فاکتورهای تبدیل غلظت

فاکتورهای تبدیل غلظت

فاکتورهای تبدیل غلظت
۱٫ می توانید از واحدهای غلظت به عنوان فاکتورهای تبدیل استفاده کنید.
غلظت می تواند یک عامل تبدیل بین مقدار جسم حل شده و مقدار محلول یا حلال باشد (بسته به غلظت واحد غلظت است). به همین ترتیب ، غلظت می تواند در حل مسائل مختلف استوکیومتری مفید باشد. در بسیاری موارد ، بهتر است از تعریف اصلی واحد غلظت استفاده شود. این تعریف است که ضریب تبدیل غلظت را فراهم می کند.
یک مثال ساده برای استفاده از واحد غلظت به عنوان یک فاکتور تبدیل این است که در آن از تعریف واحد غلظت استفاده کنیم و مجددا آن را بررسی کنیم. ما می توانیم محاسبات را دوباره به عنوان تبدیل واحد و نه به عنوان یک تعریف انجام دهیم.
به عنوان مثال ، فرض کنید بپرسیم که چند مول ماده حل شونده در ۰٫۱۰۸ لیتر از محلول ۰٫۸۸۷ مولار سدیم کلرید محلول وجود دارد. از آنجا که ۰٫۸۸۷ مولار به معنی ۰٫۸۸۷ مول بر لیتر است ، می توانیم از این عبارت دوم برای غلظت به عنوان یک عامل تبدیل استفاده کنیم:
۰٫۱۰۸ L NaCl × (۰٫۸۸۷ mol NaCl /(1 L NaCl)) = 0.0958 mol NaCl
(یک تعریف در فاکتور قابل تبدیل در مخرج وجود دارد.) اگر از فاکتور تعریف هم استفاده می کردیم ، باز هم همان جواب را می گرفتیم ، اما اکنون از تکنیک های ضریب تبدیل استفاده می کنیم. مانند هر ضریب تبدیل دیگر که مربوط به دو نوع واحد مختلف است ، در مقابل نیز می‌توان از غلظت به عنوان یک ضریب تبدیل استفاده کرد.
مثال ۱۰ :استفاده از واحد غلظت به عنوان یک فاکتور تبدیل،به چند لیتر از محلول ۲٫۳۵ مولار مس سولفات برای به دست آوردن ۴٫۸۸ مول مس سولفات نیاز است؟!
راه حل:این تبدیل یک مرحله ای است ، اما غلظت باید به صورت متقابل برای واحدها نوشته شود:

۴٫۸۸mol CuSO4×(۱ L / 2.35 mol) = 2.08 L of solution

خودت را بیازمایید: استفاده از واحد غلظت به عنوان یک عامل تبدیل ،چند لیتر از محلول ۰٫۰۴۴۴ مولار CH2O برای به دست آوردن ۰٫۰۷۷۳ مول CH2O لازم است؟
البته ، هنگامی که مقادیر مول موجود است ، تبدیل دیگری می تواند به جرم ماده با استفاده از یک فاکتور تبدیل استفاده شود.
مثال ۱۱ :چه مقدار ماده در ۰٫۷۶۵ لیتر از ۱٫۹۳ مولار سدیم هیدروکسید وجود دارد؟
راه حل: این یک تبدیل دو مرحله ای است ، ابتدا با استفاده از غلظت به عنوان یک عامل تبدیل برای تعیین تعداد مول و سپس تبدیل جرم مولی سدیم هیدروکسید (۴۰٫۰ گرم بر مول) استفاده می شود:

۰٫۷۶۵L × (۱٫۹۳ mol NaOH / L solution) × (۴۰٫۰ g NaOH / 1 mol NaOH) = 59.1 g NaOH

خود را بیازمایید:چه مقدار ماده در ۱٫۰۸ لیتر از ۰٫۰۵۷۸ مولار H2SO4 موجود است؟
مسئله های پیچیده تر استوکیومتری با استفاده از واکنشهای شیمیایی تعادل همچنین می توانند از غلظتها بعنوان فاکتورهای تبدیل استفاده کنند. به عنوان مثال ، فرض کنید معادله زیر نشان دهنده یک واکنش شیمیایی است:

۲AgNO3(aq) + CaCl2(aq) → ۲ AgCl(s) + Ca(NO3)2(aq)

اگر می خواستیم بدانیم چه مقدار ۰٫۵۵۵ مولار کلسیم کلرید با ۱٫۲۵ مول نقره نیترات واکنش نشان می دهد ، ابتدا از معادله شیمیایی متعادل برای تعیین تعداد مول های کلسیم کلرید استفاده می کنیم که واکنش نشان می دهند و سپس از غلظت برای تبدیل به لیتر محلول استفاده می کنیم:
۱٫۲۵mol AgNO3 × (۱ mol CaCl2 / 2 mol AgNO3) × (۱ L solution / 0.555 mol CaCl2) =1.13 L CaCl2
این امر می تواند با شروع جرم یک ماده واکنش دهنده افزایش یابد ، به جای مولهای یک واکنش دهنده.
مثال ۱۲: چه مقدار از ۰٫۰۹۹۵ مولار آلومینیوم نیترات با ۳٫۶۶ گرم نقره با توجه به معادله شیمیایی زیر واکنش نشان می دهد؟

۳Ag(s) + Al(NO3)3(aq) → ۳ AgNO3 + Al(s)

در اینجا ، ابتدا باید قبل از استفاده از یک معادله شیمیایی متعادل ، جرم نقره را به مول تبدیل كنید و سپس مولاریته را به عنوان یك عامل تبدیل تعریف كنید:

۳٫۶۶g Ag × (۱ mol Ag / 107.97 g Ag) × (۱ mol Al(NO3)3 / 3 mol Ag) × (۱ L solution / 0.0995 mol Al(NO3)3) = 0.114 L

خودت را بیازمایید:چه حجم ۰٫۵۱۲ مولار سدیم هیدروکسید با ۱۷٫۹ گرم H2C2O4(بازدید کنندگان) مطابق معادله شیمیایی زیر واکنش نشان می دهد؟

H2C2O4(s) + 2 NaOH(aq) → Na2C2O4(aq) + 2 H2O(ℓ)
ما می توانیم مهارت های خود را با شناخت این که مقادیر یک راه حل را به مقادیر راه حل دیگر مرتبط کنیم ، بیشتر بسط دهیم. با دانستن حجم و غلظت محلول حاوی یک ماده واکنش دهنده ، می توانیم با استفاده از معادله شیمیایی متعادل ، مقدار بیشتری از محلول واکنش دهنده دیگر مورد نیاز را مشخص کنیم.

مثال ۱۳:دانش آموزی از نمونه ای اندازه گیری کرد ، با ضریب ۱۰٫۰۰ میلی لیتر محلول FeCl3را می گیرد. دانش آموز با دقت ۰٫۱۰۷۴ مولار Na2C2O4را اضافه می کند تا تمام Fe3+(aq) به عنوان Fe2(C2O4)3(s)) رسوب کند. دانش آموز با استفاده از یک لوله دقیق اندازه گیری شده به نام بورت ، متوجه می شود که ۹٫۰۴ میلی لیتر محلول Na2C2O4 برای رسوب کامل Fe3+(aq) اضافه شده است. غلظت FeCl3در محلول اصلی چقدر بود؟ (آزمایش دقیقی مانند این ، که به منظور تعیین مقدار یک ماده در نمونه است ، تیتراسیون نامیده می شود.) معادله شیمیایی متعادل به شرح زیر است:

۲FeCl3(aq) + 3 Na2C2O4(aq) → Fe2(C2O4)3(s) + 6 NaCl(aq)

ابتدا باید تعداد مول های Na2C2O4 را که واکنش نشان می دهند تعیین کنیم. ما حجم را به لیتر تبدیل می کنیم و سپس از غلظت محلول به عنوان یک عامل تبدیل استفاده می کنیم:

۹٫۰۴mL × (۱ L / 1,000 mL) × (۰٫۱۰۷۴ mol Na2C2O4 / L) = 0.000971 mol Na2C2O4

اکنون ما از معادله شیمیایی تعادل برای تعیین تعداد مول استفاده خواهیم کرد.از مول های Fe3+(aq)) موجود در محلول:

۰٫۰۰۰۹۷۱mol Na2C2O4 × (۲ mol FeCl3 / 3 mol Na2C2O4) = 0.000647 mol FeCl3

سپس غلظت FeCl3 را در محلول اصلی تعیین می کنیم. با تبدیل ۱۰٫۰۰ میلی لیتر به لیتر (۰٫۰۱۰۰۰ لیتر) ، ما از تعریف مولاریته به طور مستقیم استفاده می کنیم:

M = mol / L = 0.000647 mol FeCl3 / 0.01000 L = 0.0647 M FeCl3

خودت را بیازمایید:دانشجویی ۲۵٫۰۰ میلی لیتر H3PO4با ۰٫۰۹۸۷ مولار پتاسیم هیدروکسید را تیتر می کند. او برای تکمیل واکنش شیمیایی از ۵۴٫۰۶ میلی لیتر استفاده می کند. غلظت H3PO4 چیست؟

H3PO4(aq) + 3 KOH(aq) → K3PO4(aq) + 3 H2O

هنگامی که یک دانش آموز تیتراسیون را انجام می دهد ، مقدار اندازه گیری شده از یک محلول به ماده واکنش دهنده دیگر اضافه می شود. “آزمایشگاه تیتراسیون شیمی” توسط روز کنتاکی کشور تحت مجوز Creative Commons Attribution-NonCommerce 2.0 Generic مجاز است.
هنگامی که یک دانش آموز تیتراسیون را انجام می دهد ، مقدار اندازه گیری شده از یک محلول به ماده واکنش دهنده دیگر اضافه می شود.
“آزمایشگاه تیتراسیون شیمی” توسط روز کنتاکی کشور تحت مجوز Creative Commons Attribution-NonCommerce 2.0 Generic مجاز است.
به مثال های بعدی توجه شود.
H2O2 برای تعیین مقدار منگنز با توجه به این معادله شیمیایی متعادل استفاده می شود:

۲MnO4(aq) + 5 H2O2(aq) + 6H+(aq) → ۲ Mn2+(aq) + 5 O2(g) + 8 H2O(ℓ)
چه مقدار محلول H2O2 با٪ ۳٫۰۰٪ در متر برای واکنش با ۰٫۳۵۵ مول از MnO4(aq) مورد نیاز است؟
از آنجا که به ما مقدار اولیه داده شده است ، تنها کاری که باید انجام دهیم استفاده از معادله شیمیایی متعادل برای تعیین تعداد خال های H2O2 و سپس تبدیل برای پیدا کردن جرم H2O2 است. با دانستن اینکه محلول H2O2 با جرم ۳٫۰۰٪ است ، می توانیم جرم محلول مورد نیاز را تعیین کنیم:

۰٫۳۵۵mol MnO4 × (۵ mol H2O2 / 2 mol MnO4) × (۳۴٫۰۲ g H2O2 / mol H2O2) × (۱۰۰ g solution / 3 g H2O2) = 1,006 g solution

اولین عامل تبدیل از معادله شیمیایی متعادل حاصل می شود ، عامل دوم تبدیل جرم مولی H2O2 است و عامل تبدیل سوم از تعریف درصد غلظت توسط جرم حاصل می شود.

خودت را بیازمایید:از واکنش شیمیایی متعادل برای MnO4 و H2O2 استفاده کنید تا تعیین کنید که چه مقدار جرم O2 تولید می شود اگر ۲۵۸ گرم از ۳٫۰۰% m/m H2O2 با MnO4 واکنش نشان دهد.

نکات اصلی
باید بدانید که چگونه واحدها را به عنوان فاکتورهای تبدیل استفاده کنید.
تمرینات
با استفاده از غلظت به عنوان یک فاکتور تبدیل ، چه مقدار مولکول در ۳٫۴۴ لیتر از ۰٫۷۵۳ مولار کلسیم کلرید وجود دارد؟
با استفاده از غلظت به عنوان ضریب تبدیل ، چند مول ماده ماده در ۸۴۴ میلی لیتر از ۲٫۰۹ مولار MgSO4 وجود دارد؟
با استفاده از غلظت به عنوان ضریب تبدیل ، چند لیتر برای تهیه ۰٫۸۲۲ مول NaBr از محلول ۰٫۶۶۵ مولار مورد نیاز است؟
با استفاده از غلظت به عنوان ضریب تبدیل ، چند لیتر برای تأمین ۲٫۵۰۰ مول (NH2)2CO از محلول ۱٫۰۸۷ مولار مورد نیاز است؟
جرم محلول در ۲۴٫۵ میلی لیتر از ۰٫۷۵۵ مولار CoCl2 چیست؟
جرم محلول در ۳٫۸۱ لیتر از ۰٫۰۲۳۲ مولار Zn(NO3)2 چیست؟
برای تهیه ۹٫۰۴ گرم NiF2 از محلول ۰٫۳۳۲ مولار چه مقدار محلول لازم است؟
برای تهیه ۰٫۲۲۹ گرم CH2O از محلول ۰٫۰۰۵۶۰ مولار چه حجم محلول لازم است؟
چه حجمی از ۳٫۴۴ مولار سدیم کلرید با ۵٫۳۳ مول CaCO3 واکنش نشان می دهد؟
۲HCl + CaCO3 → CaCl2 + H2O + CO2
چه حجم ۰٫۷۷۹ مولار سدیم کلرید با ۴۰٫۸ مول از سرب Pb(NO3)2 واکنش نشان می دهد؟
Pb(NO3)2 + 2 NaCl → PbCl2 + 2 NaNO3
چه حجم ۰٫۹۰۵ مولار H2SO4با ۲۶٫۷ میلی لیتر از ۰٫۵۵۴ مولار سدیم هیدروکسیدواکنش نشان می دهد؟
H2SO4 + 2 NaOH → Na2SO4 + 2 H2O

چه حجم ۱٫۰۰۰ مولار Na2CO3 با ۳۴۲ میلی لیتر ۰٫۳۳۳ مولار H3PO4 واکنش نشان می دهد؟
برای تیتراسیون با ۱۵٫۰۰ میلی لیتر کلسیم هیدروکسید ، ۲۳٫۷۷ میلی لیتر از ۰٫۱۵۰۵ میلی لیتر هیدروکلرید طول می کشد. غلظت کلسیم کلسیم هیدروکسید چقدر است؟ ابتدا باید معادله شیمیایی متعادل را بنویسید.
برای تیتراسیون یک نمونه ۲۵٫۰۰ میلی لیتر از H2SO4 به ۹۷٫۶۲ میلی لیتر از ۰٫۰۵۴۶ مولار سدیم هدروکسید نیاز دارد. غلظت H2SO4 چیست؟ ابتدا باید معادله شیمیایی موازنه شده را بنویسید.
برای حل مقداری مس جامد ۴٫۶۶۷ میلی لیتر ۰٫۰۹۹۷ مولار HNO3 طول می کشد. چه مقدار از مس قابل حل است؟
Cu + 4 HNO3(aq) → Cu(NO3)2(aq) + 2 NO2 + 2 H2O
برای حل چه مقدار AgCl جامد ۴۹٫۰۸ میلی لیتر ۰٫۸۷۷ مولار آمونیاک طول می کشد. چه مقدار از AgCl قابل حل است؟
AgCl(s) + 4 NH3(aq) → Ag(NH3)4Cl(aq)
چه مقدار ۳٫۰۰٪ H2O2 برای تولید ۶۶٫۳ گرم O2 (گرم) مورد نیاز است؟
۲H2O2(aq) → ۲ H2O(ℓ) + O2(g)

برگردان به پارسی: عرفان حیدری مهذب

زیر نظر استاد: مائده کوهی

سرچشمه:

جوابی بنویسید

ایمیل شما نشر نخواهد شدخانه های ضروری نشانه گذاری شده است. *

*