محتوا

• گام برداشتن
• قسمت 1 از 3: دانش پایه غلظت
• قسمت 2 از 3: تیتراژ
• قسمت 3 از 3: تعیین شوری در یک آکواریوم
• نکات
• هشدارها

در شیمی یا شیمی ، یکی راه حل ترکیبی همگن از دو چیز - یکی ماده محلول و یک حلال یا حلال که در آن ماده حل شده است. تمرکز اندازه گیری مقدار املاح در یک حلال است. دلایل زیادی برای تعیین غلظت محلول می تواند وجود داشته باشد ، اما شیمی شما چه در حال آزمایش سطح کلر در استخر باشید و چه در مورد انجام آزمایش خون برای زنده ماندن ، یکسان است. این راهنما برخی از بخشهای اساسی شیمی محلول را به شما آموزش می دهد ، سپس شما را با روال یک برنامه کاربردی معمول - نگهداری آکواریوم همراهی می کند.

گام برداشتن

قسمت 1 از 3: دانش پایه غلظت

1. روش علامت گذاری غلظت ها. غلظت ماده به مقدار آن املاح تقسیم بر مقدار حلال است. با این حال ، از آنجا که روش های مختلفی برای بیان مقدار یک ماده خاص وجود دارد ، همچنین می توان غلظت را به روش های مختلف نشان داد. در اینجا رایج ترین هجی ها را پیدا خواهید کرد:
   • گرم در لیتر (گرم در لیتر) جرم یک املاح به گرم محلول در حجم معینی از محلول (که لزوماً با حجم حلال یکسان نیست) به طور معمول برای محلول های جامد در حلال های مایع استفاده می شود.
   • مولارتی (م.) تعداد مولهای ماده حل شده بر حجم محلول تقسیم می شود.
   • قطعات در هر میلیون (ppm) نسبت تعداد ذرات (معمولاً به گرم) ماده محلول در هر یك میلیون ذره از یك محلول ، ضرب در 10. به طور معمول برای محلول های آب بسیار رقیق استفاده می شود (1 لیتر آب = 1000 گرم)
   • درصد ماده مرکب. نسبت ذرات (دوباره به گرم) ماده محلول در هر 100 ذره محلول ، به صورت درصد بیان می شود.
2. بدانید برای یافتن غلظت به چه داده هایی نیاز دارید. به جز مولاریت (نگاه کنید به زیر) ، روشهای معمول نوشتن غلظت همانطور که در بالا نشان داده شد ، نیاز به دانستن جرم محلول و جرم یا حجم محلول حاصل را دارید. بسیاری از مشکلات شیمیایی که نیاز به یافتن غلظت محلول دارند ، این اطلاعات را به شما نمی دهند. در این صورت ، برای کشف این اطلاعات باید با آنچه می دانید کار کنید.
   • مثال: فرض کنید باید غلظت محلول (بر حسب گرم در لیتر) حاصل از محلول 1/2 قاشق چای خوری نمک در 2 لیتر آب را پیدا کنیم. همچنین می دانیم که 1 قاشق چای خوری نمک حدود 6 گرم است. در این حالت ، تبدیل آسان است - ضرب کنید: 1/2 قاشق چای خوری x (6 گرم / 1 قاشق چای خوری) = 3 گرم نمک. 3 گرم نمک تقسیم بر 2 لیتر یا آب = 1.5 گرم در لیتر
3. با نحوه محاسبه مولاریتی آشنا شوید. مولیاریشن بودن شما را ملزم می کند که تعداد مولهای ماده حل شده خود را بدانید ، اما اگر جرم ماده محلول و فرمول شیمیایی را بدانید به راحتی می توان نتیجه گرفت. هر عنصر شیمیایی دارای یک "جرم مولی" (MM) شناخته شده است - یک جرم خاص برای یک مول از آن عنصر. این توده های مولی در جدول تناوبی یافت می شوند (معمولاً تحت نماد شیمیایی و نام عنصر هستند.) به سادگی توده های مولی اجزای ماده حل شده را اضافه کنید تا جرم مولی بدست آورید. سپس جرم شناخته شده املاح را در (1 / MM ماده املاح خود) ضرب کنید تا مقدار املاح شما را در خال ها پیدا کنید.
   • مثال: فرض کنید می خواهیم مولاریته محلول نمکی فوق را پیدا کنیم. برای یادآوری ، 3 گرم نمک (NaCl) در 2 لیتر آب داریم. با دیدن جدول تناوبی شروع کنید تا بفهمید که توده های مولری Na و Cl چیست. Na = حدود 23 گرم در مول و Cl = حدود 35.5 گرم در مول. بنابراین ، MM NaCl = 23 + 35.5 = 58.5 g / mol. 3 گرم NaCl x (1 مول NaCl / 58.5 g NaCl) = 0.051 مول NaCl. 0.051 خال NaCl / 2 لیتر آب = .026 M NaCl
4. تمرینات استاندارد را برای محاسبه غلظت ها تمرین کنید. دانش فوق همان چیزی است که شما برای محاسبه غلظت در شرایط ساده نیاز دارید. اگر اصولاً از جرم یا حجم محلول و مقدار املاح اضافه شده آگاهی دارید ، یا می توانید این را از اطلاعات ارائه شده در عبارت نتیجه بگیرید ، باید بتوانید غلظت محلول را با سهولت اندازه گیری کنید. برای ارتقا problems مهارت های خود مشکلات تمرینی ایجاد کنید نمونه تمرینات زیر را مشاهده کنید:
   • مولاریت NaCL در محلول 400 میلی لیتری که با افزودن 1.5 گرم NaCl به آب بدست می آید چیست؟
   • غلظت محلول در ppm با افزودن 0.001 گرم سرب (Pb) به 150 لیتر آب چقدر است؟ (1 لیتر آب = 1000 گرم) در این حالت ، با افزودن ماده ، مقدار محلول به مقدار جزئی افزایش می یابد ، بنابراین می توانید از حجم حلال به عنوان حجم محلول استفاده کنید.
   • غلظت را در گرم در لیتر از محلول 0.1 لیتر ساخته شده با افزودن 1/2 مول KCl به آب پیدا کنید. برای این مشکل ، شما باید از جلو به عقب کار کنید ، با استفاده از جرم مولی KCL تعداد گرم KCl در ماده حل شده را محاسبه کنید.

قسمت 2 از 3: تیتراژ

1. زمان استفاده از تیتراژ را بفهمید. تیتراسیون روشی است که شیمی دانان برای محاسبه مقدار املاح موجود در محلول استفاده می کنند. برای انجام تیتراسیون ، شما یک واکنش شیمیایی بین املاح و معرف دیگری ایجاد می کنید (که معمولاً محلول نیز هست). از آنجا که شما مقدار دقیق معرف دوم خود را می دانید و معادله شیمیایی واکنش بین معرف و املاح را می دانید ، می توانید مقدار املاح خود را با اندازه گیری مقدار معرف مورد نیاز برای واکنش با املاح محاسبه کنید. کامل.
   • بنابراین ، تیتراسیون می تواند در محاسبه غلظت محلول بسیار مفید باشد اگر نمی دانید در ابتدا مقدار املاح اضافه شده است.
   • اگر می دانید مقدار املاح موجود در محلول چیست ، دیگر نیازی به تیتراسیون نیست - فقط حجم محلول خود را اندازه بگیرید و غلظت آن را محاسبه کنید ، همانطور که در قسمت 1 توضیح داده شده است.
2. تجهیزات تیتراژ خود را تنظیم کنید. برای انجام تیتراسیون دقیق به تجهیزات تمیز ، دقیق و حرفه ای نیاز دارید. از فلاسک یا لیوان ارلن مایر در زیر بورت کالیبره شده متصل به نگهدارنده بورت استفاده کنید. نازل بورت باید در گردن فلاسک یا لیوان باشد و بدون برخورد به دیواره ها.
   • اطمینان حاصل کنید که تمام تجهیزات قبلاً تمیز ، با آب دیونیزه شسته شده و خشک شده اند.
3. فلاسک و بورت را پر کنید. مقدار کمی از محلول ناشناخته را به طور دقیق اندازه گیری کنید. هنگام حل شدن ، ماده به طور مساوی از طریق حلال پخش می شود ، بنابراین غلظت این نمونه کوچک از محلول همان محلول اصلی خواهد بود. بیورت خود را با یک محلول با غلظت مشخص پر کنید که با محلول شما واکنش نشان دهد. حجم دقیق محلول در بورت را یادداشت کنید - حجم نهایی را کم کنید تا کل محلول مورد استفاده در واکنش پیدا شود.
   • توجه کنید: اگر واکنش بین محلول موجود در بورت و املاح موجود در فلاسک هیچ نشانه ای از واکنش نشان ندهد ، این کار را خواهید کرد نشانگر در فلاسک هنگامی که یک محلول به نقطه هم ارزی یا نقطه پایان می رسد ، اینها در شیمی برای ارائه سیگنال بصری استفاده می شوند. به طور کلی از اندیکاتورها برای تیتراژ بررسی واکنش های اسید باز و ردوکس استفاده می شود ، اما چندین شاخص دیگر نیز وجود دارد. با یک کتاب درسی شیمی مشورت کنید یا به اینترنت مراجعه کنید تا شاخص مناسبی برای واکنش خود پیدا کنید.
4. تیتراژ را شروع کنید. به آرامی یک محلول از بورت ("تیتر") به داخل فلاسک اضافه کنید. از چوب همزن مغناطیسی یا چوب همزن شیشه ای استفاده کنید تا در حین انجام واکنش ، محلول را به آرامی مخلوط کنید. اگر محلول شما به وضوح واکنش نشان می دهد ، باید نشانه های خاصی از واکنش را ببینید - تغییر رنگ ، حباب ، باقی مانده و غیره تغییر رنگ.
   • اگر واکنش منجر به تغییر در مقدار PH یا پتانسیل آن شود ، می توانید pH سنج یا پتانسیومتر به فلاسک اضافه کنید تا روند واکنش شیمیایی را بسنجید.
   • برای تیتراسیون دقیق تر ، PH یا پتانسیل فوق را کنترل کنید و هر بار پس از افزودن مقدار کمی از تیتر ، نحوه واکنش را یادداشت کنید. اسیدیته محلول یا پتانسیل آن را در مقابل حجم تیترن اضافه شده رسم کنید. تغییرات شیب منحنی را در نقاط برابری پاسخ مشاهده خواهید کرد.
5. تیتراژ خود را کم کنید. همانطور که واکنش شیمیایی شما به نقطه پایان نزدیک می شود ، تیتراژ را به یک قطره کاهش دهید. اگر از نشانگر استفاده می کنید ، ممکن است متوجه شوید که چشمک زدن رنگ طولانی تر است. اکنون تیتراژ را تا حد ممکن آهسته ادامه دهید تا جایی که می توانید قطره دقیق را که باعث می شود واکنش شما به نقطه پایان برسد ، تعیین کنید. در مورد یک نشانگر ، شما به طور کلی به اولین تغییر رنگ پایدار ممکن در پاسخ نگاه می کنید.
   • حجم نهایی را در بورت خود ضبط کنید. با کم کردن این مقدار از حجم شروع در بورت ، می توانید حجم دقیق تیتر استفاده شده را پیدا کنید.
6. مقدار محلول محلول خود را محاسبه کنید. برای یافتن تعداد مول محلول در فلاسک خود از معادله شیمیایی استفاده کنید. به محض یافتن تعداد خالص املاح ، می توانید آنرا بر روی حجم محلول موجود در فلاسک تقسیم کرده و مولاریته محلول را پیدا کنید و یا تعداد خالها را به گرم تبدیل کرده و بر حجم محلول محلول تقسیم کنید. ، برای بدست آوردن غلظت در گرم در لیتر این نیاز به کمی دانش اساسی در مورد استوکیومتری دارد.
   • به عنوان مثال ، فرض کنید ما از 25 میلی لیتر NaOH 0.5 میلی لیتری در تیتراسیون محلول HCl در آب به نقطه هم ارز استفاده کردیم. محلول HCl حجم 60 میلی لیتر برای تیتراسیون داشت. چند مول HCl در محلول ما وجود دارد؟
   • برای شروع ، بیایید نگاهی به معادله شیمیایی واکنش NaOH و HCl بیندازیم: NaOH + HCl> H₂O + NaCl
   • در این حالت ، 1 مولکول NaOH با 1 مولکول HCl با محصولات آب و NaCl واکنش می دهد. بنابراین ، زیرا شما به اندازه کافی NaOH اضافه کرده اید تا تمام HCl را خنثی کنید ، تعداد مول NaOH مصرف شده در واکنش برابر با تعداد مول HCl در فلاسک خواهد بود.
   • بنابراین بیایید دریابیم که مقدار NaOH در خال ها چقدر است. 25 میلی لیتر NaOH = 0.025 لیتر NaOH x (0.5 میلی مولار NaOH / 1 لیتر) = 0.0125 خال NaOH.
   • از آنجا که از معادله واکنش نتیجه گرفتیم که تعداد مول NaOH مصرف شده در واکنش = تعداد مول HCl در محلول ، اکنون می دانیم که 0.0125 مول HCl در محلول وجود دارد.
7. غلظت محلول خود را محاسبه کنید. اکنون که از مقدار املاح موجود در محلول خود مطلع شدید ، به راحتی می توان غلظت آن را از نظر مولاریت پیدا کرد. به سادگی تعداد مول محلول را در محلول خود بر حجم نمونه محلول تقسیم کنید (نه حجم مقدار بیشتری که شما از آن نمونه برداشته اید.) نتیجه مولار بودن محلول شماست!
   • برای یافتن مولاریت مثال بالا ، تعداد مولهای HCl را بر حجم موجود در فلاسک تقسیم کنید. 0.0125 مول HCl x (1 / 0.060 لیتر) = 0.208 M HCl.
   • برای تبدیل مولاریت به g / L ، ppm یا درصد ترکیب ، تعداد مولهای ماده حل شده خود را به جرم تبدیل کنید (با استفاده از جرم مولی محلول خود.) برای ppm و درصد ترکیب نیز باید حجم را تبدیل کنید از محلول خود برای جرم (با استفاده از یک عامل تبدیل مانند چگالی ، یا به سادگی با توزین آن) ، سپس نتیجه را به ترتیب در 10 یا 10 ضرب کنید.

قسمت 3 از 3: تعیین شوری در یک آکواریوم

1. از مخزن خود یک نمونه آب بگیرید. میزان صدا را به طور دقیق ضبط کنید. در صورت امکان ، حجم را در واحدهای SI مانند میلی لیتر اندازه گیری کنید - تبدیل آنها به L آسان است.
   • در این مثال ما آب موجود در آکواریوم را از نظر شوری ، غلظت نمک (NaCl) در آب آزمایش می کنیم. فرض کنید برای این منظور از یک نمونه آب استفاده می کنیم 3 میلی لیتر از آکواریوم تنظیم کنید و سپس پاسخ نهایی را تعیین کنید g / L.
2. نمونه آب را تیتر کنید. تیترنی را انتخاب کنید که واکنشی کاملاً واضح در املاح ایجاد کند. در این حالت ما از محلول 0.25 M AgNO استفاده می کنیم₃ (نیترات نقره) ، ترکیبی که هنگام واکنش با NaCl نمک کلر نامحلول تولید می کند: AgNO₃ + NaCl> NaNO₃ + AgCl. نمک (AgCl) به عنوان یک پس مانده سفید ابری قابل مشاهده خواهد بود که شناور است و می تواند از محلول جدا شود.
   • نیترات نقره را از یک بورت یا سوزن تزریق کوچک به داخل نمونه آکواریوم تیتر کنید تا محلول کدر شود. با چنین نمونه کوچکی مهم است دقیقا تعیین کنید چه مقدار نیترات نقره اضافه کرده اید - هر قطره را با دقت مطالعه کنید.
3. ادامه دهید تا واکنش به پایان برسد. وقتی نیترات نقره باعث کدر شدن محلول شد ، می توانید تعداد میلی لیتر اضافه شده را یادداشت کنید. AgNO3 را تیتر کنید بسیار کند و راه حل را از نزدیک مشاهده کنید ، مخصوصاً با نزدیک شدن به نقطه پایان.
   • فرض کنید که 3 میلی لیتر از AgNO 0.25 M وجود دارد₃ برای پایان یافتن واکنش لازم بود و آب بیشتر کدر نمی شد.
4. تعداد خال های ماده منیزیم را تعیین کنید. این مرحله آسان است - حجم تیتر اضافه شده را در مولارتی ضرب کنید. با این کار تعداد خالصهای از تیترنشین استفاده می شود.
   • 3 میلی لیتر x 0.25 میلی متر = 0.003 لیتر x (.25 مول AgNO₃/ 1 L) = 0.000075 خال AgNO₃.
5. تعداد مولهای ماده حل شده خود را تعیین کنید. برای تبدیل تعداد مولهای AgNO از معادله واکنش استفاده کنید₃ به مول های NaCl. معادله واکنش: AgNO₃ + NaCl> NaNO₃ + AgCl. از آنجا که 1 مول مول AgNO₃ با 1 مول NaCl واکنش نشان می دهد ، اکنون می دانیم که تعداد مول NaCl در محلول ما = تعداد مول AgNO است₃ که اضافه می شود: 0.000075 مول.
   • در این حالت: 1 مول AgNO₃ با 1 مول نمک طعام واکنش می دهد. اما اگر 1 مول تیترن با 2 مول از املاح ما واکنش نشان دهد ، در این صورت تعداد مول تیتر خود را در 2 ضرب می کنیم تا تعداد مول املاح را بدست آوریم.
   • در مقابل ، اگر 2 مول تیتر ما با 1 مول ماده املاح ما واکنش نشان دهد ، پس تعداد مول تیتر را بر دو تقسیم می کنیم.
   • این قوانین متناسب با 3 مول تیترن و 1 مول املاح ، 4 مول تیترن و 1 مول املاح و غیره همچنین 1 مول تیترن و 3 مول املاح ، 1 مول تیترن و 4 مول املاح ، و غیره.
6. تعداد املاح خالص خود را به گرم تبدیل کنید. برای انجام این کار باید جرم مولی محلول را محاسبه کرده و در تعداد مولهای ماده حل شده خود ضرب کنید. برای یافتن جرم مولی NaCl ، از جدول تناوبی برای یافتن و افزودن وزن اتمی نمک (Na) و کلرید (Cl) استفاده کنید.
   • MM Na = 22990. MM Cl = 35453.
   • 22,990 + 35,453 = 58.443 گرم در مول
   • 0.000075 mole NaCl x 58.442 g / mole = 0.00438 خالص NaCl.
   • توجه کنید: اگر بیش از یك نوع مولكول در یك اتم وجود داشته باشد ، باید چندین بار جرم مولی آن اتم را اضافه كنید. به عنوان مثال ، اگر شما جرم مولی AgNO هستید₃، شما سه برابر جرم اکسیژن را اضافه خواهید کرد زیرا سه اتم اکسیژن در مولکول وجود دارد.
7. غلظت نهایی را محاسبه کنید. ما جرم املاح خود را به گرم داریم و حجم محلول آزمایش را می دانیم. تمام کاری که اکنون باید انجام دهیم تقسیم است: 0.00438 گرم NaCl / 0.003 L = 1.46 گرم NaCl / L
   • شوری آب دریا تقریباً 35 گرم NaCl / L است. آکواریوم ما برای ماهی های دریایی تقریباً شور نیست.

نکات

• اگرچه املاح و حلال هنگام جدا شدن ممکن است در حالتهای مختلف (جامد ، مایع یا گاز) وجود داشته باشد ، اما محلول تشکیل شده در هنگام حل شدن ماده در همان حالت حلال خواهد بود.
• Ag + 2 HNO3 → AgNO3 + NO2 + H2O
• فقط از پلاستیک یا شیشه شفاف استفاده کنید.
• در اینجا مثالی از ویدیو آمده است: [1]

هشدارها

• محلول AgNO3 را در یک بطری بسته و تاریک نگهداری کنید. به نور حساس است.
• هنگام کار با اسیدهای قوی یا بازها مراقب باشید. اطمینان حاصل کنید که هوای تازه کافی در اتاق وجود دارد.
• از عینک ایمنی و دستکش استفاده کنید.
• اگر می خواهید نقره را پس بگیرید ، به موارد زیر توجه داشته باشید: Cu (s) + 2 AgNO3 (aq) → Cu (NO3) 2 + 2 Ag (s) به یاد داشته باشید که (های) به معنای جامد است.