תוֹכֶן

• צעדים
• עֵצָה
• אַזהָרָה

בכימיה, פִּתָרוֹן הוא תערובת הומוגנית של מומס ו מֵמֵס להמיס את המומס הזה. ריכוז הוא מדד לכמות החומר המומס בממיס. ישנן סיבות רבות לחישוב ריכוז התמיסה, אך השיטה זהה בין אם עליך לבדוק את רמת הכלוריד שלך באמבטיה או לנתח דגימת דם כדי להציל חיים. מאמר זה יספק ידע בסיסי בכימיה של תמיסות, ואחריו הוראות מפורטות ליישום מעשי נפוץ מאוד - תחזוקת אקווריום.

צעדים

שיטה 1 מתוך 5: למדו את יסודות הריכוז

1. 

   למדו אוצר מילים. ריכוז הוא היחס בין מסת המומס למסה של התערובת כולה. לדוגמא, אם אתה מתכוון להמיס סוכר וחומץ יחד לצורך ניסוי, עליך לחשב את ריכוז הסוכר בתערובת. להלן תיאור של כל רכיב בתוצאה של בעיה כימית:
   • סוכר הוא מומסכלומר המרכיב מומס. אתה מודד את ריכוז המומס.
   • חומץ הוא מֵמֵס, כלומר החומר בו אתה ממיס חומר אחר.
   • אחרי שתערבב אותם יחד תהיה לך אחת פִּתָרוֹן. כדי לחשב את הריכוז הדרוש לך בכדי לקבל את המסה הכוללת של התמיסה, ניתן למצוא זאת על ידי הוספת מסת המומס ומסת הממיס יחד.
   • אם אינכם זוכרים אילו ממסים ואילו ממסים זוכרים את הדוגמה הזו.

2. 

   
   
   למד כיצד לכתוב ריכוזים. מכיוון שישנן דרכים שונות לביטוי "המסה" של חומר, יש גם יותר מדרך אחת לכתוב את הריכוז. אלה הם הנפוצים ביותר:
   • גרם לליטר (גרם / ליטר). זה פשוט המסה בגרמים של מומס בנפח נתון של תמיסה. משמש לעתים קרובות לממיסים ולממיסים נוזליים, כגון סוכר וחומץ בדוגמה שלמעלה.
   • ריכוז טוחנת (M). מספר השומות של המומס חלקי נפח התמיסה. מול היא יחידת מדידה בכימיה, המשמשת לתיאור מספר האטומים או המולקולות של חומר.
   • חלקים למיליון (עמודים לדקה). מספר יחידות (בדרך כלל גרם או מיליגרם) מומס למיליון יחידות תמיסה. משמש בדרך כלל לתמיסות מימיות מדוללות מאוד.
   • הרכב הרכב. מספר החלקים (בדרך כלל גרם) של מומס קיים בתמיסה של מאה אחוז. פירוש סמל האחוזים "ב 100", כך שתוכלו לכתוב בקלות את השבר באחוזים.
   פרסומת

שיטה 2 מתוך 5: חשב את הריכוז בגרם לליטר

1. 

   
   
   למד כיצד ליישם שיטה זו. זוהי דרך שימושית למדידת ריכוז כשממיסים מוצקים בנוזל, ובעת חישובים עם פתרונות גדולים יחסית שקל למדוד. אם כמות המומס היא רק כמה מיליגרם או שהממס נמצא במיליליטר, עליך להשתמש בשיטה אחרת.
   • בעיה לדוגמא: מצא את הריכוז (גרם לליטר) של תמיסה שהוכנה מ -3 מ"ל מלח שולחן ל -2000 מ"ל מים. כתוב את התשובה שלך בגרם / ליטר.

2. 

   
   
   המירו את מסת המומס לגרמים. אם המומס (המומס בכמות גדולה יותר של ממס) נשקל בגרמים, דלג על שלב זה. אם לא, עליכם להמיר את היחידות לגרמים. המרה מיחידות מסה (כמו קילוגרמים) היא פשוטה אם מסתכלים על שיעורי ההמרה, אך המרה מיחידות נפח (כמו ליטרים) מורכבת יותר. לכל חומר יש צפיפות משלו, שהוא הערך המגדיר את כמות החומר הכלולה בנפח היחידה. חפש את הצפיפות הזו והכפל אותה בערך הנפח כדי לקבל את המסה בגרמים, לאחר שתוודא שהיחידה תואמת.
   • בדוגמה לעיל, מלח הוא המומס. מלח נמדד ביחידות נפח (מ"ל), לכן עליכם להמיר אותו לגרמים.
   • צפיפות המלח היא 1.15 גרם למ"ל. אם הבעיה אינה מספקת נתונים אלה, עליכם לחפש אותם בספר לימוד או במאגר כימי. עליכם למצוא את הצפיפות מבחינת היחידות בהן אתם משתמשים (גרם לליטר), או להמיר אותה ליחידות הנכונות.
   • כדי למצוא את מסת המלח הקיימת ב- 3 מ"ל, חישב 3 מ"ל × (/ _{1 מ"ל}) = 3.45 גרם מלח.

3. 

   המרת נתוני ממס לליטר. ממסים נמדדים בדרך כלל ביחידות נפח, ולכן המרה היא די פשוטה. אם הבעיה כבר ממוססת בליטר, עבור לשלב הבא.
   • בדוגמה לעיל יש לנו 2000 מ"ל מים ולכן יש להמיר אותם לליטר.
   • לכל ליטר יש 1000 מ"ל, אז המירו לפי חישוב (/ _{1000 מ"ל}) x (2000 מ"ל) = 2 ליטר מים.
   • שים לב שאנו מסדרים את המרת היחידה כך שהמ"ל ייהרס (אחד מעל, אחד למטה). אם אתה כותב כ / _{1 ליטר} x 2000 מ"ל ייתן תוצאה חסרת משמעות.

4. 

   חלק את הממיס במומס. כעת, כשיש לנו משקל בגרם של מומס ונפח בליטר ממס, תוכלו למצוא את הריכוז g / L בקלות על ידי חלוקה:
   • בדוגמה שלעיל, / _{2 ליטר מים} = ריכוז מלח 1,725 ​​גרם / ליטר.

5. 

   שנה נוסחה לחישוב מומס גדול. בתיאוריה, עלינו לחשב את הריכוז בנפח התמיסה כולה, כלומר להוסיף את נפח המומס והממס יחד. כאשר ממיסים כמות קטנה של מוצקים לכמות גדולה של נוזלים, ההבדל בנפח הוא זניח, כך שתוכלו להתעלם מנפח המומס ולהשתמש רק בנפח הממס, כפי שנעשה בעבר. אם נפח המומס גדול מספיק בכדי לשנות משמעותית את הנפח הכולל, עליכם לשנות את הנוסחה ל- (g solute) / (L solute + L ממס).
   • בדוגמה שלעיל, / (_{2 ליטר מים} + 0.003 ליטר מלח) = 1,722 גרם / ליטר.
   • ההבדל בין תוצאה זו לתוצאה המקורית הוא 0.003 גרם / ל 'בלבד. זוהי סטייה קטנה מאוד וכמעט פחות מהדיוק של מכשירי המדידה.
   פרסומת

שיטה 3 מתוך 5: חשב את הריכוז באחוזים או למיליון

1. 

   למד כיצד ליישם שיטה זו. השתמש בשיטה זו אם הבעיה מבקשת למצוא "אחוז תוכן" או "אחוז המוני". בכימיה, בדרך כלל אתה מודאג ביותר ממסת החומר. ברגע שאתה יודע את המסה של המומס והממס, אתה יכול למצוא את אחוז המומס בקלות יחסית על ידי השוואה בין שתי המסה.
   • בעיה לדוגמא: ממיסים 10 גרם אבקת שוקולד ב -1.2 ליטר מים חמים. ראשית, חישב את אחוז המשקל של השוקולד בתמיסה. ואז כתוב את התוצאה בחלקים למיליון.

2. 

   להמיר דמויות לגרמים. אם ישנם מספרים שניתנים ביחידות נפח (כגון ליטר או מיליליטר), עליך להמיר אותם ליחידות מסה בגרמים. מכיוון שלכל חומר יש כוח משקל ספציפי (מסה לפי נפח), עליך למצוא את הספציפיות שלו לפני שתמצא מסה:
   • חפש את צפיפות החומר בספר לימוד או חפש אותו באינטרנט. המר את הצפיפות הזו לגרם הנ"ל (יחידת הנפח המשמשת בבעיה) אם הנתונים שנמצאו אינם מתאימים. הכפל את הצפיפות בנפח החומר ותקבל מסה בגרמים.
   • לדוגמה: יש לך 1.2 ליטר מים. צפיפות המים היא 1000 גרם לליטר, אז חשבו (/ _{1 ליטר}) x 1,2 ליטר = 1200 גרם.
   • מכיוון שמסת השוקולד ניתנה בגרמים, אין צורך לשנות אותה.

3. 

   חשב את האחוז. לאחר שיש לך את המסה המומסת ואת מסת הממס בגרמים, השתמש בנוסחה זו כדי לחשב את האחוז: (/ (_{גרם מומס + גרם ממס})) x 100.
   • יש לכם 10 גרם שוקולדים וגיליתם שהמים הם 1200 גרם. לתמיסה כולה (מומס + ממס) משקל של 10 + 1200 = 1210 גרם.
   • ריכוז שוקולד בתמיסה שלמה = / _{(1210 גרם תמיסה)} = 0,00826
   • הכפל ערך זה ב- 100 כדי לקבל את האחוז: 0.00826 x 100 = 0.826, אז זהו תערובת של 0.826% שוקולד.

4. 

   חישוב מרכיבים למיליון. יש לנו כבר "אחוזים" ולכן חלקים למיליון מחושבים בדיוק באותו אופן. הנוסחה היא (/ (_{גרם מומס + גרם ממס})) x 1,000,000. נוסחה זו נכתבה מחדש בסימון המתמטי של (/ (_{גרם מומס + גרם ממס})) x 10.
   • בדוגמה שלעיל, / _{(1210 גרם תמיסה)} = 0,00826.
   • 0.00826 x 10 = 8260 עמודים לדקה שוקולד.
   • בדרך כלל חלקים למיליון משמשים למדידת ריכוזים קטנים מאוד מכיוון שלא יהיה נוח לכתוב באחוזים. מטעמי נוחות אנו משתמשים גם באותה דוגמה.
   פרסומת

שיטה 4 מתוך 5: חשב את הריכוז הטוחנת

1. 

   מה אתה צריך כדי ליישם שיטה זו? כדי לחשב את הריכוז הטוחני, עליכם לדעת כמה שומות של המומס יש, אך תוכלו למצוא נתון זה בקלות אם ידוע לכם על מסת המומס והנוסחה הכימית שלו. אם אין לך את כל המידע הזה או שלא למדת את המושג "מול" בכימיה, השתמש בשיטה אחרת.
   • בעיה לדוגמא: מה הטוחנות של תמיסה שהוכנה על ידי המסת 25 גרם אשלגן הידרוקסיד ב -400 מ"ל מים?
   • אם מסת המומס ניתנת ביחידות שאינן גרם, המרה תחילה לגרמים.

2. 

   חשב את המסה הטוחנת של המומס. לכל יסוד כימי יש "מסה טוחנת" ידועה, המסה של שומה אחת של אותו יסוד. למסה הטוחנת יש ערך זהה למסה האטומית בטבלה המחזורית של היסודות, בדרך כלל מתחת לסמל הכימי ולשם כל יסוד. כל שעליך לעשות הוא להוסיף את המסה הטוחנת של היסודות המרכיבים המרכיבים את המומס כדי למצוא את המסה הטוחנת של המומס.
   • הדוגמה לעיל משתמשת באשלגן הידרוקסיד כמומס. חפש חומר זה בספר לימוד או במאגר הנוסחה הכימית עבור הנוסחה הכימית של אשלגן הידרוקסיד: KOH.
   • השתמש בטבלה המחזורית או בתיעוד מקוון כדי למצוא את המסה האטומית של היסוד: K = 39,0; O = 16,0; H = 1.0.
   • הוסף את המסה האטומית יחד וכתוב את יחידת "g / mol" מאחור כדי לקבל את המסה הטוחנת. 39 + 16 + 1 = 56 גרם למול.
   • עבור מולקולות עם יותר מסוג אטום אחד, הוסף את המסה האטומית של כל סוג אטום. לדוגמא, H₂ל- O מסה טוחנת של 1 + 1 + 16 = 18 גרם למול.

3. 

   חשב את מספר השומות של המומס. ברגע שיש לך מסת טוחנת (g / mol), אתה יכול להמיר בין גרם למול. אתה כבר מכיר את מסת המומס בגרמים, כך שתוכל לשנות אותו באופן הבא (מסה מומסת בגרמים) x (/ _{מסה מולארית}) כדי להשיג תוצאה בשומות.
   • בדוגמה שלעיל, מכיוון שיש לך 25 ​​גרם חומר עם מסה טוחנת של 56 גרם למול, חישב כדלקמן 25 גרם x (/ _{56 גרם למול}) = כ 0.45 mol KOH בתמיסה.

4. 

   חלק את נפח התמיסה בליטר כדי למצוא את הריכוז הטוחנת. ריכוז טוחנת מוגדר כיחס בין מספר שומות המומס למספר ליטר התמיסה. להמיר את נפח הפתרון לליטר במידת הצורך, ואז לבצע את החישוב.
   • בדוגמה זו, יש לנו 400 מ"ל מים אז זה יהיה 0.4 ליטר.
   • ריכוז הטוחנת של KOH בתמיסה הוא / _{0.4 ליטר} = 1,125 מ '. (תקבל תוצאות מדויקות יותר באמצעות מחשבון ולא לעגל מספרים עד לשלב האחרון.)
   • בדרך כלל ניתן להתעלם מנפח המומס מכיוון שהוא אינו משנה משמעותית את נפח הממס. אם אתה ממיס כמות של מומס גדולה מספיק בכדי לשנות משמעותית את עוצמת הקול, למדוד את נפח התמיסה הסופית ולהשתמש בפרמטר זה.
   פרסומת

שיטה 5 מתוך 5: טיטרציה לחישוב ריכוז התמיסה

1. 

   דע מתי לתאר. טיטרציה היא טכניקה בה משתמשים כימאים לחישוב כמות המומס הקיימת בתמיסה. כדי לבצע טיטרציה עליך ליצור תגובה כימית בין המומס למגיב אחר (בדרך כלל מומס גם בתמיסה נוזלית). מכיוון שאתה יודע את הכמות המדויקת של המגיב השני ויודע את המשוואה הכימית של התגובה בין חומר זה למומס, אתה יכול לחשב את כמות המומס על ידי קביעת כמות המגיב שיש להוסיף לתמיסה תחילה. כאשר התגובה עם המומס הסתיימה.
   • לפיכך טיטרציה היא שיטה טובה מאוד לחישוב ריכוז התמיסה כשאתה לא יודע מהו כמות המומס הראשונית.
   • אם ידוע שמסת המומס בתמיסה אין צורך בטיטרציה - פשוט קבעו את נפח התמיסה וחישבו את הריכוז כפי שמוצג בחלק הראשון.

2. 

   הכן את מכשיר הטיטרציה. כדי לטייטר במדויק עליכם להחזיק מכשירים כימיים נקיים, מדויקים ומקצועיים. במצב הטיטרציה, הניחו את בקבוק הארלן מתחת לצינור הבורטה המותקן על המהדק. קצה צינור הבורטה צריך לנוח בצוואר הבקבוקון מבלי לגעת בדופן הבקבוקון.
   • וודאו כי כל הציוד נוקה בעבר, שטפו במים ללא יונים והניחו להתייבש.

3. 

   יוצקים תמיסה לבקבוקונים וצינורות. מדוד במדויק כמות קטנה של תמיסה בריכוז לא ידוע. לאחר מומס המומס, הוא מתפזר באופן שווה בכל התמיסה, כך שריכוז תמיסת הדגימה הקטנה הזו יהיה זהה לתמיסה המקורית. מלא את צינור הבורטה בריכוז תמיסה ידוע שיגיב עם התמיסה שלך. רשום את נפח התמיסה המדויק בצינור הבורטה - תגרע את הנפח הסופי כדי למצוא את הנפח הכולל המשמש בתגובה זו.
   • הערה: אם התגובה בין התמיסה בצינור הבורטה לתמיסה בבקבוקון בריכוז לא ידוע מראה סימן ברור לתגובה, עליך להוסיף אינדיקטור לתוך הצנצנת. בכימיה, אינדיקטור הוא כימיקל שמשנה את צבע התמיסה כאשר התגובה מגיעה לנקודת שווה ערך או לסיום. אינדיקטורים המשמשים לטיטרציה הם בדרך כלל חומציים ומייצרים תגובות חמצון, אך ישנם סוגים רבים אחרים של אינדיקטור. עיין בספר הלימוד בכימיה או בספרות מקוונת כדי למצוא את האינדיקטור הנכון לתגובה.

4. 

   התחל את הטיטרציה. הוסיפו לאט לאט את התמיסה מצינור הבורטה (המכונה "תמיסת הטיטרציה") לבקבוקון. השתמש במערבל מגנטי או במוט זכוכית כדי לערבב את התמיסה במהלך התגובה. אם התגובה בתמיסה נראית לעין, תראה סימנים כגון שינוי צבע, בועות, יצירת מוצר חדש וכו 'אם אתה משתמש במחוון, קרן מוכתמת תופיע כאשר שחרר את התמיסה מצינור הבורטה לבקבוקון.
   • אם התגובה מביאה לשינוי ה- pH או הפוטנציאל, תוכלו לטבול נייר pH או פוטנציומטר לבקבוק כדי לעקוב אחר התגובה.
   • לקבלת טיטרציה מדויקת יותר עליכם לעקוב אחר ה- pH והפוטנציאל כאמור, להקליט את הקריאות לאחר הוספת הטיטרנט במרווחים קטנים קבועים. זממו את ה- pH או את הפוטנציאל עם הוספת נפח הטיטרנט. תראה את שיפוע הגרף משתנה במהירות רבה בנקודת השקילות של התגובה.

5. 

   הפחת את מהירות הטיטרציה. ככל שהתגובה מתקרבת לנקודת הסיום, הפחת את קצב הטיטרציה טיפה אחר טיפה בכל פעם. אם אתה משתמש במחוון, הקרניים הצבעוניות עשויות להראות ארוכות יותר. המשך איטי ככל האפשר עד שהטיפה האחרונה גורמת לתגובה להפסיק בדיוק שם. באשר למחוון, יהיה עליך להבחין בשינוי הצבע הראשון שנמשך בתגובה.
   • הקלט את הכרך הסופי בצינור הבורטה. על ידי חיסור זה מנפח התמיסה הראשונית בצינור הבורט, תוכלו למצוא את הנפח המדויק של תמיסת הטיטרציה בה נעשה שימוש.

6. 

   חשב את מסת המומס בתמיסה. השתמש במשוואה הכימית לתגובה בין הכותרת לתמיסה כדי למצוא את מספר השומות של המומס בבקבוק. לאחר שמצאתם את מספר שומות המומס, חלקו בנפח התמיסה שבבקבוק כדי למצוא את הריכוז הטוחני של התמיסה, או המירו את מספר השומות לגרמים וחלקו בנפח התמיסה כדי למצוא את הריכוז ב- g / L. . זה מחייב אותך להיות בעל ידע בסיסי בכימיה קוונטית.
   • לדוגמא, נניח שאנו משתמשים ב- 25 מ"ל של 0.5M NaOH כדי לטיטר את תמיסת ה- HCl והמים לנקודה המקבילה. לתמיסת HCl נפח של 60 מ"ל לפני הטיטרציה. כמה שומות של HCl יש בתמיסה?
   • ראשית, בואו נראה את המשוואה הכימית לתגובה בין NaOH ל- HCl: NaOH + HCl> H₂O + NaCl.
   • במקרה זה, מול אחת של NaOH מגיבה עם שומה אחת של HCl לייצור המוצר (מים ו- NaCl). מכיוון שאתה מוסיף רק מספיק NaOH כדי לנטרל את כל ה- HCl, מספר השומות של NaOH המשמש בתגובה יהיה שווה למספר השומות של HCl בבקבוק.
   • מצא את המסה של NaOH בשומות. 25 מ"ל NaOH = 0.025 ליטר NaOH x (0.5 מול NaOH / 1 ליטר) = 0.0125 mol NaOH.
   • מכיוון שהסקנו ממשוואת התגובה כי מספר השומות של NaOH בשימוש = מספר השומות של HCl בתמיסה, אנו יכולים להסיק שיש 0.0125 שומות של HCl בתמיסה.

7. 

   חשב את ריכוז התמיסה. כעת, כשאנו יודעים את מסת המומס בתמיסה, מציאת הריכוז הטוחנת תהיה קלה. חלק את מספר שומות המומס בתמיסה בנפח תמיסת הבדיקה (לא נפח התמיסה שממנה אתה דגימה). התוצאה היא ריכוז הטוחנת של התמיסה!
   • כדי למצוא את הריכוז הטוחני לדוגמא לעיל, פשוט חלק את מספר השומות של HCl בנפח התמיסה בבקבוק. 0.0125 mol HCl x (1 / 0.060 L) = 0.208 מ 'HCl.
   • כדי להמיר טוחנות ל- g / L, ppm או לאחוז, עליך להמיר את המספר הטוחן של המומס למסה (השתמש במסה הטוחנת של תערובת המומס). עבור עמודים לדקה ואחוזים, עליך להמיר גם את נפח התמיסה למסה (להשתמש בגורם המרה כמו צפיפות או פשוט לשקול), ואז להכפיל ב -10 או 10, בהתאמה. עם עמודים לדקה ואחוזים.
   פרסומת

עֵצָה

• למרות שממסים וממיסים יכולים להתקיים בצורה שונה של חומר (מוצק, נוזלי, גז) כאשר הם מופרדים, התמיסה הנוצרת לאחר המסת המומס בממיס תהיה באותה צורה פיזיקלית. מֵמֵס.
• השתמש רק בכלי פלסטיק או זכוכית בעת טיטרציה.

אַזהָרָה

• הרכיב משקפיים וכפפות במהלך הטיטרציה.
• היזהר בעת עבודה עם חומצות חזקות כלשהן. בדוק במנדף כאשר הוא רעיל או בחוץ.