Об”ємна концентрація

Молярна концентрація (молярність)-показує кількість речовини в молях, що міститься в 1 дм³ (1л розчину). Молярність позначається символом С_М.

ν

С_М=------(моль/л) С_М=А/(Мr ٠ V)

V

де ν -число моль розчиненої речовини

V -об”єм розчину, дм³

А -маса розчиненої речовини, г

Мr -відносна молекулярна маса розч. р-ни

Для розрахунку молярної концентрації необхідно точно знати ф-лу розчиненої речовини, та її молекулярну масу.

Розчини, що містять в 1л 0,5М, 0,1М, 0,01М речовини мають назви відповідно: напівмолярний, децимолярний, сантимолярний.

Наприклад: 1М(NaOH)- це р-н в 1л якого міститься 1 моль речовини

або 1 моль٠40 г/моль= 40 г NaOH

Моль (ν)-кількість речовини, що містить стільки певних структурних частинок цієї речовини (молекул, атомів, йонів), скільки атомів Карбону

міститься в 0,012 кг ( 12г) вуглецю.

m

ν = ------

М

1 моль води, водню, азоту, вуглекислого газу- містять одне і те саме число молекул; 1 моль заліза, сірки, вуглецю- містять одне і те саме число атомів. Експериментально було встановлено, що 1 моль будь-якої речовини містить

6,02٠10²³ частинок (атомів, молекул, йонів і ін.) Це число наз. числом Авогадро, на честь італійського вченого А.Авогадро, а відповідну фізико-хімічну константу, яка відповідає цьому числу-сталою Авогадро N_A.

6,02 ٠ 10²³

N_A=---------------- = 6,02 ٠ 10²³ моль ^-1;

1 моль

Стала Авогадро показує число частинок, які містяться в 1 моль речовини незалежно від її агрегатного стану.

Молярна маса речовини-це фізична величина, що дорівнює відношенню маси речовини до відповідної кількості речовини.

m

М=------;

ν

Одиниця вимірювання-кг/моль, г/моль

Задача.

Скільки г натрій гідроксиду потрібно для приготування розчину об”ємом 250мл, молярна концентрація якого О,З моль/л

Дано:

V р-ну=250мл=0,25л

С_М (NaOH )=0,3моль/л

--------------------------------

m(NaOH)-?

ν

С_М=------(моль/л)

V

1. Обчислюємо к-сть речовини NaOH у розчині

ν (NaOH )= С_М ٠ V р-ну

ν (NaOH )=0,3 моль/л٠ 0,25л=0,075моль

2. Обчислюємо масу NaOH

М_r(NaOH)=40

M(NaOH)= 40 г/моль

m

М=------ m=M٠ ν

ν

m=40г/моль ٠ 0,075моль=3г(NaOH )

В о”ємних методах аналізу при титруванні використовують спосіб вираження концентрації-молярна концентрація еквівалента(нормальна концентрація, нормальність - N)

Молярна концентрація еквівалента (С_E)-це величина, що показує скільки еквівалентів розчиненої речовини міститься в 1л розчину. Визначається як відношення кількості еквівалентів речовини до об”єму розчину.

n

С_Е=---

V

де n – число еквівалентів

V – об”єм розчину

Виражають молярну концентрацію еквівалента в моль-екв./л, або в моль/л чи моль/дм³.

Молярна маса еквівалента (М_E)-це маса одного моля еквівалентів даної речовини, яку можна визначити як добуток фактора еквівалентності на молярну масу.

М_E=f М (г/моль), де f-фактор еквівалентності

Для елементів, маса еквівалента дорівнює молярній масі (Е) розділеній на його валентність.

М

М_Е=------

z де z- валентність елемента

Наприклад для Al, М_Е=27:3=9 г/моль

Маса еквівалента кислоти дорівнює молярній масі кислоти розділеній на z-(основність кислоти; кількість Н⁺, які заміщуються в даній реакції)

М_Е (к-ти)=М(к-ти)/ z

Наприклад для Н₂SO_{4 ,} М_Е ( Н₂SO₄)= М( Н₂SO₄) : 2=98:2=49г/моль

Маса еквівалента основи дорівнює молярній масі основи розділеній на z-(кислотність основи; кількість ОН^-, які заміщуються в даній реакції)

М_Е(основи)=М(основи)/ z

Наприклад для Zn(OH)₂ , М_Е(Zn(OH)₂=М(Zn(OH)₂ :2=99 : 2=49,5г/моль

Маса еквівалента солі дорівнює молярній масі солі розділеній на z-(добуток кількості атомів металу на їх валентність).

Наприклад для Al₂ (SO₄)₃, М_Е(Al₂ (SO₄)₃=М(Al₂ (SO₄)₃) : 6=342:6=57г/моль

Маса еквівалента окисника чи відновника дорівнює його молярній масі розділеній на кількість відданих чи приєднаних електронів під час реакції.

Закон еквівалентів: Речовини взаємодіють між собою в кількостях,

пропорційних їхнім еквівалентам.

В разі неоднакових нормальностей реагуючих розчинів, ці розчини взаємодіють в об′ємах, обернено пропорційних їхнім нормальностям:

V₁/V₂ = N₂/N₁

Задача

Визначити нормальність розчину сірчаної кислоти, в 250см³ якого міститься 24,5 г Н₂SO_4.

Складаємо пропорцію:

У 250 см³ р-ну Н₂SO₄ міститься 24,5г к-ти

У 1000 см³ р-ну Н₂SO₄ - х

Звідси х=1000 х 24,5 : 250=98г

Еквівалент Н₂SO₄=1/2 молярної маси, тобто 98/2=49.

Отже, даний розчин є (98/49=2) двонормальним-2н.

Нормальність і молярність розчинів збігаються для одноосновних кислот( HCl, HNO₃, CH₃COOH ), однокислотних основ (LiOH, KOH) та відповідних солей ( KNO₃, LiCl, CH₃ COONa). Якщо кислота, наприклад, двохосновна, то нормальність її удвічі більша за молярність.

Моляльна концентрація(моляльність) визначається кількістю моль розчиненої речовини у 1000 г (1кг) розчинника. Позначають С_мол., або після чисельного значення моляльності літерою „m”.

С_мол.=1000٠а/А,

де а – число моль розчиненої речовини

А –кількість г розчинника

Отже, одномоляльний розчин- це такий розчин, у якому на 1 кг р-ка припадає 1 моль р.р., розмірність моль/кг.

Задача

Обчислити моляльність розчину, що містить 10 г натрій гідроксиду в 1 дм³ води.

Молярна маса NaOH=40. Складаємо пропорцію:

40 г NaOH у 1000 г води складає 1m(моляльний) розчин,

10 г--------------------------------------Х

Х= 10٠1 : 40=0,25 m. Розчин – 0,25 моляльний.

Титр (Т)-кількість г розчиненої речовини в 1 см³ (1мл) розчину.

Т=А/V = С_М ٠М/1000= N٠Е/1000 ; Т= m / V, розмірність г/мл

де А-кількість розчиненої речовини в г;

V-об”єм в см³

С_М –молярність розчину

М –молярна маса розчиненої речовини

Е –еквівалент розчиненої речовини

Задача

Обчислити титр 0,5 М розчину сірчаної кислоти.

Молярна маса Н₂SO₄ =98

Титр ( Н₂SO₄ )= С_М ٠М/1000= 0,5٠98/1000=0,049 г/см³