Handige tips

Voorbeelden van het berekenen van de concentratie van oplossingen

Pin
Send
Share
Send
Send


In de chemische praktijk is het meestal noodzakelijk om te werken met oplossingen met een strikte concentratie. Voor de bereiding van medicinale oplossingen is bijvoorbeeld een strikt gespecificeerde hoeveelheid van de werkzame stof vereist, anders wordt het therapeutische effect niet bereikt of is de oplossing schadelijk voor de gezondheid. Ook worden de meeste chemische reacties uitgevoerd in oplossingen, en voor het juiste verloop van de reactie is het vereist om stoffen met een strikte concentratie te gebruiken. Eén fout - en de reactie loopt uit de hand, en het is goed als het de chemicus en zijn eigendom niet schaadt.

Daarom wordt altijd de concentratie van de bij de reactie betrokken stoffen aangegeven. Een manier om de verzadiging van oplossingen aan te geven is een massafractie, dat is de massa van de opgeloste stof tot de totale massa van de oplossing. De formule van de massafractie is als volgt:

waar m1 de massa van de werkzame stof is, is m de massa van de oplossing.

Marinade voor huiskool is bijvoorbeeld een oplossing die volgens het recept wordt bereid: 10 g keukenzout per 1 liter water. Op het eerste gezicht lijkt een dergelijke marinade een zoutconcentratie van 1% te hebben, maar dit is niet zo. Als bij 1 liter zuiver water, dat 1000 g weegt, 10 g zout wordt toegevoegd, dan is de massa van de oplossing 1,01 kg. Daarom zal de concentratie van de marinade zijn:

w = 10/1010 = 0,9%

Het verschil is klein, maar in chemische experimenten kan een dergelijk verschil een beslissende rol spelen. Daarom wordt bij het bereiden van oplossingen volgens recepten uit chemische mappen de actieve stof eerst aan de beker toegevoegd en vervolgens wordt het oplosmiddel toegevoegd tot het gespecificeerde niveau.

De massaconcentratie van een stof wordt ook de procentuele concentratie genoemd, maar in sommige gevallen is het veel handiger om een ‚Äč‚Äčandere mate van verzadiging te gebruiken - molaire concentratie.

Molaire concentratie

Bij het verdunnen van een oplossing veranderen het volume en de concentratie, maar de hoeveelheid substantie blijft statisch. Een mol in de chemie is de hoeveelheid van een stof waarin 6,022 x 1023 structurele deeltjes aanwezig zijn. Deze waarde is niet toevallig gekozen. De Italiaanse scheikundige Amadeo Avogadro accepteerde de mol als maateenheid, maar stelde er geen specifieke hoeveelheid voor: hij wist alleen dat deze hoeveelheid onvergelijkbaar groter was. Later vroeg Nobelprijswinnaar Jean Baptiste Perrin voor de mol de hoeveelheid substantie gelijk aan het aantal atomen in 12 gram van de koolstof-12 isotoop.

Molaire massa is de massa van één mol van een chemische stof, die gemakkelijk kan worden bepaald volgens het periodiek systeem: het is voldoende om de atoommassa's van de elementen die de verbinding vormen samen te vatten. Bijvoorbeeld, 1 mol zuurstof O2 heeft een massa van 32 gram, omdat elk zuurstofatoom wordt gekenmerkt door een atoommassa van 16 eenheden.

Molaire concentratie is het aantal mol werkzame stof per 1 liter oplossing. Stel je voor dat 790 gram kaliumpermanganaat aan de kolf werd toegevoegd. Kaliumpermanganaat, ook bekend als kaliumpermanganaat, heeft de formule KMnO4. De molaire massa van de stof wordt berekend als de som van de atoommassa's van de elementen: 39 + 55 + 16 × 4 = 158 g / mol. Aldus werd 790/158 = 5 mol kaliumpermanganaat aan de kolf toegevoegd. Als we gedestilleerd water precies tot het niveau van 2 l aan de kolf toevoegen, krijgen we een oplossing van kaliumpermanganaat met een concentratie van 2,5 M of 2,5 mol / liter.

Stel je nu voor dat 360 g zoutzuur aan de kolf werd toegevoegd. Eén mol zoutzuur heeft een massa van 36 g; daarom wordt 10 mol van de stof aan de kolf toegevoegd. De dichtheid van waterstofchloride is 1,19 g / cm³, daarom neemt het zuur een volume in van:

360 / 1.19 = 302.5 cm³ of 0.3025 liter

Als we gedestilleerd water toevoegen aan de kolf tot een niveau van 2 liter, krijgen we een oplossing van 5M. Maar als u van tevoren 2 liter water meet en ze in de kolf giet, zal de molaire concentratie van de oplossing veranderen, omdat nu in de kolf geen 2 liter oplossing is, maar 2,3025 liter. Daarom is de molaire concentratie van een dergelijke oplossing 10 / 2.3025 = 4,34 mol / liter.

Om dergelijke incidenten te voorkomen, wordt een molale concentratie gebruikt - de hoeveelheid opgeloste stof per 1 kg oplosmiddel. Omdat we water hebben toegevoegd, heeft 2 l water een massa van 2 kg, daarom zal de molaire concentratie van zoutzuur 5 m zijn. In het geval van het gebruik van andere oplosmiddelen (terpentine, aceton, terpentine), zou eerst hun massa volgens de formule moeten worden berekend:

waarbij p de dichtheid van het oplosmiddel is.

Als u nog meer oplosmiddel toevoegt, zullen de molaire en molaire concentraties afnemen.

Verdunning Calculator

De hierboven verkregen oplossingen kunnen gemakkelijk worden verdund met oplosmiddelen of oplossingen met een lagere concentratie. Verdunning vindt plaats volgens een eenvoudige formule:

waarbij M1 en V1 de concentratie en het volume van de oplossing voor verdunning zijn, en M2 en V2 na verdunning zijn.

Deze formule is ingebed in onze online calculator, waarmee het eenvoudig is om de resulterende oplossing na verdunning en de hoeveelheid vereist oplosmiddel te berekenen.

Oplossing verdunning

Laat er 2 liter ethanoloplossing met een concentratie van 5M zijn. Hoeveel gedestilleerd water moet worden toegevoegd om de concentratie van de oplossing te verlagen tot 1M? We hebben dus alle benodigde gegevens voor de berekening - voeg ze gewoon toe aan de juiste cellen van de rekenmachine en krijg het antwoord:

  • Volume na verdunning (V2): 5.0000 L
  • De hoeveelheid toegevoegd oplosmiddel (V): 3.000 L

conclusie

Verdunning van oplossingen is een typische taak, niet alleen in het laboratorium, maar ook in de keuken, thuis of bij professionele activiteiten. Chef-koks, apothekers, schoonmakers, automobilisten, parfumeurs en vertegenwoordigers van vele andere beroepen moeten geconcentreerde oplossingen van stoffen verdunnen. Gebruik onze calculator om uw berekeningen te controleren.

Bekijk de video: Verpleegkundig Rekenen: Concentraties berekenen in %-vorm (December 2021).

Pin
Send
Share
Send
Send