Përcaktimi i pjesës masive, molaritetit dhe fraksionit mol. Pjesa masive (e quajtur edhe përqendrimi në përqindje)

Sasia dhe përqendrimi i substancës:

SHPREHJA DHE SHNDRIMET NGA NJË FORMË N TJETËR

Teoria bazë

1. Termat dhe përkufizimet bazë

Masa dhe sasitë e substancës . meshë substanca ( m) maten në gram, dhe sasia substanca ( n) në nishane. Nëse caktojmë një substancë me shkronjë X, atëherë masa e tij mund të caktohet si m ( X ) dhe sasia - n ( X ) .

Nishani – sasia e një lënde që përmban aq njësi strukturore specifike (molekula, atome, jone etj.) sa ka atome në 0,012 kg të izotopit të karbonit-12.

Kur përdoret termi nishan duhet të tregohen grimcat të cilave u referohet termi. Prandaj, mund të thuhet "mole molekulash", "mole atomesh", "moll jonesh", etj. (për shembull, mol molekulash hidrogjeni, mol atome hidrogjeni, mole jonesh hidrogjeni). Meqenëse 0,012 kg karbon-12 përmban ~ 6,022x10 23 atome karboni (konstanta e Avogadro-s), atëherë nishan- një sasi e tillë lënde që përmban 6.022x10 23 elemente strukturore (molekula, atome, jone etj.).

Raporti i masës së një lënde me sasinë e substancës quhet masë molare.

M ( X) = m ( X)/n( X)

Kjo është, masë molare (M) – është masa e një moli të një lënde. Njësia bazë sistemike 1 e masës molare është kg/mol, dhe në praktikë g/mol. Për shembull, masa molare e litiumit të metalit më të lehtë M(Li) = 6,939 g/mol, masa molare e gazit metan M(CH 4) = 16,043 g/mol. Masa molare e acidit sulfurik llogaritet si më poshtë M ( H 2 SO 4 ) = 196 g / 2 mol = 96 g/mol.

Çdo përbërje (substancë), përveç masës molare, karakterizohet nga i afërmmolekulare ose masë atomike. Ekziston gjithashtu ekuivalente peshë E, e barabartë me vlerën molekulare të shumëzuar me faktorin ekuivalent (shih më poshtë).

Pesha molekulare relative (M r ) – Kjo masa molare e një përbërjeje e ndarë me 1/12 e masës molare të një atomi karboni-12. Për shembull, M r(CH 4) = 16.043. Pesha molekulare relative është një sasi pa dimension.

Masa atomike relative (A r ) – është masa molare e një atomi të një lënde e ndarë me 1/12 e masës molare të një atomi karboni-12. Për shembull, A r(Li) = 6,039.

Përqendrimi . Raporti i sasisë ose masës së një lënde që përmban një sistem me vëllimin ose masën e këtij sistemi quhet përqendrimi. Ka disa mënyra për të shprehur përqendrimin. Në Rusi, përqendrimi më së shpeshti shënohet me shkronjën e madhe C, që do të thotë kryesisht përqendrimi në masë, e cila me të drejtë konsiderohet forma më e përdorur e shprehjes për përqendrim në monitorimin e mjedisit (është në këtë formë që maten vlerat MAC).

Përqendrimi në masë (ME ose β) – raporti i masës së një komponenti të përfshirë në një sistem (zgjidhje) me vëllimin e këtij sistemi (V). Kjo është forma më e zakonshme e shprehjes së përqendrimit midis analistëve rusë.

β (X) =m ( X) / V (përzierjet )

Njësia matëse e përqendrimit në masë - kg/m 3 ose g/m 3, kg/dm 3 ose g/dm 3 (g/l), kg/cm 3, ose g/cm 3 (g/ml), μg/ l ose µg/ml, etj. Shndërrimet aritmetike nga një dimension në tjetrin nuk janë shumë të vështira, por kërkojnë kujdes. Për shembull, përqendrimi në masë i acidit klorhidrik (klorhidrik). ME(HCl) = 40 g / 1 l = 40 g/l = 0,04 g/ml = 4·10 – 5 μg/l, etj. Përcaktimi i përqendrimit në masë ME nuk duhet të ngatërrohet me përcaktimin e përqendrimit molar ( Me), e cila diskutohet më poshtë.

Raportet tipike janë β (X): 1000 µg/l = 1 µg/ml = 0,001 mg/ml.

Në analizën vëllimore (titrimetri), përdoret një nga format e përqendrimit të masës - titri. Titri zgjidhje (T) - Kjo masa e një lënde që përmbahet në një centimetër kub osenë një mililitër zgjidhje.

Njësitë e matjes së titrit - kg/cm 3, g/cm 3, g/ml etj.

Molaliteti (b) -- raporti i sasisë së tretësirës ( V mole) në masën e tretësit ( V kg).

b ( X) = n ( X) / m ( tretës) = n ( X) / m ( R )

Njësia e molalitetit -- mol/kg. Për shembull, b(HCl/H 2 O) = 2 mol/kg. Përqendrimi molal përdoret kryesisht për solucione të koncentruara.

Molnaya (!) ndajnë (X) - raporti i sasisë së substancës së një komponenti të caktuar (në mol) që përmbahet në sistem me sasinë totale të substancës (në mole).

X ( X) =n ( X) / n ( X) + n ( Y)

Fraksioni mol mund të shprehet në fraksione të njësisë, përqindje (%), ppm (pjesa e njëmijtë e %) dhe në të milionat (milion -1, ppm), miliarda (miliardë -1, ppb), trilionta (trilion -1, ppt), etj., por njësia e matjes është ende raporti -. nishan / nishan. Për shembull, X ( C 2 H 6) = 2 mol / 2 mol + 3 mol = 0,4 (40%).

Pjesa masive (ω) – raporti i masës së një komponenti të caktuar që gjendet në një sistem me masën totale të atij sistemi.

ω ( X) = m ( X) / m (përzierjet )

Pjesa e masës matet në raporte kg/kg (G/G). Për më tepër, ai mund të shprehet në fraksione të njësisë, përqindje (%), ppm, milionta, miliarda, etj. aksionet Pjesa masive e një komponenti të caktuar, e shprehur në përqindje, tregon se sa gramë të këtij përbërësi gjenden në 100 g tretësirë.

Për shembull, me kusht ω ( KCl ) = 12 g / 12 g + 28 g = 0,3 (30%).

0 fraksion vëllimor (φ) – raporti i vëllimit të një komponenti të përfshirë nësistemit, në vëllimin e përgjithshëm të sistemit.

φ ( X) = v ( X) / v ( X) + v ( Y)

Pjesa e vëllimit matet në raporte l/l ose ml/ml dhe mund të shprehet gjithashtu në fraksione të njësisë, përqindje, ppm, ppm, etj. aksionet Për shembull, fraksioni vëllimor i oksigjenit në një përzierje gazi është φ ( O 2 ) =0,15 l / 0,15 l + 0,56 l.

Molar (molar)përqendrimi (me) - raporti i sasisë së substancës (në mol) që përmbahet në një sistem (për shembull, në një tretësirë) me vëllimin V të këtij sistemi.

Me( X) = n ( X) / V (përzierjet )

Njësia matëse për përqendrimin molar është mol/m 3 (derivativ i shumëfishtë, SI – mol/l). Për shembull, c (H 2 S0 4) = 1 mol/l, Me(KOH) = 0,5 mol/l. Një tretësirë me përqendrim 1 mol/l quhet molare zgjidhje dhe shënohet si një zgjidhje 1 M (mos e ngatërroni këtë shkronjë M pas numrit me përcaktimin e treguar më parë të masës molare, d.m.th. sasia e substancës M). Prandaj, një tretësirë që ka një përqendrim prej 0,5 mol/l caktohet 0,5 M (tretësirë gjysmë molare); 0,1 mol/l – 0,1 M (tretësirë decimolar); 0,01 mol/l – 0,01 M (tretësirë centimolare) etj.

Kjo formë e shprehjes së përqendrimit përdoret gjithashtu shumë shpesh në analitikë.

Normale (ekuivalente)përqendrimi (N), ekuivalenti i përqendrimit molar (ME eq. ) - Kjo raporti i sasisë së substancës ekuivalente në tretësirë(mol) në vëllimin e kësaj tretësire(l).

N = ME eq ( X) = n (1/ ZX) / V (përzierjet )

Sasia e substancës (në mol) në të cilën grimcat reaguese janë ekuivalente quhet sasia e barazvlefshme e substancësn uh (1/ Z X) = n uh (X).

Njësia matëse për përqendrimin normal (“normaliteti”) është gjithashtu mol/l (derivativ i shumëfishtë, SI). Për shembull, C ekuiv. (1/3 A1C1 3) = 1 mol/l. Një tretësirë, një litër prej së cilës përmban 1 mol ekuivalente të substancës, quhet normale dhe caktohet 1 N. Prandaj, ato mund të jenë 0,5 n ("pentadecinormal"); 0,01 n (centormal"), etj. zgjidhjet.

Duhet theksuar se koncepti ekuivalencë reaktantët në reaksionet kimike është një nga parimet bazë për kiminë analitike. Llogaritjet e rezultateve të analizave kimike (veçanërisht në titrimetri) zakonisht bazohen në ekuivalencën. Le të shqyrtojmë disa terma bazë të lidhur. teoria e analitikës së konceptit.

Faktori i ekuivalencës– një numër që tregon se cila pjesë e një grimce reale të substancës X (për shembull, një molekulë e substancës X) është ekuivalente me një jon hidrogjeni (në një reaksion të caktuar acid-bazë) ose një elektron (në një reaksion të caktuar redoks) Faktori ekuivalent f eq(X) llogaritet bazuar në stoikiometrinë (raporti i grimcave të përfshira) në një proces kimik specifik:

f eq(X) = 1/ Z x

ku Z x. - numri i joneve të hidrogjenit të zëvendësuar ose të bashkangjitur (për reaksionet acid-bazë) ose numri i elektroneve të dhëna ose të pranuara (për reaksionet redoks);

X është formula kimike e substancës.

Faktori i ekuivalencës është gjithmonë i barabartë ose më i vogël se një. Kur shumëzohet me peshën molekulare relative, jep vlerën masë ekuivalente (E).

Për reagim

H 2 SO 4 + 2 NaOH = Na 2 SO 4 + 2 H 2

f eq(H 2 SO 4) = 1/2, f eq(NaOH) = 1

f eq(H 2 SO 4) = 1/2, d.m.th. kjo do të thotë se ½ molekulë e acidit sulfurik jep 1 jon hidrogjeni (H +) për një reaksion të caktuar, dhe në përputhje me rrethanat f eq(NaOH) = 1 do të thotë që një molekulë NaOH kombinohet me një jon hidrogjeni në këtë reaksion.

Për reagim

10 FeSO 4 + 2 KMnO 4 + 8 H 2 SO 4 = 5 Fe 2 (SO 4) 3 + 2 MnSO 4 + K 2 SO 4 + 8 H 2 O

2 MnO 4 - + 8H + +5e - → Mn 2+ – 2e - + 4 H 2 O

5 Fe 2+ – 2e - → Fe 3+

f eq(KMnO 4) = 1/5 (mjedis acid), d.m.th. 1/5 e një molekule KMnO 4 në këtë reaksion është e barabartë me 1 elektron. Në të njëjtën kohë f eq(Fe 2+) = 1, d.m.th. një jon hekuri (II) është gjithashtu i barabartë me 1 elektron.

Ekuivalente Substanca X është një grimcë reale ose e kushtëzuar, e cila në një reaksion të caktuar acid-bazë është e barabartë me një jo-hidrogjen ose në një reaksion redoks të caktuar - një elektron.

Forma ekuivalente e regjistrimit: f eq(X) X (shih tabelën), ose E x e thjeshtuar, ku X është formula kimike e substancës, d.m.th. [E x = f eq(X) X]. Ekuivalenti është pa dimension.

Ekuivalent i acidit(ose bazë) - një grimcë e tillë e kushtëzuar e një substance të caktuar e cila, në një reaksion të caktuar titrimi, lëshon një jon hidrogjeni ose kombinohet me të, ose është ndryshe ekuivalente me të.

Për shembull, për të parën nga reaksionet e mësipërme, ekuivalenti i acidit sulfurik është një grimcë konvencionale e formës ½ H 2 SO 4 d.m.th. f eq(H2SO4) = 1/Z = ½;

EH 2 SO 4 = ½ H 2 SO 4. Ekuivalente me oksidimin (ose duke u rikuperuar) substancave

- kjo është një grimcë e tillë e kushtëzuar e një lënde të caktuar që në një reaksion kimik të caktuar mund të bashkojë një elektron ose ta lëshojë atë, ose të jetë në një mënyrë tjetër ekuivalente me këtë elektron.

Për shembull, gjatë oksidimit me permanganat në një mjedis acid, ekuivalenti i permanganatit të kaliumit është një grimcë konvencionale e formës 1/5 KMnO4, d.m.th. EKMpO 4 =1/5 KMpO 4.

Meqenëse ekuivalenti i një substance mund të ndryshojë në varësi të reagimit në të cilin është përfshirë substanca, është e nevojshme të tregohet reagimi i duhur.

Për shembull, për reaksionin H 3 PO 4 + NaOH = NaH 2 PO 4 + H 2 O

Për reaksionin H 3 PO 4 + 2 NaOH = Na 2 HPO 4 + 2 H 2 O

ekuivalenti i tij është E N 3 RO 4 == ½ N 3 RO 4 ,.

Duke marrë parasysh se koncepti duke lypur ju lejon të përdorni çdo lloj grimcash të kushtëzuara, ju mund të jepni konceptin masë molare e substancës ekuivalente X. Kujtoni se nishan– kjo është sasia e një lënde që përmban po aq grimca reale ose të kushtëzuara sa ka atome që përmbahen në 12 g të izotopit të karbonit 12 C (6.02 10 23). Nga grimcat reale duhet kuptuar atomet, jonet, molekulat, elektronet, etj., dhe nga grimcat e kushtëzuara - të tilla si, për shembull, 1/5 e një molekule të KMnO 4 në rastin e një reaksioni O/B në një mjedis acid. ose ½ e një molekule të H 2 SO 4 në reaksione me hidroksid natriumi.

Ekuivalenti i masës molare të substancës – masa e një moli të ekuivalentëve të kësaj substance, e barabartë me produktin e faktorit të ekuivalencës f eq(X) për masë molare të substancës M (X) 1 .

Ekuivalenti i masës molare shënohet si M [ f eq(X) X] ose duke marrë parasysh barazinë E x = f eq(X) X shënohet me M [E x]:

M (E x)= f eq(X) M (X); M [E x] = M (X) / Z

Për shembull, masa molare e ekuivalentit të KMnO 4

M (ECMpO 4) = 1/5 KMpO 4 = M 1/5 KMpO 4 = 31,6 g/mol.

Kjo do të thotë se masa e një mol grimcash konvencionale të formës 1/5KMnO 4 është 31,6 g/mol. Për analogji, masa molare e ekuivalentit të acidit sulfurik M ½ H 2 SO 4 = 49 g/mol; acid fosforik M ½ H 3 PO 4 = 49 g/mol etj.

Në përputhje me kërkesat e Sistemit Ndërkombëtar (SI), është përqendrimi molarështë mënyra kryesore e shprehjes së përqendrimit të tretësirave, por siç është vërejtur tashmë, në praktikë përdoret më shpesh përqendrimi në masë.

Le të shqyrtojmë formulat bazë dhe marrëdhëniet ndërmjet metodave të shprehjes së përqendrimit të tretësirave (shih tabelat 1 dhe 2).

Tretësirat karakterizohen nga përbërja e tyre sasiore dhe cilësore.

Përbërja sasiore shprehet aksionet(sasi relative pa dimension): masë, molare, vëllim.

Vlerat dimensionale-përqendrimet janë përqendrimi i masës molare, masës dhe masës molare të ekuivalentit.

1. Pjesa masive

ω(A) = 100%

ω(A) - pjesa masive e substancës A;
m është masa e tretësirës (g);
m(A) - masa e substancës A (g).

Pjesa masive (përqendrimi në përqindje) e substancës së tretur A quhet raporti i masës së një lënde A në masën e të gjithë tretësirës m(masa e tretësit + masa e substancës).

Pjesa masive shprehet si përqindje (fraksione të një njësie) ose ppm (të mijëtat e përqindjes).

Përqendrimi në përqindje tregon se sa substancë përmban 100 g tretësirë.

Problemi: 50 g lëndë treten në 150 g ujë. Është e nevojshme të llogaritet pjesa masive e substancës në tretësirë.

Zgjidhja:

Ne llogarisim masën totale të tretësirës: 150 + 50 = 200 g;
Njehsojmë pjesën masive të substancës në tretësirë: ω(A) = 100% = 25%

2. Pjesa e nishanit

χ(A) = n(A)/100%

χ(A) - fraksion mol i substancës A;
n(A) - sasia e substancës A, mol;
n(B) - sasia e substancës B (tretësi), mol.

Fraksioni mol (fraksioni mol) i substancës së tretur A quhet raporti i sasisë së substancës A(në mol) në shumën e sasive (moleve) të të gjitha substancave të përfshira në tretësirë.

Fraksioni mol shprehet në përqindje (fraksione të një njësie).

Problemi: 1,18 g klorur natriumi u tretën në 180 ml ujë. Është e nevojshme të llogaritet fraksioni mol i NaCl.

Zgjidhja:

Në fazën e parë, ne do të llogarisim molet e NaCl dhe H 2 O të nevojshme për përgatitjen e tretësirës (shiko masën molare):
Masa molare e NaCl: M = 23 + 36 = 59 g/mol;
Numri i moleve për NaCl: n = m/M = 1,18/59 = 0,02 mol
Masa molare e H 2 O: M = 1 2 + 16 = 18 g/mol
Numri i moleve të H 2 O: n = 180/18 = 10 mol.
Ne llogarisim masën molare të NaCl:
χ(NaCl) = n(NaCl)/100%
χ(NaCl) = 0,02/(0,02+10) = 0,002 (0,2%).

3. Pjesa vëllimore

φ(A) = V(A)/V

φ(A) - fraksion vëllimor i substancës A (fraksion i një njësie ose%);
V(A) - vëllimi i substancës A, ml;
V është vëllimi i të gjithë tretësirës, ml.

Pjesa vëllimore e substancës A quhet raporti i vëllimit të një lënde A në vëllimin e të gjithë tretësirës.

Problemi: Fraksionet masive (ω) të oksigjenit dhe azotit në përzierjen e gazit janë përkatësisht 20% dhe 80%. Është e nevojshme të llogariten fraksionet e tyre vëllimore (φ) në përzierjen e gazit.

Zgjidhja:

Masa totale e përzierjes së gazit le të jetë 100 g:
m(O 2)=m ω(O 2)=100 0,20=20 g
m(N 2)=m ω(N 2)=100 0,80=80 g
Duke përdorur formulën n=m/M përcaktojmë numrin e moleve të substancave:
n(O 2)=20/32=0,625 mol
n(N 2)=80/28=2,85 mol
Ne përcaktojmë vëllimin e zënë nga gazrat (bazuar në postulatin se në kushte normale, 1 mol gaz zë 22.4 litra):
Le të bëjmë një proporcion:
1 mol gaz = 22,4 l;
0,625 mol = x l
x = 22,4 0,625 = 14 l
Për azotin për analogji: 2,85·22,4 = 64 l
Vëllimi i përgjithshëm është: 14 + 64 = 78 l
Fraksionet vëllimore të gazeve në përzierje:
φ(O 2) = 14/78 = 0,18 (18%)
φ(N 2) = 64/78 = 0,82 (82%)

4. Përqendrimi molar (molariteti)

c(A) = n(A)/V, mol/l

c(A) - përqendrimi molar i substancës A, mol/l;
n(A) - sasia e substancës së tretur A, mol;
V është vëllimi i të gjithë zgjidhjes, l.

Përqendrimi molar i lëndës së tretur A quhet raporti i sasisë së substancës së tretur A(në mol) në vëllimin e të gjithë tretësirës (l).

Kështu, mund të themi se përqendrimi molar është numri i moleve të një lënde të tretur në 1 litër tretësirë. Meqenëse n(A)=m(A)/M(A) (shih masën molare), formula për përqendrimin molar mund të rishkruhet si më poshtë:

C(A) = m(A)/

m(A) - masa e substancës A, g;
M(A) - masë molare e substancës A, g/mol.

Përqendrimi molar zakonisht shënohet me simbolin "M":

1M - zgjidhje një molare;
0.1M - zgjidhje decimolar;
0.01M - tretësirë centimolare.

Problemi: 500 ml tretësirë përmban 10 g NaCl. Është e nevojshme të përcaktohet përqendrimi molar i tretësirës.

Zgjidhja:

Gjeni masën e klorurit të natriumit në 1 litër tretësirë (përqendrimi molar është numri i moleve të substancës së tretur në 1 litër tretësirë):
500 ml tretësirë - 10 g NaCl
1000 ml - x
x = 20 g
Përqendrimi molar i NaCl:
c(NaCl) = m(NaCl)/ = 20/(59 1) = 0,34 mol/l

5. Përqendrimi në masë (titri)

ρ(A) = m(A)/V

ρ(A) - përqendrimi në masë i substancës A, g/l;
m(A) - masa e substancës A, g;
V - vëllimi i tretësirës, l.

Përqendrimi në masë (titri) është raporti i masës së një lënde të tretur me vëllimin e një tretësire.

Detyrë: Përcaktoni përqendrimin molar të një tretësire HCl 20% (ρ=1,1 g/ml).

Zgjidhja:

Përcaktoni vëllimin e 100 g tretësirë të acidit klorhidrik:
V = m/ρ = 100/1,1 = 0,09 l
100 g tretësirë të acidit klorhidrik 20% përmban 20 g HCl. Ne llogarisim përqendrimin molar:
c(HCl) = m(HCl)/ = 20/(37·0.9) = 6 mol/l

6. Ekuivalenti i përqendrimit molar (normaliteti)

c e (A) = n e (A)/V, mol/l

c e (A) - përqendrimi molar i ekuivalentit, mol/l;
n e (A) - numri i ekuivalentëve të substancave, mol;
V - vëllimi i tretësirës, l.

Përqendrimi molar i ekuivalentit është raporti i sasisë së substancës ekuivalente me vëllimin e tretësirës.

Për analogji me përqendrimin molar (shih më lart):

C e (A) = m(A)/

Një tretësirë normale është një tretësirë, 1 litër i së cilës përmban 1 ekuivalent të një substance të tretur.

Përqendrimi molar i ekuivalentit zakonisht shënohet me simbolin "n":

1n - një zgjidhje normale;
0,1 N - zgjidhje decinormale;
0.01N - zgjidhje centinormale.

Problema: Çfarë vëllimi 90% H 2 SO 4 (ρ = 1,82 g/ml) nevojitet për të përgatitur 100 ml tretësirë centinormale?

Zgjidhja:

Përcaktojmë sasinë e acidit sulfurik 100% që nevojitet për të përgatitur 1 litër tretësirë një-normale. Ekuivalenti i acidit sulfurik është gjysma e peshës së tij molekulare:
M(H 2 SO 4) = 1 2 + 32 + 16 4 = 98/2 = 49.
Për të përgatitur 1 litër tretësirë centinormale, do t'ju duhet 0,01 ekuivalente: 49·0,01 = 0,49 g.
Ne përcaktojmë numrin e gramëve të acidit sulfurik 100% të nevojshëm për të marrë 100 ml një zgjidhje normale (ne bëjmë një proporcion):
1l - 0,49 g
0,1l - x g
x = 0,049 g.
Le ta zgjidhim problemin:
x = 100·0,049/90 = 0,054 g.
V = m/ρ = 0,054/1,82 = 0,03 ml.

Një përzierje e përbërë nga dy ose më shumë përbërës karakterizohet nga vetitë dhe përmbajtja e këtyre përbërësve. Përbërja e një përzierjeje mund të përcaktohet nga masa, vëllimi, sasia (numri i moleve ose kilogram-mole) të përbërësve individualë, si dhe vlerat e përqendrimit të tyre. Përqendrimi i një përbërësi në një përzierje mund të shprehet në peshë, fraksione mole dhe vëllimore ose përqindje, si dhe në njësi të tjera.

Pjesa masive w i i çdo komponenti përcaktohet nga raporti i masës m i të këtij përbërësi me masën e të gjithë përzierjes m cm:

Duke marrë parasysh se masa totale e përzierjes është e barabartë me shumën e masave të përbërësve individualë, d.m.th.

mund te shkruani:

ose shkurtuar:

Shembulli 4. Përzierja përbëhet nga dy përbërës: m 1 = 500 kg, m 2 = 1500 kg. Përcaktoni pjesën masive të secilit përbërës në përzierje.

Zgjidhje. Pjesa masive e komponentit të parë:

m cm = m 1 + m 2 = 500 + 1500 = 2000 kg

Pjesa masive e komponentit të dytë:

Pjesa masive e komponentit të dytë mund të përcaktohet gjithashtu duke përdorur barazinë:

w 2 = 1 – w 1 = 1 – 0,25 = 0,75

Pjesa e vëllimit Komponenti n i në një përzierje është i barabartë me raportin e vëllimit V i të këtij përbërësi me vëllimin e të gjithë përzierjes V:

Duke pasur parasysh se:

mund te shkruani:

Shembulli 5. Gazi përbëhet nga dy përbërës: V 1 = 15,2 m 3 metan dhe V 2 = 9,8 m 3 etan. Llogaritni përbërjen vëllimore të përzierjes.

Zgjidhje. Vëllimi i përgjithshëm i përzierjes është:

V = V 1 + V 2 = 15,2 + 9,8 = 25 m 3

Pjesa e vëllimit në përzierje:

metani

etanit v 2 = 1 – v 1 = 1 – 0,60 = 0,40

Pjesa e nishanit n i i çdo përbërësi të një përzierjeje përcaktohet si raporti i numrit të kilomoleve N i të këtij përbërësi me numrin total të kilomoleve N të përzierjes:

Duke pasur parasysh se:

marrim:

Shndërrimi i fraksioneve mole në fraksione masive mund të kryhet duke përdorur formulën:

Shembulli 6. Përzierja përbëhet nga 500 kg benzen dhe 250 kg toluen. Përcaktoni përbërjen molare të përzierjes.

Zgjidhje. Pesha molekulare e benzenit (C 6 H 6) është 78, e toluenit (C 7 H 8) është 92. Numri i kilogram-moleve është:

benzenit

toluen

numri i përgjithshëm i nishaneve të kilogramëve:

N = N 1 + N 2 = 6,41 + 2,72 = 9,13

Fraksioni mol i benzenit është:

Për toluenin, fraksioni mol mund të gjendet nga barazia:

nga ku: n 2 = 1 – n 1 = 1 – 0,70 = 0,30

Pesha mesatare molekulare e një përzierjeje mund të përcaktohet duke ditur fraksionin molik dhe peshën molekulare të secilit përbërës të përzierjes:

(21)

ku n i- përmbajtja e përbërësve në përzierje, mol. aksione; M i- pesha molekulare e përbërësit të përzierjes.

Pesha molekulare e një përzierjeje të disa fraksioneve të naftës mund të përcaktohet nga formula

(22)

Ku m 1, m 2,…, m n- masa e përbërësve të përzierjes, kg; M 1, M 2, .....,.M f- pesha molekulare e përbërësve të përzierjes; -% wt. komponent.

Pesha molekulare e një produkti nafte mund të përcaktohet gjithashtu duke përdorur formulën e Craig

(24)

Shembulli 7. Përcaktoni peshën mesatare molekulare të një përzierjeje të benzenit dhe izooktanit, nëse fraksioni mol i benzenit është 0,51, izooktani është 0,49.

Zgjidhje. Pesha molekulare e benzenit është 78, izooktani është 114. Duke zëvendësuar këto vlera në formulën (21), marrim

M mesatare= 0,51 × 78 + 0,48 × 114 = 95,7

Shembulli 8. Përzierja përbëhet nga 1500 kg benzen dhe 2500 kg n-oktan Përcaktoni peshën mesatare molekulare të përzierjes.

Zgjidhje. Ne përdorim formulën (22)

Përbërja molare volumetrike shndërrohet në përbërje masive si më poshtë. Kjo përbërje vëllimore (molare) në përqindje merret si 100 mol. Pastaj përqendrimi i secilit komponent në përqindje do të shprehë numrin e nishaneve të tij. Numri i moleve të secilit komponent shumëzohet më pas me peshën e tij molekulare për të marrë masën e secilit përbërës në përzierje. Duke pjesëtuar masën e secilit përbërës me masën totale, fitohet përqendrimi i tij në masë.

Përbërja e masës shndërrohet në përbërje vëllimore (molare) si më poshtë. Supozohet se përzierja është 100 (g, kg, t) (nëse përbërja e masës shprehet në përqindje), masa e secilit përbërës ndahet me masën molekulare të saj. Merrni numrin e nishaneve. Duke pjesëtuar numrin e moleve të secilit komponent me numrin e përgjithshëm të tyre, fitohen përqendrimet vëllimore (molare) të secilit komponent.

Dendësia mesatare e gazit përcaktohet nga formula:

kg/m3; g/cm 3

ose, bazuar në përbërjen vëllimore:

ose, bazuar në përbërjen masive të përzierjes:

Dendësia relative përcaktohet me formulën:

Komponentët	M g/mol	përbërja në masë, % wt.	m i	Numri i nishaneve	Përbërja vëllimore
fraksionet e një njësie	% rreth.
Metani				40:16=2,50	0,669	66,9
Etani				10:30=0,33	0,088	8,8
Propani				15:44=0,34	0,091	9,1
Butani				25:58=0,43	0,115	11,5
Pentan + më i lartë				10:72=0,14	0,037	3,7
				3,74	1,000	100,0

Për të thjeshtuar llogaritjen, le të marrim masën e përzierjes si 100 g, atëherë masa e secilit përbërës do të përkojë numerikisht me përbërjen e përqindjes. Le të gjejmë numrin e moleve n i të çdo komponenti. Për ta bërë këtë, ndani masën e secilit komponent m i me masën molare:

Gjeni përbërjen vëllimore të përzierjes në fraksione të njësisë

w i (CH 4) = 2,50: 3,74 = 0,669; w(C2H6) = 0.33: 3.74 = 0.088;

W(C5 H8) = 0.34: 3.74 = 0.091; w(C4H10) = 0,43: 3,74 = 0,115;

W(C 5 H 12) = 0,14: 3,74 = 0,037.

Përbërjen vëllimore të përzierjes e gjejmë në përqindje duke shumëzuar të dhënat në fraksione nga një me 100%. Të gjitha të dhënat e marra i vendosim në një tabelë.

Llogaritni masën mesatare të përzierjes.

M av = 100: 3,74 = 26,8 g/mol

Gjetja e dendësisë së përzierjes

Gjeni dendësinë relative:

W(CH 4) = 480: 4120 = 0,117; w(C2H6) = 450: 4120 = 0.109;

W(C3H8) = 880: 4120 = 0.214; w(C4H10) = 870: 4120 = 0.211;

W(C 5 H 12) = 1440: 4120 = 0,349.

M av = 4120: 100 = 41,2 g/mol.

g/l

Problemi 15. Përzierja përbëhet nga pesë përbërës. Përcaktoni masën, vëllimin dhe fraksionin mol të secilit përbërës në përzierje, peshën mesatare molekulare të përzierjes.

Komponentët e përzierjes	Opsioni

m i (g)	m i (kg)	m i (t)
metani
etanit
propan
n-butan
izobutani

Komponentët e përzierjes	ω% përbërja e masës së gazit
Opsionet

metani
etanit
propan
butani
pentani

Komponentët e përzierjes	përbërje vëllimore e gazit ω% vëllim
Opsionet

metani
etanit
propan
butani
pentani

Do t'ju duhet

Ju duhet të përcaktoni se cilit opsion i përket detyra juaj. Në rastin e opsionit të parë, do t'ju duhet tabela periodike. Në rastin e dytë, duhet të dini se tretësira përbëhet nga dy përbërës: një tretës dhe një tretës. Dhe masa e tretësirës është e barabartë me masat e këtyre dy përbërësve.

Udhëzimet

Në rastin e versionit të parë të problemit:
Sipas Mendelejevit, gjejmë masën molare të një lënde. Shuma molare e masave atomike që përbëjnë një substancë.

Për shembull, masa molare (Mr) e hidroksidit të kalciumit Ca(OH)2: Mr(Ca(OH)2) = Ar(Ca) + (Ar(O) + Ar(H))*2 = 40 + (16 + 1) *2 = 74.

Nëse nuk ka filxhan matës në të cilin mund të derdhni ujin, llogaritni vëllimin e enës në të cilën ndodhet. Vëllimi është gjithmonë i barabartë me produktin e sipërfaqes së bazës dhe lartësisë, dhe me enë me formë konstante zakonisht nuk ka probleme. Vëllimi ujë në kavanoz do të jetë e barabartë me sipërfaqen e bazës së rrumbullakët nga lartësia e mbushur me ujë. Duke shumëzuar dendësinë? për vëllim ujë V, ju do të merrni masë ujë m: m=?*V.

Video mbi temën

Ju lutemi vini re

Ju mund ta përcaktoni masën duke ditur sasinë e ujit dhe masën molare të tij. Masa molare e ujit është 18 sepse përbëhet nga masa molare e 2 atomeve të hidrogjenit dhe 1 atomit të oksigjenit. MH2O = 2MH+MO=2 1+16=18 (g/mol). m=n*M, ku m është masa e ujit, n është sasia, M është masa molare.

Çfarë është pjesa masive element? Nga vetë emri mund të kuptoni se kjo është një sasi që tregon raportin e masës element, të përfshira në përbërjen e substancës, dhe masën totale të kësaj substance. Shprehet në thyesa të njësisë: përqindje (të qindta), ppm (mijëra) etj. Si mund të llogarisni masën e diçkaje? element?

Udhëzimet

Për qartësi, merrni parasysh karbonin e njohur, pa të cilin nuk do të kishte . Nëse karboni është një substancë (për shembull), atëherë masa e tij ndajnë mund të merret me siguri si një ose 100%. Natyrisht, diamanti përmban edhe papastërti të elementëve të tjerë, por në shumicën e rasteve në sasi aq të vogla sa mund të neglizhohen. Por në modifikimet e karbonit të tilla si ose, përmbajtja e papastërtive është mjaft e lartë, dhe neglizhenca është e papranueshme.

Nëse karboni është pjesë e një substance komplekse, duhet të veproni si më poshtë: shkruani formulën e saktë të substancës, pastaj, duke ditur masat molare të secilit element përfshirë në përbërjen e tij, llogaritni masën e saktë molare të kësaj substance (natyrisht, duke marrë parasysh "indeksin" e secilit element). Pas kësaj, përcaktoni masën ndajnë, duke pjestuar masën totale molare element për masë molare të substancës.

Për shembull, ju duhet të gjeni një masë ndajnë karbonit në acid acetik. Shkruani formulën e acidit acetik: CH3COOH. Për t'i bërë llogaritjet më të lehta, kthejeni atë në formën: C2H4O2. Masa molare e kësaj substance është shuma e masave molare të elementeve: 24 + 4 + 32 = 60. Prandaj, pjesa masive e karbonit në këtë substancë llogaritet si më poshtë: 24/60 = 0,4.

Nëse keni nevojë ta llogaritni atë si përqindje, përkatësisht, 0.4 * 100 = 40%. Domethënë, çdo acid acetik përmban (afërsisht) 400 gram karbon.

Natyrisht, fraksionet masive të të gjithë elementëve të tjerë mund të gjenden në një mënyrë krejtësisht të ngjashme. Për shembull, masa në të njëjtin acid acetik llogaritet si më poshtë: 32/60 = 0,533 ose afërsisht 53,3%; dhe pjesa masive e hidrogjenit është 4/60 = 0,666 ose afërsisht 6,7%.

Burimet:

fraksionet masive të elementeve

Pjesa masive e një substance tregon përmbajtjen e saj në një strukturë më komplekse, për shembull, në një aliazh ose përzierje. Nëse dihet masa e përgjithshme e një përzierjeje ose aliazhi, atëherë duke ditur fraksionet masive të substancave përbërëse, mund të gjenden masat e tyre. Ju mund ta gjeni pjesën masive të një lënde duke ditur masën e saj dhe masën e të gjithë përzierjes. Kjo vlerë mund të shprehet në fraksione ose përqindje.

Hyrje teorike

Ka mënyra të ndryshme për të shprehur përqendrimin e tretësirave.

Pjesa masive w komponenti i një tretësire përkufizohet si raporti i masës së një komponenti të caktuar X që përmbahet në një masë të caktuar të tretësirës me masën e të gjithë tretësirës m . Pjesa masive është një sasi pa dimension, ajo shprehet në fraksione të një njësie:

(0 1). (3.1)

Përqindja në masë
paraqet pjesën e masës të shumëzuar me 100:

(0% 100%), (3.2)

Ku w(X ) – pjesë masive e përbërësit të tretësirës X; m(X ) është masa e përbërësit të tretësirës X; m - masa totale e tretësirës.

Pjesa e nishanit N komponenti i një tretësire është i barabartë me raportin e sasisë së substancës së një komponenti të caktuar X me sasinë totale të substancës së të gjithë përbërësve në tretësirë.

Për një tretësirë binare të përbërë nga një substancë e tretur dhe një tretës (për shembull, H 2 O), fraksioni mol i substancës së tretur është:

. (3.3)

Përqindja e nishanit

N(X), % = (N(X)·100)%. (3.4)

Pjesa e vëllimit

komponenti i një zgjidhjeje përcaktohet si raporti i vëllimit të një komponenti të caktuar X me vëllimin total të tretësirës

. Pjesa vëllimore është një sasi pa dimension dhe shprehet në fraksione të një njësie:

(0 1). (3.5)

Përqindja e vëllimit
përfaqëson fraksionin vëllimor të shumëzuar me 100.

Molariteti c m përcaktohet si raporti i sasisë së substancës së tretur X me vëllimin e tretësirës V:

. (3.6)

Njësia bazë e molaritetit është mol/L. Një shembull i regjistrimit të përqendrimit molar: s m (H 2 SO 4 ) = 0,8 mol/l ose 0,8 M.

Normaliteti cn përcaktohet si raporti i numrit të ekuivalentëve të një substance të tretur X me vëllimin e tretësirës V:

Njësia bazë e normalitetit është mol-eq/l. Një shembull i regjistrimit të një përqendrimi normal: s n (H 2 SO 4 ) = 0,8 mol-ekuiv/l ose 0,8n.

Titri T tregon sa gram substancë të tretur X gjenden në 1 ml ose 1 cm 3 tretësirë:

ku m(X) është masa e substancës së tretur X, V është vëllimi i tretësirës në ml.

Molaliteti i tretësirës m tregon sasinë e substancës X të tretur në 1 kg tretës:

ku n(X) është numri i moleve të substancës së tretur X, mо është masa e tretësit në kg.

Raporti mol (masa dhe vëllimi) është raporti i sasive (përkatësisht në masë dhe vëllim) të përbërësve në një tretësirë.

Duhet të kihet parasysh se normaliteti c n është gjithmonë më i madh ose i barabartë me molaritetin c m. Marrëdhënia midis tyre përshkruhet me shprehjen:

s m = s n × f (X). (3.10)

Për të fituar aftësi në konvertimin e molaritetit në normalitet dhe anasjelltas, merrni parasysh tabelën. 3.1. Kjo tabelë tregon vlerat e molaritetit me m që duhet të konvertohen në normalitet me n dhe vlerat e normalitetit me n që duhet të konvertohen në molaritet me m.

Rillogaritjen e kryejmë sipas ekuacionit (3.10). Në këtë rast, ne gjejmë normalitetin e zgjidhjes duke përdorur ekuacionin:

c n = c m /f(X). (3.11)

Rezultatet e llogaritjes janë dhënë në tabelë. 3.2.

Tabela 3.1

Për të përcaktuar molaritetin dhe normalitetin e tretësirave

Lloji i transformimit kimik
Reagimet e shkëmbimit		6N FeCl3
Reagimet e shkëmbimit	1,5 M Fe 2 (SO 4) 3	0,1n Ba(OH) 2
	në një mjedis acid	në një mjedis neutral

Tabela 3.2

Vlerat e molaritetit dhe normalitetit të tretësirave

Lloji i transformimit kimik
Reagimet e shkëmbimit		0.4n
	1,5 M Fe 2 (SO 4) 3		0,1n Ba(OH) 2
Reaksionet oksido-reduktuese	0,05M KMnO 4 në mjedis acid		në një mjedis neutral

Ekziston një lidhje midis vëllimeve V dhe normaliteteve c n të substancave që reagojnë:

V 1 s n,1 =V 2 s n,2, (3.12)

e cila përdoret për llogaritjet praktike.

Shembuj të zgjidhjes së problemeve
Llogaritni molaritetin, normalitetin, molalitetin, titrin, fraksionin mol dhe raportin mol për një tretësirë të acidit sulfurik 40 wt.% nëse dendësia e kësaj tretësire është 1,303 g/cm 3 . Përcaktoni vëllimin e një solucioni të acidit sulfurik 70% peshë (r = 1,611 g/cm3 ), e cila do të kërkohet për të përgatitur 2 litra tretësirë 0,1 N të këtij acidi.

2 litra tretësirë të acidit sulfurik 0,1 N përmbajnë 0,2 mol-ekuiv, d.m.th. 0,1 mol ose 9,8 g Masa e një tretësire 70% m = 9,8/0,7 = 14 g Vëllimi i një tretësire të acidit V = 14/1,611 = 8,69 ml.

100 L amoniak (n.a.) u tretën në 5 litra ujë. Llogaritni fraksionin masiv dhe përqendrimin molar të NH 3 në tretësirën që rezulton, nëse dendësia e saj është 0,992 g/cm 3 .

Masa e 100 litrave amoniak (n.s.) m = 17 100/22.4 = 75.9 g.

Masa e tretësirës m = 5000 + 75,9 = 5075,9 g.

Pjesa masive e NH 3 e barabartë me 75.9/5075.9 = 0.0149 ose 1.49%.

Sasia e substancës NH 3 është e barabartë me 100/22.4 = 4.46 mol.

Vëllimi i tretësirës V = 5,0759/0,992 = 5,12 l.

Molariteti i tretësirës me m = 4,46/5,1168 = 0,872 mol/l.

Sa ml tretësirë të acidit ortofosforik 0,1 M do të nevojiten për të neutralizuar 10 ml tretësirë të hidroksidit të bariumit 0,3 M?

Sa ml tretësirë NaCl 2 dhe 14 wt.% nevojiten për të përgatitur 150 ml tretësirë 6.2 wt.% klorur natriumi?

3.2.Dendësia e tretësirave të NaCl

3.4.Përcaktoni molaritetin e një tretësire 0,2 N të sulfatit të magnezit që reagon me ortofosfat natriumi në një tretësirë ujore. Përcaktoni molaritetin e një tretësire 0,1 N KMnO4

Artikulli i mëparshëm: , duke ndërvepruar me një agjent reduktues në një mjedis acid. Artikulli vijues: Lëkundjet harmonike Formula e fizikës së frekuencës së lëkundjeve