فاکتورهای تبدیل غلظت
1. 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 0.108 لیتر از محلول 0.887 مولار سدیم کلرید محلول وجود دارد. از آنجا که 0.887 مولار به معنی 0.887 مول بر لیتر است ، می توانیم از این عبارت دوم برای غلظت به عنوان یک عامل تبدیل استفاده کنیم:
0.108 L NaCl × (0.887 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 10 :استفاده از واحد غلظت به عنوان یک فاکتور تبدیل،به چند لیتر از محلول 2.35 مولار مس سولفات برای به دست آوردن 4.88 مول مس سولفات نیاز است؟!
راه حل:این تبدیل یک مرحله ای است ، اما غلظت باید به صورت متقابل برای واحدها نوشته شود:
4.88mol CuSO4×(1 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 0.0444 مولار CH2O برای به دست آوردن 0.0773 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 11 :چه مقدار ماده در 0.765 لیتر از 1.93 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 (40.0 گرم بر مول) استفاده می شود:
0.765L × (1.93 mol NaOH / L solution) × (40.0 g NaOH / 1 mol NaOH) = 59.1 g NaOH
خود را بیازمایید:چه مقدار ماده در 1.08 لیتر از 0.0578 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:
2AgNO3(aq) + CaCl2(aq) → 2 AgCl(s) + Ca(NO3)2(aq)
اگر می خواستیم بدانیم چه مقدار 0.555 مولار کلسیم کلرید با 1.25 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:
1.25mol AgNO3 × (1 mol CaCl2 / 2 mol AgNO3) × (1 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 12: چه مقدار از 0.0995 مولار آلومینیوم نیترات با 3.66 گرم نقره با توجه به معادله شیمیایی زیر واکنش نشان می دهد؟
3Ag(s) + Al(NO3)3(aq) → 3 AgNO3 + Al(s)
در اینجا ، ابتدا باید قبل از استفاده از یک معادله شیمیایی متعادل ، جرم نقره را به مول تبدیل کنید و سپس مولاریته را به عنوان یک عامل تبدیل تعریف کنید:
3.66g Ag × (1 mol Ag / 107.97 g Ag) × (1 mol Al(NO3)3 / 3 mol Ag) × (1 L solution / 0.0995 mol Al(NO3)3) = 0.114 L
خودت را بیازمایید:چه حجم 0.512 مولار سدیم هیدروکسید با 17.9 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 13:دانش آموزی از نمونه ای اندازه گیری کرد ، با ضریب 10.00 میلی لیتر محلول FeCl3را می گیرد. دانش آموز با دقت 0.1074 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 9.04 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:
2FeCl3(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:
9.04mL × (1 L / 1,000 mL) × (0.1074 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:
0.000971mol Na2C2O4 × (2 mol FeCl3 / 3 mol Na2C2O4) = 0.000647 mol FeCl3
سپس غلظت FeCl3 را در محلول اصلی تعیین می کنیم. با تبدیل 10.00 میلی لیتر به لیتر (0.01000 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 25.00 میلی لیتر H3PO4با 0.0987 مولار پتاسیم هیدروکسید را تیتر می کند. او برای تکمیل واکنش شیمیایی از 54.06 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:
2MnO4–(aq) + 5 H2O2(aq) + 6H+(aq) → 2 Mn2+(aq) + 5 O2(g) + 8 H2O(ℓ)
چه مقدار محلول H2O2 با٪ 3.00٪ در متر برای واکنش با 0.355 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 3.00٪ است ، می توانیم جرم محلول مورد نیاز را تعیین کنیم:
0.355mol MnO4– × (5 mol H2O2 / 2 mol MnO4–) × (34.02 g H2O2 / mol H2O2) × (100 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 258 گرم از 3.00% 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 3.44 لیتر از 0.753 مولار کلسیم کلرید وجود دارد؟
با استفاده از غلظت به عنوان ضریب تبدیل ، چند مول ماده ماده در 844 میلی لیتر از 2.09 مولار MgSO4 وجود دارد؟
با استفاده از غلظت به عنوان ضریب تبدیل ، چند لیتر برای تهیه 0.822 مول NaBr از محلول 0.665 مولار مورد نیاز است؟
با استفاده از غلظت به عنوان ضریب تبدیل ، چند لیتر برای تأمین 2.500 مول (NH2)2CO از محلول 1.087 مولار مورد نیاز است؟
جرم محلول در 24.5 میلی لیتر از 0.755 مولار CoCl2 چیست؟
جرم محلول در 3.81 لیتر از 0.0232 مولار Zn(NO3)2 چیست؟
برای تهیه 9.04 گرم NiF2 از محلول 0.332 مولار چه مقدار محلول لازم است؟
برای تهیه 0.229 گرم CH2O از محلول 0.00560 مولار چه حجم محلول لازم است؟
چه حجمی از 3.44 مولار سدیم کلرید با 5.33 مول CaCO3 واکنش نشان می دهد؟
2HCl + CaCO3 → CaCl2 + H2O + CO2
چه حجم 0.779 مولار سدیم کلرید با 40.8 مول از سرب Pb(NO3)2 واکنش نشان می دهد؟
Pb(NO3)2 + 2 NaCl → PbCl2 + 2 NaNO3
چه حجم 0.905 مولار H2SO4با 26.7 میلی لیتر از 0.554 مولار سدیم هیدروکسیدواکنش نشان می دهد؟
H2SO4 + 2 NaOH → Na2SO4 + 2 H2O
چه حجم 1.000 مولار Na2CO3 با 342 میلی لیتر 0.333 مولار H3PO4 واکنش نشان می دهد؟
برای تیتراسیون با 15.00 میلی لیتر کلسیم هیدروکسید ، 23.77 میلی لیتر از 0.1505 میلی لیتر هیدروکلرید طول می کشد. غلظت کلسیم کلسیم هیدروکسید چقدر است؟ ابتدا باید معادله شیمیایی متعادل را بنویسید.
برای تیتراسیون یک نمونه 25.00 میلی لیتر از H2SO4 به 97.62 میلی لیتر از 0.0546 مولار سدیم هدروکسید نیاز دارد. غلظت H2SO4 چیست؟ ابتدا باید معادله شیمیایی موازنه شده را بنویسید.
برای حل مقداری مس جامد 4.667 میلی لیتر 0.0997 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 49.08 میلی لیتر 0.877 مولار آمونیاک طول می کشد. چه مقدار از AgCl قابل حل است؟
AgCl(s) + 4 NH3(aq) → Ag(NH3)4Cl(aq)
چه مقدار 3.00٪ H2O2 برای تولید 66.3 گرم O2 (گرم) مورد نیاز است؟
2H2O2(aq) → 2 H2O(ℓ) + O2(g)
برگردان به پارسی: عرفان حیدری مهذب
زیر نظر استاد: مائده کوهی
سرچشمه: