مسئله 4
کسر جرمی NaCl را در محلول آبی 5/5 میلی متری تعیین کنید (چگالی محلول برابر با 1000 گرم در میلی لیتر است).
داده شده:
غلظت مولی NaCl در محلول: C m (NaCl) \u003d 0.5 mol / l.
تراکم محلول: r محلول \u003d 1000 گرم در میلی لیتر.
برای پیدا کردن:
کسر جرمی NaCl در محلول.
تصمیم:

با ثبت غلظت (0.5 mol / l) ، می توان دریافت که این 1 لیتر محلول حاوی 0.5 mol نمک NaCl خالص است.
بگذارید جرم 0.5 مول NaCl را تعیین کنیم:

m (NaCl) \u003d n (NaCl) . M (NaCl) \u003d 0.5. 58.5 \u003d 29.25 گرم

جرم محلول را تعیین کنید:

m solution \u003d محلول V . پ محلول \u003d 1000 میلی لیتر 1 گرم در میلی لیتر \u003d 1000 گرم

کسر جرمی NaCl در محلول با استفاده از نسبت تعیین می شود:

پاسخ: (NaCl) \u003d 2.925٪.

هدف 5
مولاریت محلول 18٪ H 2 SO 4 در آب را تعیین کنید ( r محلول \u003d 1.124 گرم در میلی لیتر).
داده شده:
کسر جرمی H 2 SO 4 در محلول: (H 2 SO 4) \u003d 18٪ ؛
تراکم محلول: r محلول \u003d 1.124 گرم در میلی لیتر
برای پیدا کردن:
غلظت مولی H 2 SO 4 در محلول.
تصمیم:
الگوریتم راه حل را می توان به صورت زیر به صورت زیر نشان داد:

راحت ترین گزینه برای انتخاب جرم محلول است ، زیرا کسر جرم شناخته شده است. علاوه بر این ، منطقی است که 100 گرم جرم بگیرید.

1. جرم اسید سولفوریک را در جرم انتخاب شده محلول پیدا کنید:
100 گرم 100٪ است
x گرم 18٪ است

در 100 گرم محلول 18٪.

2. مقدار ماده موجود در 18 گرم H 2 SO 4 را تعیین کنید

3. با استفاده از چگالی ، حجم 100 گرم محلول را پیدا می کنیم:

4. از آنجا که حجم به لیتر تبدیل می شود غلظت مولی در mol / l اندازه گیری می شود: محلول V \u003d 89 میلی لیتر \u003d 0.089 لیتر.

5- غلظت مولی را تعیین کنید:

پاسخ: C M (H 2 SO 4) \u003d 2.07 mol / l.

وظیفه 6
اگر غلظت آن 96/9 مول در لیتر و تراکم آن 328/1 گرم در میلی لیتر باشد ، کسر مولی NaOH را در یک محلول آبی تعیین کنید.
داده شده:
غلظت مولی NaOH در محلول: C m (NaOH) \u003d 9.96 mol / l.
تراکم محلول: pp-ra \u003d 1.328 گرم در میلی لیتر.
برای پیدا کردن:
کسر خالص NaOH در محلول.
تصمیم:
الگوریتم راه حل را می توان به صورت زیر به صورت زیر نشان داد:

راحت ترین گزینه برای انتخاب حجم محلول است ، زیرا غلظت شناخته شده در mol / l بیان می شود. علاوه بر این ، منطقی است که حجم معادل 1 لیتر را بگیرید.

با ثبت غلظت (9.96 mol / l) ، می توان دریافت که این 1 لیتر محلول حاوی 9.96 mol NaOH خالص است.

برای تعیین کسر مولی NaOH ، هنوز لازم است مقدار ماده (n ، mol) آب در قسمت انتخاب شده محلول (1 لیتر) شناسایی شود. برای این کار ، جرم محلول را تعیین می کنیم و جرم NaOH را از آن کم می کنیم.

پاسخ 1: NaOH \u003d 0.16.

وظیفه 7
کسر مولی محلول آبی H 3 PO 4 در آب 29/7 درصد است (مولار) اگر چگالی آن 1.181 گرم در میلی لیتر باشد ، مولاریته را تعیین کنید.
داده شده:
کسر مولی H 3 PO 4 در محلول: Z (H 3 PO 4) \u003d 7.29٪.
تراکم محلول: R محلول \u003d 1D81 گرم در میلی لیتر.
برای پیدا کردن:
غلظت مولی H 3 PO 4 در محلول.
تصمیم:
الگوریتم راه حل را می توان به صورت زیر به صورت زیر نشان داد:

راحت ترین گزینه برای انتخاب مقداری محلول است که در آن:

n (H 3 PO 4) + n (H 2 O) \u003d 100 مول.

در این قسمت از محلول ، مقدار ماده H 3 PO 4 از نظر عددی با کسر مولی همزمان می شود: Z (H 3 PO 4) \u003d 7.29 مول.

برای تعیین مولاریت ، برای ما باقی مانده است که حجم قسمت انتخاب شده محلول را شناسایی کنیم. می توان آن را با استفاده از چگالی محلول محاسبه کرد. اما برای این کار باید جرم آن را بدانید. جرم محلول را می توان بر اساس مقدار مواد تشکیل دهنده (H 3 PO 4 و H 2 O) محلول محاسبه کرد.

1. بخشی که ما انتخاب کرده ایم شامل 100 مول است. ما مقدار ماده H 3 PO 4 را می دانیم. با استفاده از این داده ها ، n (H 2 O) را پیدا می کنیم.

p (H 2 O) \u003d 100 - 7.29 \u003d 92.71 مول.

2. جرم 92.71 میلی مول آب را تعیین کنید:

متر (H 2 O) \u003d n (H 2 O) . M (H 2 O) \u003d 92.71 . 18 \u003d 1669

3. جرم 7.29 mol H 3 PO 4 را تعیین کنید:

m (Н3РO4) \u003d n (Н 3 РО 4) . M (H 3 PO 4) \u003d 7.29 . 98 \u003d 714.4 گرم

4. جرم قسمت انتخاب شده محلول را پیدا کنید:

m محلول \u003d m (H 2 O) + m (H 3 PO 4) \u003d 1669 + 714.4 \u003d 2383 گرم

5. با استفاده از داده های مربوط به تراکم محلول ، حجم آن را پیدا می کنیم:

6. حال اجازه دهید غلظت مولی را تعیین کنیم:

پاسخ: C M (H 3 PO 4) \u003d 3.612 mol / l.

مسئله 8
اگر کسر جرمی هیدروکسید پتاسیم موجود در آن 10.00٪ باشد ، کسرهای مول مواد را در محلول آبی KOH تعیین کنید.
داده شده:
کسر جرمی KOH در محلول: (KOH) \u003d 10.00٪ ؛
برای پیدا کردن:
کسر مولی KOH و Н2O (در محلول: Z (KOH) \u003d ؟؛ Z (H 2 O) \u003d؟
تصمیم:
الگوریتم راه حل را می توان به صورت زیر به صورت زیر نشان داد:

راحت ترین گزینه برای انتخاب جرم محلول است ، زیرا کسر جرم شناخته شده است. علاوه بر این ، منطقی است که جرم 100 گرم گرفته شود. در این حالت ، جرم های هر یک از اجزا همزمان می شوند مقدار عددی کسر جرمی:

متر (KOH) \u003d 10 گرم ، متر (H 2 O) \u003d 100 - متر (KOH) \u003d 100 - 10 \u003d 90 گرم

1. اجازه دهید مقدار ماده (n ، mol) آب و KOH را تعیین کنیم.

2. کسر مولی KOH را تعیین کنید

3. کسر خال آب را تعیین کنید:

Z (H 2 O) \u003d 1 - Z (KOH) \u003d 1 - 0.035 \u003d 0.965.

پاسخ: Z (KOH) \u003d 0.035 (کسر 1) یا 3.5٪ (مولار) ؛

مسئله 9
کسرهای جرمی مواد موجود در محلول آبی H2SO4 را تعیین کنید ، اگر کسر اسید سولفوریک در آن 2000٪ باشد.
داده شده:
کسر مولی H 2 SO 4 در محلول: Z (H 2 SO 4) \u003d 2.000٪ ؛
برای پیدا کردن:
کسرهای جرمی N 2 SО 4 و Н 2 О در محلول: ( H 2 SO 4) \u003d ؟؛ (H 2 O) گرم؟
تصمیم:
الگوریتم حل را می توان بصورت شماتیک به شرح زیر نشان داد.

راه حل ها با ترکیب کمی و کیفی مشخص می شوند.

ترکیب کمی بیان شده است سهام (مقادیر نسبی بدون بعد): جرم ، مولار ، حجم.

مقادیر - غلظت های ابعادی معادل مولار ، جرم و جرم مولی است.

1. کسر جرم

• ω (A) - کسر جرم ماده A ؛
• m جرم محلول است (g) ؛
• m (A) جرم ماده A (g) است.

کسر جرم ( درصد غلظت) حل شونده و نسبت جرم ماده نامیده می شود و به جرم کل محلول متر (جرم حلال + جرم ماده).

کسر جرمی برحسب درصد (کسرهای یک واحد) یا ppm (هزارم درصد) بیان می شود.

درصد غلظت میزان ماده موجود در 100 گرم محلول را نشان می دهد.

مشکل: در 150 گرم آب ، 50 گرم از یک ماده حل می شود. محاسبه کسر جرمی ماده در محلول ضروری است.

تصمیم:

1. ما جرم کل محلول را محاسبه می کنیم: 150 + 50 \u003d 200 گرم؛
2. کسر جرمی ماده را در محلول محاسبه می کنیم: ω (A) \u003d 100٪ \u003d 25٪

2. کسر مولی

• χ (A) - کسری مولی ماده A ؛
• n (A) - مقدار ماده A ، mol ؛
• n (B) - مقدار ماده B (حلال) ، mol.

کسر مولی (کسر مول) یک ماده محلول و نسبت مقدار ماده نامیده می شود و (در مول) به مجموع مقادیر (مول) کلیه مواد موجود در محلول.

کسر مولی به صورت درصد (کسر واحد) بیان می شود.

مشکل: 18/1 گرم کلرید سدیم در 180 میلی لیتر آب حل شد. محاسبه کسری مولی NaCl ضروری است.

تصمیم:

1. در مرحله اول ، ما مول های NaCl و H 2 O مورد نیاز برای تهیه محلول را محاسبه خواهیم کرد (توده مولار را ببینید):
   توده مولی NaCl: M \u003d 23 + 36 \u003d 59 گرم در مول؛
   خال برای NaCl: n \u003d m / M \u003d 1.18 / 59 \u003d 0.02 mol
   جرم مولی H 2 O: M \u003d 1 2 + 16 \u003d 18 گرم در مول
   تعداد مول H2 O: n \u003d 180/18 \u003d 10 مول.
2. ما جرم مولی NaCl را محاسبه می کنیم:
   χ (NaCl) \u003d n (NaCl) / 100٪
   χ (NaCl) \u003d 0.02 / (0.02 + 10) \u003d 0.002 (0.2٪).

3. کسر حجمی

• φ (A) - کسر حجمی ماده A (کسر واحد یا درصد) ؛
• V (A) حجم ماده A ، میلی لیتر است.
• V حجم کل محلول ، میلی لیتر است.

کسر حجمی ماده و نسبت حجم ماده است و به حجم کل محلول.

مشکل: کسرهای جرمی (ω) اکسیژن و نیتروژن در مخلوط گاز به ترتیب برابر با 20 و 80 درصد است. لازم است کسرهای حجمی آنها (φ) در مخلوط گاز محاسبه شود.

تصمیم:

1. بگذارید جرم کل مخلوط گاز 100 گرم باشد:
   m (O 2) \u003d m · ω (O 2) \u003d 100 · 0.20 \u003d 20 گرم
   m (N 2) \u003d m ω (N 2) \u003d 100 0.80 \u003d 80 گرم
2. با استفاده از فرمول n \u003d m / M ، تعداد مول مواد را تعیین می کنیم:
   n (O 2) \u003d 20/32 \u003d 0.625 مول
   n (N 2) \u003d 80/28 \u003d 2.85 مول
3. ما حجم اشغال شده توسط گازها را تعیین می کنیم (بر اساس فرضیه ای که در شرایط عادی 1 مول گاز 22.4 لیتر طول می کشد):
   ما نسبت را ایجاد می کنیم:
   1 مول گاز \u003d 22.4 لیتر ؛
   0.625 مول \u003d x لیتر
   x \u003d 22.4 0.625 \u003d 14 لیتر
   برای نیتروژن به طور قیاس: 2.85 22.4 \u003d 64 لیتر
   حجم کل: 14 + 64 \u003d 78 لیتر است
4. کسر حجم گازها در مخلوط:
   φ (O 2) \u003d 14/78 \u003d 0.18 (18٪)
   φ (N 2) \u003d 64/78 \u003d 0.82 (82٪)

4. غلظت مولی (مولاریت)

• c (A) - غلظت مولی ماده A ، mol / l ؛
• n (A) - مقدار املاح A ، mol ؛
• V حجم کل محلول است ، l.

غلظت مولی املاح و نسبت مقدار املاح نامیده می شود و (در مول) به حجم کل محلول (l).

بنابراین ، می توان گفت که غلظت مولی تعداد مول محلول در 1 لیتر محلول است. از آنجا که n (A) \u003d m (A) / M (A) (نگاه کنید به جرم مولی) ، فرمول غلظت مولار را می توان به صورت زیر نوشت:

C (A) \u003d m (A) /

• m (A) جرم ماده A ، g است.
• M (A) - توده مولی ماده A ، g / mol.

غلظت مولی معمولاً با علامت "M" نشان داده می شود:

• 1M - یک محلول مولار ؛
• 0.1M - محلول دسیمولار ؛
• 0.01M - محلول سانتیمولار.

وظیفه: 500 میلی لیتر محلول حاوی 10 گرم NaCl است. تعیین غلظت مولی محلول ضروری است.

تصمیم:

1. ما توده کلرید سدیم را در 1 لیتر محلول پیدا می کنیم (غلظت مولی تعداد مول محلول در 1 لیتر محلول است):
   محلول 500 میلی لیتر - 10 گرم NaCl
   1000 میلی لیتر - x
   x \u003d 20 گرم
2. غلظت مولی NaCl:
   c (NaCl) \u003d m (NaCl) / \u003d 20 / (59 1) \u003d 0.34 mol / l

5. غلظت توده (تیتر)

• ρ (A) - غلظت جرم ماده A ، g / l ؛
• m (A) جرم ماده A ، g است.
• V حجم محلول است ، l.

غلظت جرم (تیتر) نسبت جرم ماده حل شده به حجم محلول است.

وظیفه: غلظت مولی محلول HCl 20٪ را تعیین کنید (ρ \u003d 1.1 گرم در میلی لیتر).

تصمیم:

1. حجم 100 گرم محلول اسید کلریدریک را تعیین کنید:
   V \u003d m / ρ \u003d 100 / 1.1 \u003d 0.09 l
2. 100 گرم محلول اسید کلریدریک 20٪ حاوی 20 گرم HCl است. ما غلظت مولی را محاسبه می کنیم:
   c (HCl) \u003d m (HCl) / \u003d 20 / (37/09) \u003d 6 mol / l

6. معادل غلظت مولی (نرمال بودن)

• c e (A) - غلظت مولی معادل mol / l ؛
• n e (A) - مقدار معادل مواد ، مول ؛
• V حجم محلول است ، l.

غلظت مولی معادل نسبت مقدار ماده معادل حجم محلول است.

با قیاس با غلظت مولی (نگاه کنید به بالا):

C e (A) \u003d m (A) /

محلول نرمال محلولي است كه در آن 1 ليتر حاوي 1 معادل ماده محلول باشد.

غلظت مولی معادل آن معمولاً با علامت "n" نشان داده می شود:

• 1n - محلول تک نرمال ؛
• 0.1n - محلول غیر طبیعی ؛
• 0.01n - محلول سانتینرمال.

مشکل: برای تهیه 100 میلی لیتر از یک محلول استاندارد چه حجمی از 90٪ H 2 SO 4 (ρ \u003d 1.82 گرم در میلی لیتر) مورد نیاز است؟

تصمیم:

1. مقدار 100٪ اسید سولفوریک مورد نیاز برای تهیه 1 لیتر از محلول یک نرمال را تعیین کنید. معادل اسید سولفوریک نیمی از وزن مولکولی آن است:
   M (H 2 SO 4) \u003d 1 2 + 32 + 16 4 \u003d 98/2 \u003d 49.
   برای تهیه 1 لیتر از محلول سانتینرمال ، معادل 0.01 مورد نیاز است: 49.0 0.01 \u003d 0.49 گرم.
2. تعداد گرم اسید سولفوریک 100٪ مورد نیاز برای بدست آوردن 100 میلی لیتر از محلول یک نرمال را تعیین کنید (نسبت را تشکیل دهید):
   1 لیتر - 0.49 گرم
   0.1 لیتر - گرم
   x \u003d 0.049 گرم
3. ما وظیفه را حل می کنیم:
   x \u003d 100 0.049 / 90 \u003d 0.054 گرم
   V \u003d m / ρ \u003d 0.054 / 1.82 \u003d 0.03 میلی لیتر.

هر ماده ای از ذرات یک ساختار خاص (مولکول یا اتم) تشکیل شده است. توده مولی اتصال ساده با توجه به سیستم دوره ای عناصر D.I. محاسبه می شود مندلیف اگر برای یافتن این پارامتر در یک ماده پیچیده لازم باشد ، محاسبه طولانی است و در این حالت این شکل را در یک کتاب مرجع یا یک فهرست شیمیایی ، به ویژه سیگما-آلدریچ بررسی می کنیم.

مفهوم توده مولی

جرم مولی (M) وزن یک مول ماده است. این پارامتر برای هر اتم را می توان در جدول تناوبی عناصر یافت ، درست در زیر نام قرار دارد. هنگام محاسبه جرم ترکیبات ، شکل معمولاً به نزدیکترین کل یا دهم گرد می شود. برای درک نهایی اینکه این مقدار از کجا ناشی می شود ، درک مفهوم "خال" ضروری است. این مقدار ماده حاوی تعداد ذرات دومی است ، برابر با 12 گرم ایزوتوپ پایدار کربن (12 C). اندازه اتمها و مولکولهای مواد در طیف وسیعی متفاوت است ، در حالی که تعداد آنها در یک مول ثابت است ، اما جرم افزایش می یابد و بر این اساس ، حجم.

مفهوم "جرم مولی" از نزدیک با عدد آووگادرو (6.02 x 10 23 mol-1) مرتبط است. این شکل تعداد ثابت واحدها (اتم ها ، مولکول ها) یک ماده را در 1 مول نشان می دهد.

مقدار جرم مولی برای شیمی

مواد شیمیایی با یکدیگر وارد واکنشهای مختلف می شوند. به طور معمول ، معادله برای هر فعل و انفعال شیمیایی نشان می دهد که چند مولکول یا اتم استفاده شده است. به این نامگذاری ها ضرایب استوکیومتری گفته می شود. آنها معمولاً قبل از فرمول ظاهر می شوند. بنابراین ، توصیف کمی واکنش ها بر اساس مقدار ماده و جرم مولی است. آنها برهم کنش اتمها و مولکول ها با یکدیگر را به وضوح منعکس می کنند.

محاسبه جرم مولی

ترکیب اتمی هر ماده یا مخلوطی از اجزای سازه شناخته شده را می توان از جدول تناوبی عناصر مشاهده کرد. ترکیبات غیر آلی ، به عنوان یک قاعده ، با فرمول ناخالص ، یعنی بدون تعیین ساختار ، بلکه فقط تعداد اتم های مولکول نوشته می شوند. مواد آلی برای محاسبه جرم مولی به همین ترتیب نشان داده می شوند. به عنوان مثال بنزن (C 6 H 6).

جرم مولار چگونه محاسبه می شود؟ این فرمول شامل نوع و تعداد اتم های یک مولکول است. به گفته D.I. مندلیف ، توده های مولی عناصر بررسی می شوند و هر رقم در تعداد اتم های فرمول ضرب می شود.

بر اساس وزن مولکولی و نوع اتم ها ، می توانید تعداد آنها را در یک مولکول محاسبه کرده و فرمول ترکیبی تهیه کنید.

جرم مولی عناصر

غالباً ، برای انجام واکنشها ، محاسبات در شیمی تحلیلی و قرار دادن ضرایب در معادلات ، دانش جرم مولکولی عناصر لازم است. اگر مولکول حاوی یک اتم باشد ، این مقدار برابر با ماده خواهد بود. در حضور دو یا چند عنصر ، جرم مولی در تعداد آنها ضرب می شود.

مقدار جرم مولی هنگام محاسبه غلظت ها

این پارامتر برای محاسبه مجدد تقریباً تمام روشهای بیان غلظت مواد استفاده می شود. به عنوان مثال ، شرایط معمولاً هنگام تعیین کسر جرمی براساس مقدار ماده ای در محلول ایجاد می شود. آخرین پارامتر در واحد mol / l بیان شده است. برای تعیین وزن مناسب مقدار ماده در جرم مولی ضرب می شود. مقدار بدست آمده با ضریب 10 کاهش می یابد.

از جرم مولی برای محاسبه نرمال بودن ماده استفاده می شود. این پارامتر در شیمی تحلیلی برای انجام روشهای تجزیه و تحلیل وزن و سنجش در مواقعی که به واکنش دقیق نیاز است ، استفاده می شود.

اندازه گیری جرم مولار

اولین تجربه تاریخی اندازه گیری چگالی گازها در رابطه با هیدروژن بود. مطالعات بیشتر در مورد خواص هم افزایی انجام شد. از جمله این موارد ، به عنوان مثال ، فشار اسمزی ، تعیین اختلاف جوش یا انجماد بین یک محلول و یک حلال خالص است. این پارامترها مستقیماً با تعداد ذرات ماده در سیستم ارتباط دارند.

گاهی اوقات اندازه گیری جرم مولی برای ماده ای با ترکیب ناشناخته انجام می شود. قبلاً از روشی مانند تقطیر هم دما استفاده می شد. ماهیت آن در قرار دادن محلول ماده در محفظه اشباع شده از بخارات حلال است. در این شرایط ، تراکم بخار اتفاق می افتد و دمای مخلوط افزایش می یابد ، به تعادل می رسد و شروع به کاهش می کند. گرمای آزاد شده بخار از تغییر در میزان گرمایش و سرمایش محلول محاسبه می شود.

اصلی روش مدرن اندازه گیری جرم مولی طیف سنجی جرمی است. این روش اصلی برای شناسایی مخلوط مواد است. از طریق دستگاه های مدرن این فرآیند به صورت خودکار رخ می دهد ، فقط در ابتدا لازم است شرایط جداسازی ترکیبات در نمونه انتخاب شود. طیف سنجی جرمی بر اساس یونیزاسیون ماده است. در نتیجه ، قطعات شارژ شده مختلفی از ترکیب تشکیل می شود. طیف جرمی نسبت جرم یون به بار را نشان می دهد.

تعیین جرم مولی برای گازها

اندازه گیری جرم مولی هر گاز یا بخار آسان است. استفاده از کنترل کافی است. حجم یک و یک ماده ماده گازی از نظر کمی برابر با ماده دیگر در همان دما است. به روشی شناخته شده اندازه گیری حجم بخار برای تعیین میزان جابجایی هوا است. این فرایند با استفاده از بازوی جانبی منتهی به دستگاه اندازه گیری انجام می شود.

استفاده عملی از جرم مولی

بنابراین ، مفهوم جرم مولار به طور گسترده ای در شیمی استفاده می شود. برای توصیف فرآیند ، ایجاد مجتمع های پلیمری و واکنش های دیگر ، محاسبه این پارامتر ضروری است. یک نکته مهم تعیین غلظت یک ماده فعال در یک ماده دارویی است. به عنوان مثال ، با استفاده از کشت سلولی ، خصوصیات فیزیولوژیکی یک ترکیب جدید بررسی می شود. علاوه بر این ، توده مولی در تحقیقات بیوشیمیایی مهم است. به عنوان مثال ، هنگام مطالعه مشارکت در فرآیندهای متابولیکی یک عنصر. اکنون ساختار بسیاری از آنزیم ها شناخته شده است ، بنابراین می توان وزن مولکولی آنها را که عمدتا در کیلو دالتون (کیلو دالتون) اندازه گیری می شود محاسبه کرد. امروزه ، وزن مولکولی تقریباً تمام اجزای خون انسان ، به ویژه هموگلوبین شناخته شده است. جرم مولکولی و مولی یک ماده در موارد خاص مترادف است. تفاوت آنها در این واقعیت نهفته است که آخرین پارامتر میانگین همه ایزوتوپ های اتم است.

آزمایشات میکروبیولوژیکی با تعریف دقیق اثر یک ماده بر روی سیستم آنزیمی با استفاده از غلظت های مولی انجام می شود. به عنوان مثال ، در تجزیه بیولوژیک و سایر زمینه هایی که به تحقیقات مربوط به فعالیت آنزیمی نیاز است ، از مفاهیمی مانند القا and کننده ها و بازدارنده ها استفاده می شود. برای تنظیم فعالیت آنزیم در سطح بیوشیمیایی ، لازم است که با استفاده از توده های مولر دقیقاً مطالعه شود. این پارامتر در زمینه علوم طبیعی و مهندسی مانند فیزیک ، شیمی ، بیوشیمی ، بیوتکنولوژی کاملاً تثبیت شده است. فرایندهایی که به این روش مشخص می شوند ، از نظر مکانیزم ها ، تعیین پارامترهای آنها ، قابل درک ترند. انتقال از علم پایه به علم کاربردی بدون شاخص توده مولی کامل نیست ، از محلول های فیزیولوژیکی ، سیستم های بافر شروع می شود و با تعیین دوزهای مواد دارویی برای بدن پایان می یابد.

وجود راه های مختلف عبارات غلظت محلول ها

کسر جرمی w یک جز solution محلول به عنوان نسبت جرم یک جز component داده شده X موجود در یک جرم محلول داده شده به جرم کل محلول تعریف می شودمتر ... کسر جرم یک مقدار بدون بعد است ، در کسری از یک واحد بیان می شود:

(0 1). (3.1)

درصد توده

کسر جرمی ضربدر 100 است:

(0% 100%), (3.2)

جایی که w (X ) - کسر جرمی جز solution محلولایکس؛ متر (X ) جرم جز component محلول استایکس؛ متر آیا جرم کل محلول است.

کسر مول N جز component محلول برابر است با نسبت مقدار ماده این جز component X به مقدار کل ماده همه اجزای موجود در محلول.

برای یک محلول دودویی متشکل از یک املاح و یک حلال (به عنوان مثال H 2 O) ، کسر مولی املاح عبارت است از:

. (3.3)

درصد خال

کسر مول را در 100 ضرب می کند:

N (X) ،٪ \u003d (N (X) 100)٪. (3.4)

کسر حجم

ج جز component محلول به عنوان نسبت حجم این جز component X به حجم کل محلول تعریف می شودV ... کسر حجمی یک مقدار بدون بعد است ، در کسری از یک بیان می شود:

(0 1). (3.5)

درصد حجم

کسر حجمی ضربدر 100 است.

مولاریت با m به عنوان نسبت مقدار ماده محلول X به حجم محلول V تعریف می شود:

. (3.6)

واحد اساسی مولاریت mol / L است. مثالی از ثبت غلظت مولی: s m (H 2 SO 4) ) \u003d 0.8 mol / L یا 0.8 M

نرمال بودن با n به عنوان نسبت تعداد معادل ماده محلول X به حجم محلول V تعریف می شود:

واحد اصلی نرمال mol-eq / l است. مثالی از ثبت غلظت طبیعی: با n (H 2 SO 4) ) \u003d 0.8 mol-eku / l یا 0.8n.

تیتر T نشان می دهد که چند گرم ماده محلول X در 1 میلی لیتر یا 1 سانتی متر 3 محلول موجود است:

که در آن m (X) جرم ماده محلول X است ، V حجم محلول در میلی لیتر است.

مولاریت محلول m مقدار ماده محلول X را در 1 کیلوگرم حلال نشان می دهد:

که در آن n (X) تعداد مول ماده حل شده X است ، متر تقریباً جرم حلال در کیلوگرم است.

نسبت مولی (جرم و حجم) نسبت مقادیر (به ترتیب جرم و حجم) اجزای موجود در محلول است.

باید در نظر داشت که نرمال بودن با n همیشه بیشتر یا مساوی با مولاریت با m است. رابطه بین آنها با این عبارت توصیف می شود:

s m \u003d s n × f (X) (3.10)

برای به دست آوردن مهارت تبدیل مولاریت به حالت عادی و بالعکس ، جدول را در نظر بگیرید. 3.1 این جدول مقادیر مولاریته با m را نشان می دهد که باید با n به حالت عادی و با n مقادیر نرمال بودن را با m تبدیل کنید.

محاسبه مجدد مطابق با معادله (3.10) انجام می شود. در این حالت ، عادی بودن حل با معادله پیدا می شود:

s n \u003d s m / f (X). (3.11)

نتایج محاسبه در جدول نشان داده شده است. 3.2

جدول 3.1

تعیین مولاریته و نرمال بودن محلول ها

نوع تحول شیمیایی
واکنش های تبادل			6n FeCl 3
	1.5M Fe 2 (SO 4) 3		0.1n VA (OH) 2
	در یک محیط اسیدی		در یک محیط خنثی

جدول 3.2

مقادیر نرمش و نرمال بودن محلول ها

نوع تحول شیمیایی
واکنش های تبادل		0.4n
	1.5M Fe 2 (SO 4) 3		0.1n VA (OH) 2
واکنش های Redox	0.05M KMnO4 در یک محیط اسیدی		در یک محیط خنثی

نسبت بین حجم V و نرمال با n واکنش دهنده وجود دارد:

V 1 s n ، 1 \u003d V 2 s n ، 2 ، (3.12)

که برای محاسبات عملی استفاده می شود.

نمونه هایی از حل مسئله

اگر تراکم این محلول 1.303 گرم در سانتی متر باشد ، مولاریته ، نرمال بودن ، ملالیته ، تیتر ، کسر مول و نسبت مولی را برای محلول اسید سولفوریک 40 درصد وزن محاسبه کنید 3 . حجم 70 درصد وزنی محلول اسید سولفوریک را تعیین کنید (r \u003d 1.611 گرم در سانتی متر مکعب) ) ، که برای تهیه 2 لیتر محلول 0.1 N از این اسید مورد نیاز خواهد بود.

2 لیتر محلول اسید سولفوریک 0.1 N حاوی 0.2 mol- معادل آن است. 0.1 مول یا 9.8 گرم جرم محلول اسید 70٪ m \u003d 9.8 / 0.7 \u003d 14 گرم است. حجم محلول اسید V \u003d 14 / 1.611 \u003d 8.69 میلی لیتر است.

در 5 لیتر آب ، 100 لیتر آمونیاک (NU) حل شد. کسر جرمی و غلظت مولی NH 3 را محاسبه کنید در محلول حاصل ، اگر چگالی آن 0.992 گرم در سانتی متر باشد 3 .

جرم 100 لیتر آمونیاک (n.o.) m \u003d 17 100 / 22.4 \u003d 75.9 گرم.

جرم محلول m \u003d 5000 + 75.9 \u003d 5075.9 گرم.

کسر جرمی NH 3 برابر است با 75.9 / 5075.9 \u003d 0.0149 یا 1.49٪.

مقدار ماده NH 3 برابر با 100 / 22.4 \u003d 4.46 مول.

حجم محلول V \u003d 5.0759 / 0.992 \u003d 5.12 لیتر است.

مولاریتی محلول با m \u003d 4.46 / 5.1168 \u003d 0.872 mol / l.

برای خنثی سازی 10 میلی لیتر محلول 0.3M هیدروکسید باریم ، چند میلی لیتر محلول اسید فسفریک 0.1 میلی متر مورد نیاز است؟ برای تهیه 150 میلی لیتر 6.2 درصد وزنی محلول کلرید سدیم به چند میلی لیتر محلول 2 و 14 درصد وزنی NaCl نیاز است؟

تراکم محلولهای NaCl




3.2. مولاریت محلول سولفات منیزیم 0.2 N را در تعامل با ارتوفسفات سدیم در یک محلول آبی تعیین کنید.




3.4. مولاریت محلول 0.1 N را تعیین کنیدKMnO 4 تعامل با یک عامل کاهنده در یک محیط اسیدی.

مخلوطی متشکل از دو یا چند جز components با خصوصیات و محتوای این اجزا مشخص می شود. ترکیب مخلوط را می توان با توجه به جرم ، حجم ، مقدار (تعداد مول یا کیلوگرم مول) از اجزای منفرد ، و همچنین مقادیر غلظت آنها تنظیم کرد. غلظت یک جز component در یک مخلوط را می توان در کسرهای وزنی ، مولایی و حجمی یا درصدی و همچنین در سایر واحدها بیان کرد.

کسر جرم w i از هر جز با نسبت جرم m i این جز component به جرم کل مخلوط m cm تعیین می شود:

با توجه به اینکه جرم کل مخلوط برابر است با مجموع جرم اجزا منفرد ، یعنی

شما می توانید بنویسید:

یا به اختصار:

مثال 4این مخلوط از دو جز تشکیل شده است: m 1 \u003d 500 kg ، m 2 \u003d 1500 kg. کسر جرمی هر یک از اجزای موجود در مخلوط را تعیین کنید.

تصمیم گیریکسر جرمی اولین جز:

m cm \u003d m 1 + m 2 \u003d 500 + 1500 \u003d 2000 kg

کسر جرمی جز component دوم:

کسر جرمی جز component دوم را نیز می توان با استفاده از برابری تعیین کرد:

w 2 \u003d 1 - w 1 \u003d 1 - 0.25 \u003d 0.75

کسر حجم n i از جز in موجود در مخلوط برابر است با نسبت حجم V i جز component داده شده به حجم کل مخلوط V:

با توجه به اینکه:

شما می توانید بنویسید:

مثال 5. این گاز از دو جز تشکیل شده است: V 1 \u003d 15.2 متر مکعب متان و V 2 \u003d 9.8 متر مکعب اتان. ترکیب حجمی مخلوط را محاسبه کنید.

تصمیم گیری حجم کل مخلوط:

V \u003d V 1 + V 2 \u003d 15.2 + 9.8 \u003d 25 متر مکعب

کسر حجم در مخلوط:

متان

اتان v 2 = 1 – v 1 = 1 – 0,60 = 0,40

کسر خالn i از هر جز component مخلوط به عنوان نسبت تعداد کیلو مول N این ماده به کل کیلو مول N مخلوط تعریف می شود:

با توجه به اینکه:

ما گرفتیم:

تبدیل کسری مولر به کسر جرمی می تواند طبق فرمول انجام شود:

مثال 6. این مخلوط از 500 کیلوگرم بنزن و 250 کیلوگرم تولوئن تشکیل شده است. تعریف کردن ترکیب مولی مخلوط

تصمیم گیریوزن مولکولی بنزن (C 6 H 6) 78 ، تولوئن (C 7 H 8) 92 است. تعداد کیلوگرم مولها:

بنزن

تولوئن

تعداد کل کیلوگرم خال:

N \u003d N 1 + N 2 \u003d 6.41 + 2.72 \u003d 9.13

کسر مولی بنزن برابر است با:

برای تولوئن ، کسر خال را می توان از برابری یافت:

از کجا: n 2 \u003d 1 - n 1 \u003d 1 - 0.70 \u003d 0.30

میانگین وزن مولکولی مخلوط را می توان با دانستن کسر مول و وزن مولکولی هر یک از اجزای مخلوط تعیین کرد:

(21)

کجا n من - آنها می گویند محتوای اجزای موجود در مخلوط است. سهام؛ من منوزن مولکولی جز mixture مخلوط است.

وزن مولکولی مخلوطی از چندین بخش نفتی را می توان با فرمول تعیین کرد

(22)

جایی که متر 1 ، متر 2 ، ... ، متر ن- جرم اجزای مخلوط ، کیلوگرم ؛ M 1 ، M 2 ، .... ،. M ص - وزن مولکولی اجزای مخلوط ؛ -٪ جرم. جزء.

وزن مولکولی یک فرآورده نفتی را می توان با فرمول کریگ نیز تعیین کرد

(24)

مثال 7. اگر کسر مولی بنزن 51/0 ، ایزوکتان 49/0 باشد ، میانگین وزن مولکولی مخلوط بنزن با ایزوکتان را تعیین کنید.

تصمیم گیری وزن مولکولی بنزن 78 ، ایزوکتان 114. با جایگزینی این مقادیر در فرمول (21) ، ما بدست می آوریم

م چهارشنبه \u003d 78/0 1 01/0 + 114/48 48 48/7 \u003d 95.7

مثال 8... این مخلوط از 1500 کیلوگرم بنزن و 2500 کیلوگرم تشکیل شده است n-اکتان وزن مولکولی متوسط \u200b\u200bمخلوط را تعیین کنید.

تصمیم گیری ما از فرمول (22) استفاده می کنیم

ترکیب مولی حجمی به صورت زیر به جرم تبدیل می شود. این ترکیب حجمی (مولری) به صورت 100 مول در نظر گرفته می شود. سپس غلظت هر م componentلفه برحسب درصد بیانگر تعداد خال های آن است. سپس تعداد مولهای هر جز component در وزن مولکولی آن ضرب می شود تا وزن هر جز در مخلوط بدست آید. با تقسیم جرم هر جز by بر جرم کل ، غلظت جرم آن بدست می آید.

ترکیب جرم به صورت زیر به حجمی (مولار) تبدیل می شود. فرض بر این است که مخلوط 100 (گرم ، کیلوگرم ، تن) گرفته می شود (اگر ترکیب جرم به صورت درصد بیان شود) ، جرم هر یک از اجزا by به وزن مولکولی آن تقسیم می شود. تعداد خال ها بدست می آید. با تقسیم تعداد مول هر م componentلفه بر تعداد کل آنها ، حجم (مولر) غلظت هر م componentلفه بدست می آید.

تراکم متوسط گاز با فرمول تعیین می شود:

کیلوگرم در متر مکعب گرم / سانتی متر 3

یا بر اساس ترکیب حجمی:

,

یا بر اساس ترکیب جرمی مخلوط:

.

چگالی نسبی با فرمول تعیین می شود:

برای سادگی محاسبه ، ما جرم مخلوط را 100 گرم می گیریم ، سپس جرم هر یک از اجزای عددی با ترکیب درصد مطابقت دارد. بیایید تعداد مولهای n i هر م componentلفه را پیدا کنیم. برای این ، جرم هر یک از اجزای m i را بر روی جرم مولی تقسیم می کنیم:

ما ترکیب حجمی مخلوط را در کسرهای یک واحد پیدا می کنیم

w i (CH 4) \u003d 2.50: 3.74 \u003d 0.669 ؛ w (C 2 H 6) \u003d 0.33: 3.74 \u003d 0.088 ؛

W (C 5 H 8) \u003d 0.34: 3.74 \u003d 0.091 ؛ w (C 4 H 10) \u003d 0.43: 3.74 \u003d 0.115 ؛

W (C 5 H 12) \u003d 0.14: 3.74 \u003d 0.037.

ما با ضرب داده ها در کسرهای واحد در 100٪ ، ترکیب حجمی مخلوط را در درصد می یابیم. ما تمام داده های بدست آمده را در جدول وارد می کنیم.

ما میانگین جرم مخلوط را محاسبه می کنیم.

M av \u003d 100: 3.74 \u003d 26.8 گرم در مول

چگالی مخلوط را پیدا کنید

چگالی نسبی را پیدا کنید:

W (CH 4) \u003d 480: 4120 \u003d 0.117؛ w (C 2 H 6) \u003d 450: 4120 \u003d 0.109؛

W (C 3 H 8) \u003d 880: 4120 \u003d 0.214 ؛ w (C 4 H 10) \u003d 870: 4120 \u003d 0.211 ؛

W (C 5 H 12) \u003d 1440: 4120 \u003d 0.349.

M av \u003d 4120: 100 \u003d 41.2 g / mol.

گرم در لیتر

تکلیف 15... این مخلوط از پنج جز تشکیل شده است. جرم ، حجم و کسر مولی هر یک از اجزای موجود در مخلوط ، میانگین وزن مولکولی مخلوط را تعیین کنید.