0,2, ან 20%.
ნარევში გაზების მოცულობითი ფრაქციების გაანგარიშებისას შეგიძლიათ გამოიყენოთ პატარა ხრიკი. იმის ცოდნა, რომ მოცულობითი წილადების ჯამი არის 100%, ნარევში "ბოლო" გაზისთვის ეს მნიშვნელობა შეიძლება სხვაგვარად გამოითვალოს.
დავალება.ვენერას ატმოსფეროს ანალიზმა აჩვენა, რომ 50 მლ ვენერას "ჰაერი" შეიცავს 48,5 მლ ნახშირორჟანგს და 1,5 მლ აზოტს. გამოთვალეთ აირების მოცულობითი წილადები პლანეტის ატმოსფეროში.
მოცემული:
ვ(ნარევები) = 50 მლ,
ვ(გაზის ნახშირბადი) = 48,5 მლ,
ვ(აზოტი) = 1,5 მლ.
იპოვე:
(გაზის კუთხე),
გამოსავალი
გამოვთვალოთ ნახშირორჟანგის მოცულობითი წილი ნარევში. ა-პრიორიტეტი:
მოდით გამოვთვალოთ ნარევში აზოტის მოცულობითი წილი, რადგან ვიცით, რომ ნარევში აირების მოცულობითი ფრაქციების ჯამი არის 100%:
(ნახშირბადის გაზი) + (აზოტი) = 100%,
(აზოტი) = 100% - (ნახშირბადის გაზი) = 100% - 97% = 3%.
უპასუხე.(ნახშირბადის გაზი) = 97%, (აზოტი) = 3%.
რა რაოდენობა გამოიყენება კომპონენტების შემცველობის გასაზომად სხვა ტიპის ნარევებში, მაგალითად ხსნარებში? ნათელია, რომ ამ შემთხვევაში მოუხერხებელია მოცულობითი ფრაქციის გამოყენება. ახალი რაოდენობა მოდის სამაშველოში, რომლის შესახებაც შემდეგ გაკვეთილზე შეიტყობთ.
1. რა არის კომპონენტის მოცულობითი წილი აირის ნარევში?
2. არგონის მოცულობითი წილი ჰაერში არის 0,9%. რა მოცულობის ჰაერია საჭირო 5 ლიტრი არგონის წარმოებისთვის?
3. ჰაერის გამოყოფით მიიღეს 224 ლიტრი აზოტი. რა მოცულობის ჟანგბადი და ნახშირორჟანგი იქნა მიღებული ამ შემთხვევაში?
4. მეთანის მოცულობითი წილი ბუნებრივ აირში არის 92%. ამ აირის ნარევის რა მოცულობა შეიცავს 4,6 მლ მეთანს?
5. შერეულია 6 ლიტრი ჟანგბადი და 2 ლიტრი ნახშირორჟანგი. იპოვეთ თითოეული აირის მოცულობითი წილი მიღებულ ნარევში.
მოცულობითი ფრაქცია არის ხსნარის მოცულობის თანაფარდობა ხსნარის მოცულობასთან. მოცულობითი წილი იზომება ერთეულის ფრაქციებში ან პროცენტულად.
სადაც: V 1 - გახსნილი ნივთიერების მოცულობა, ლ;
V -- ხსნარის მთლიანი მოცულობა, ლ.
როგორც ზემოთ აღინიშნა, არსებობს ჰიდრომეტრები, რომლებიც შექმნილია გარკვეული ნივთიერებების ხსნარების კონცენტრაციის დასადგენად. ასეთი ჰიდრომეტრები დაკალიბრებულია არა სიმკვრივის მნიშვნელობებში, არამედ უშუალოდ ხსნარის კონცენტრაციაში. ეთილის სპირტის საერთო ხსნარებისთვის, რომელთა კონცენტრაცია ჩვეულებრივ გამოიხატება მოცულობის პროცენტულად, ასეთ ჰიდრომეტრებს უწოდებენ ალკოჰოლის მრიცხველებს ან ანდრომეტრებს.
მოლარობა (მოლარული მოცულობის კონცენტრაცია)
მოლარობის კონცენტრაციის ხსნარი
მოლური კონცენტრაცია არის ერთ ლიტრ ხსნარში შემავალი მოლში გამოხატული გამხსნელის რაოდენობა. მოლური კონცენტრაცია SI სისტემაში იზომება მოლ/მ3-ში, მაგრამ პრაქტიკაში ბევრად უფრო ხშირად გამოხატულია მოლ/ლ ან მმოლ/ლ-ში.
შესაძლებელია კიდევ ერთი აღნიშვნა C M მოლური კონცენტრაციისთვის, რომელიც ჩვეულებრივ აღინიშნება M. ამრიგად, ხსნარს 0,5 მოლ/ლ კონცენტრაციით ეწოდება 0,5 მოლარი.
სადაც: n - გახსნილი ნივთიერების რაოდენობა, მოლი;
V -- ხსნარის მთლიანი მოცულობა, ლ.
ნივთიერების რაოდენობა მოლებში არის ნივთიერების ოდენობა, რომელიც ექვივალენტურია წყალბადის იონების მოლების რაოდენობის ან ელექტრონების მოლების რაოდენობას შესაბამის რეაქციებში.
მოლარობა გამოითვლება ორი გზით:
მეთოდი 1- ქიმიურად სუფთა ნივთიერების ზუსტი მასის მიხედვით ფორმულის გამოყენებით:
M=a*1000/E*V,
სადაც: a არის ქიმიურად სუფთა ნივთიერების ნიმუშის მასა, g;
E არის ქიმიურად სუფთა ნივთიერების ეკვივალენტის (ჩვეულებრივი ნაწილაკების) მოლური მასა, გ/მოლი;
V არის ნივთიერების მასის ტიტრირებისთვის გამოყენებული ხსნარის მოცულობა, მლ;
1000 არის მილილიტრის რაოდენობა 1 ლიტრ ხსნარში.
მეთოდი 2- ცნობილი კონცენტრაციის ტიტრირებული ხსნარიდან ფორმულის გამოყენებით:
M=M 0 *V 0 /V,
სადაც: M 0 - ნივთიერების ხსნარის მოლარულობა, რომლითაც განისაზღვრება ტიტრი (მოლ/ლ); V 0 - ხსნარის მოცულობა, რომლითაც დგინდება ტიტრი (მლ); V არის ხსნარის მოცულობა, რომლის მოლარობა დგინდება (მლ).
ნორმალური კონცენტრაცია (მოლარული კონცენტრაციის ექვივალენტი)
ნორმალური კონცენტრაცია არის მოცემული ნივთიერების ეკვივალენტების რაოდენობა 1 ლიტრ ხსნარში. ნორმალური კონცენტრაცია გამოიხატება mol-eq/l ან g-eq/l (იგულისხმება მოლური ეკვივალენტები). ასეთი ხსნარების კონცენტრაციის ჩასაწერად გამოიყენება აბრევიატურები "n" ან "N". მაგალითად, ხსნარს, რომელიც შეიცავს 0,1 მოლ-ეკვივ/ლ-ს, ეწოდება დეცინორმალური და იწერება როგორც 0,1 ნ.
სადაც: n - გახსნილი ნივთიერების რაოდენობა, მოლი; V -- ხსნარის მთლიანი მოცულობა, ლ; z -- ეკვივალენტური ნომერი.
ნორმალური კონცენტრაცია შეიძლება განსხვავდებოდეს რეაქციის მიხედვით, რომელშიც ნივთიერება მონაწილეობს. მაგალითად, H 2 SO 4-ის ერთმოლარიანი ხსნარი იქნება ერთი ნორმალური, თუ ის განზრახული იქნება ტუტესთან რეაქციაში წყალბადის სულფატის KHSO 4-ის წარმოქმნით და ორ-ნორმალური, თუ ის განზრახული იქნება რეაქციაში K2-ის წარმოქმნით. SO 4.
გაზის მოლური მოცულობა უდრის გაზის მოცულობის თანაფარდობას ამ აირის ნივთიერების რაოდენობასთან, ე.ი.
V m = V(X) / n(X),
სადაც V m არის გაზის მოლური მოცულობა - მუდმივი მნიშვნელობა მოცემულ პირობებში ნებისმიერი გაზისთვის;
V(X) – გაზის მოცულობა X;
n(X) – გაზის ნივთიერების რაოდენობა X.
აირების მოლური მოცულობა ნორმალურ პირობებში (ნორმალური წნევა p n = 101,325 Pa ≈ 101,3 kPa და ტემპერატურა T n = 273,15 K ≈ 273 K) არის V m = 22,4 ლ/მოლი.
იდეალური გაზის კანონები
გაზებთან დაკავშირებული გამოთვლებისას ხშირად საჭიროა ამ პირობებიდან ნორმალურზე გადასვლა ან პირიქით. ამ შემთხვევაში მოსახერხებელია ბოილ-მარიოტისა და გეი-ლუსაკის კომბინირებული გაზის კანონის შემდეგი ფორმულის გამოყენება:
pV / T = p n V n / T n
სადაც p არის წნევა; V - მოცულობა; T - ტემპერატურა კელვინის მასშტაბით; ინდექსი "n" მიუთითებს ნორმალურ პირობებზე.
მოცულობითი ფრაქცია
გაზის ნარევების შემადგენლობა ხშირად გამოიხატება მოცულობითი ფრაქციის გამოყენებით - მოცემული კომპონენტის მოცულობის თანაფარდობა სისტემის მთლიან მოცულობასთან, ე.ი.
φ(X) = V(X) / V
სადაც φ(X) არის X კომპონენტის მოცულობითი წილი;
V(X) - X კომპონენტის მოცულობა;
V არის სისტემის მოცულობა.
მოცულობითი წილი არის განზომილებიანი სიდიდე; ის გამოიხატება ერთეულის წილადებში ან პროცენტებში.
მაგალითი 1. რა მოცულობას დაიკავებს 51 გ მასით ამიაკი 20°C ტემპერატურაზე და 250 კპა წნევაზე?
|
|
1. განსაზღვრეთ ამიაკის ნივთიერების რაოდენობა: n(NH 3) = m(NH 3) / M(NH 3) = 51 / 17 = 3 მოლი. 2. ამიაკის მოცულობა ნორმალურ პირობებში არის: V(NH 3) = V m n(NH 3) = 22,4 3 = 67,2 ლ. 3. ფორმულის გამოყენებით (3) ვამცირებთ ამიაკის მოცულობას ამ პირობებამდე (ტემპერატურა T = (273 + 20) K = 293 K): V(NH 3) = pn Vn (NH 3) / pT n = 101,3 293 67,2 / 250 273 = 29,2 ლ. პასუხი: V(NH 3) = 29,2 ლ. |
მაგალითი 2. განსაზღვრეთ მოცულობა, რომელსაც ნორმალურ პირობებში დაიკავებს გაზის ნარევი, რომელიც შეიცავს წყალბადს, მასით 1,4 გ და აზოტს, წონით 5,6 გ.
|
|
1. იპოვეთ წყალბადის და აზოტის ნივთიერებების რაოდენობა: n(N 2) = m(N 2) / M(N 2) = 5.6 / 28 = 0.2 მოლი n(H 2) = m(H 2) / M(H 2) = 1.4 / 2 = 0.7 მოლი 2. ვინაიდან ნორმალურ პირობებში ეს აირები არ ურთიერთქმედებენ ერთმანეთთან, აირის ნარევის მოცულობა ტოლი იქნება აირების მოცულობების ჯამის, ე.ი. V(ნარევები) = V(N 2) + V(H 2) = V m n(N 2) + V m n(H2) = 22.4 0.2 + 22.4 0.7 = 20.16 ლ. პასუხი: V(ნარევი) = 20,16 ლ. |
მოცულობითი მიმართებების კანონი
როგორ გადავწყვიტოთ პრობლემა "მოცულობითი ურთიერთობების კანონის" გამოყენებით?
მოცულობის თანაფარდობის კანონი: რეაქციაში ჩართული აირების მოცულობა დაკავშირებულია ერთმანეთთან, როგორც პატარა მთელი რიცხვები, რომლებიც ტოლია რეაქციის განტოლების კოეფიციენტებს.
რეაქციის განტოლებებში კოეფიციენტები გვიჩვენებს რეაქციაში მოქცეული და წარმოქმნილი აირისებრი ნივთიერებების მოცულობების რაოდენობას.
მაგალითი. გამოთვალეთ ჰაერის მოცულობა, რომელიც საჭიროა 112 ლიტრი აცეტილენის დასაწვავად.
1. ჩვენ ვადგენთ რეაქციის განტოლებას:
2. მოცულობითი ურთიერთობის კანონის საფუძველზე ვიანგარიშებთ ჟანგბადის მოცულობას:
112 / 2 = X / 5, საიდანაც X = 112 5 / 2 = 280ლ
3. განსაზღვრეთ ჰაერის მოცულობა:
V(ჰაერი) = V(O 2) / φ(O 2)
V(ჰაერი) = 280 / 0.2 = 1400 ლ.
