ความเข้มข้นของสารเคมี: การแสดงออกหน่วยโมลาลิตี้ - เคมี - 2024

ความเข้มข้นของสารเคมีที่เป็นตัวชี้วัดเชิงตัวเลขของจำนวนเงินที่ญาติของตัวถูกละลายในสารละลาย การวัดนี้เป็นการแสดงอัตราส่วนของตัวถูกละลายต่อปริมาณหรือปริมาตรของตัวทำละลายหรือสารละลายในหน่วยความเข้มข้น คำว่า "ความเข้มข้น" เกี่ยวข้องกับปริมาณของตัวถูกละลายที่มีอยู่: สารละลายจะมีความเข้มข้นมากขึ้นยิ่งมีตัวถูกละลายมากขึ้น

หน่วยเหล่านี้สามารถเป็นทางกายภาพได้เมื่อนำมวลและ / หรือขนาดปริมาตรของสารละลายหรือส่วนประกอบทางเคมีมาพิจารณาเมื่อความเข้มข้นของตัวถูกละลายแสดงในรูปของโมลหรือเทียบเท่าโดยใช้ตัวเลขของ Avogadro เป็นข้อมูลอ้างอิง

โดย Leiem จาก Wikimedia Commons

ดังนั้นโดยใช้น้ำหนักโมเลกุลหรืออะตอมและจำนวนของ Avogadro จึงเป็นไปได้ที่จะแปลงหน่วยทางกายภาพเป็นหน่วยทางเคมีเมื่อแสดงความเข้มข้นของตัวถูกละลายที่กำหนด ดังนั้นทุกหน่วยสามารถแปลงสำหรับโซลูชันเดียวกันได้

สารละลายที่เจือจางและเข้มข้น

คุณจะบอกได้อย่างไรว่าความเข้มข้นนั้นเจือจางหรือเข้มข้นมาก? เมื่อมองแวบแรกโดยการแสดงคุณสมบัติทางประสาทสัมผัสหรือทางเคมีใด ๆ นั่นคือสิ่งที่ประสาทสัมผัสรับรู้หรือสามารถวัดได้

ภาพบนแสดงการเจือจางของความเข้มข้นของโพแทสเซียมไดโครเมต (K ₂ Cr ₂ O ₇ ) ซึ่งมีสีส้ม จากซ้ายไปขวาคุณจะเห็นว่าความเข้มของสีลดลงอย่างไรเมื่อความเข้มข้นถูกเจือจางโดยเพิ่มตัวทำละลายมากขึ้น

การเจือจางนี้ทำให้สามารถรับความเข้มข้นที่เจือจางจากเข้มข้นได้ด้วยวิธีนี้ สี (และคุณสมบัติ "ซ่อน" อื่น ๆ ในแกนสีส้ม) จะเปลี่ยนไปในลักษณะเดียวกับความเข้มข้นของมันไม่ว่าจะเป็นหน่วยทางกายภาพหรือทางเคมี

แต่หน่วยความเข้มข้นทางเคมีคืออะไร? ในหมู่พวกเขามีความเข้มข้นของโมลาริตีหรือโมลาร์ของสารละลายซึ่งเกี่ยวข้องกับโมลของตัวถูกละลายโดยปริมาตรรวมของสารละลายเป็นลิตร

นอกจากนี้ยังมี molality หรือเรียกอีกอย่างว่าความเข้มข้นของโมลาลซึ่งหมายถึงโมลของตัวถูกละลาย แต่มีอยู่ในปริมาณมาตรฐานของตัวทำละลายหรือตัวทำละลายที่เท่ากับหนึ่งกิโลกรัม

ตัวทำละลายนี้อาจบริสุทธิ์หรือถ้าสารละลายมีตัวทำละลายมากกว่าหนึ่งตัวโมลาลิตี้จะเป็นโมลของตัวถูกละลายต่อกิโลกรัมของส่วนผสมตัวทำละลาย

และหน่วยที่สามของความเข้มข้นทางเคมีคือความปกติหรือความเข้มข้นปกติของสารละลายที่แสดงจำนวนเทียบเท่าทางเคมีของตัวถูกละลายต่อลิตรของสารละลาย

หน่วยที่แสดงค่าปกติเป็นหน่วยเทียบเท่าต่อลิตร (Eq / L) และในทางการแพทย์ความเข้มข้นของอิเล็กโทรไลต์ในซีรั่มของมนุษย์จะแสดงเป็นมิลลิวินาทีต่อลิตร (mEq / L)

วิธีแสดงความเข้มข้น

ความเข้มข้นของสารละลายสามารถแสดงได้สามวิธีหลักแม้ว่าจะมีคำศัพท์และหน่วยที่หลากหลาย แต่ก็สามารถใช้เพื่อแสดงการวัดค่านี้: คำอธิบายเชิงคุณภาพสัญกรณ์เชิงปริมาณและการจัดหมวดหมู่ในรูปแบบ สามารถในการละลาย

ขึ้นอยู่กับภาษาและบริบทที่คุณกำลังทำงานหนึ่งในสามวิธีจะถูกเลือกเพื่อแสดงความเข้มข้นของส่วนผสม

คำอธิบายเชิงคุณภาพ

ส่วนใหญ่ใช้ในภาษาที่ไม่เป็นทางการและไม่ใช่ทางเทคนิคคำอธิบายเชิงคุณภาพของความเข้มข้นของส่วนผสมจะแสดงในรูปแบบของคำคุณศัพท์ซึ่งบ่งบอกถึงระดับความเข้มข้นของสารละลายโดยทั่วไป

ดังนั้นระดับความเข้มข้นต่ำสุดตามคำอธิบายเชิงคุณภาพคือสารละลาย "เจือจาง" และค่าสูงสุดคือ "เข้มข้น"

เราพูดถึงสารละลายเจือจางเมื่อสารละลายมีตัวถูกละลายในสัดส่วนที่ต่ำมากเนื่องจากเป็นฟังก์ชันของปริมาตรทั้งหมดของสารละลาย หากคุณต้องการเจือจางสารละลายให้เติมตัวทำละลายเพิ่มเติมหรือหาวิธีลดตัวถูกละลาย

ตอนนี้เราพูดถึงสารละลายเข้มข้นเมื่อพวกเขามีตัวถูกละลายในสัดส่วนที่สูงซึ่งเป็นฟังก์ชันของปริมาตรทั้งหมดของสารละลาย ในการทำให้สารละลายเข้มข้นให้เพิ่มตัวถูกละลายมากขึ้นหรือลดปริมาณตัวทำละลาย

ในแง่นี้การจำแนกประเภทนี้เรียกว่าคำอธิบายเชิงคุณภาพไม่ใช่เพียงเพราะไม่มีการวัดทางคณิตศาสตร์ แต่เนื่องจากคุณภาพเชิงประจักษ์ (สามารถนำมาประกอบกับลักษณะภาพกลิ่นและรสนิยมโดยไม่จำเป็นต้องมีการทดสอบทางวิทยาศาสตร์)

จำแนกตามความสามารถในการละลาย

ความสามารถในการละลายของความเข้มข้นหมายถึงความสามารถในการละลายสูงสุดที่สารละลายมีอยู่โดยขึ้นอยู่กับสภาวะต่างๆเช่นอุณหภูมิความดันและสารที่ละลายหรืออยู่ในสารแขวนลอย

สารละลายสามารถแบ่งออกเป็นสามประเภทตามระดับของตัวถูกละลายที่ละลายในขณะที่ทำการวัด ได้แก่ สารละลายไม่อิ่มตัวอิ่มตัวและไม่อิ่มตัวเชิงซ้อน

- สารละลายไม่อิ่มตัวคือสารละลายที่มีตัวถูกละลายในปริมาณน้อยกว่าที่สารละลายสามารถละลายได้ ในกรณีนี้สารละลายยังไม่ถึงความเข้มข้นสูงสุด

- สารละลายอิ่มตัวคือสารละลายที่ปริมาณตัวถูกละลายสูงสุดที่เป็นไปได้ถูกละลายในตัวทำละลายที่อุณหภูมิเฉพาะ ในกรณีนี้มีความสมดุลระหว่างสารทั้งสองและสารละลายไม่สามารถรับตัวถูกละลายได้มากกว่านี้ (เนื่องจากจะตกตะกอน)

- สารละลายอิ่มตัวมีตัวถูกละลายมากกว่าที่สารละลายจะรับได้ภายใต้สภาวะสมดุล ทำได้โดยให้ความร้อนกับสารละลายอิ่มตัวเพิ่มตัวถูกละลายมากกว่าปกติ เมื่อเย็นแล้วจะไม่ตกตะกอนตัวถูกละลายโดยอัตโนมัติ แต่การรบกวนใด ๆ อาจทำให้เกิดผลกระทบนี้เนื่องจากความไม่เสถียร

สัญกรณ์เชิงปริมาณ

เมื่อศึกษาวิธีแก้ปัญหาที่จะใช้ในสาขาเทคนิคหรือวิทยาศาสตร์จำเป็นต้องมีความแม่นยำที่วัดและแสดงเป็นหน่วยซึ่งอธิบายความเข้มข้นตามค่าที่แน่นอนของมวลและ / หรือปริมาตร

นี่คือเหตุผลว่าทำไมจึงมีชุดของหน่วยที่ใช้แสดงความเข้มข้นของสารละลายในสัญกรณ์เชิงปริมาณซึ่งแบ่งออกเป็นทางกายภาพและทางเคมีและในทางกลับกันก็มีการแบ่งย่อยของตนเอง

หน่วยของความเข้มข้นทางกายภาพคือหน่วยของ "ความเข้มข้นสัมพัทธ์" ซึ่งแสดงในรูปของเปอร์เซ็นต์ มีสามวิธีในการแสดงความเข้มข้นของเปอร์เซ็นต์: เปอร์เซ็นต์มวลเปอร์เซ็นต์ปริมาตรและเปอร์เซ็นต์ปริมาณมวล

หน่วยของความเข้มข้นทางเคมีจะขึ้นอยู่กับปริมาณโมลาร์ส่วนที่เทียบเท่ากรัมส่วนต่อล้านและลักษณะอื่น ๆ ของตัวถูกละลายที่สัมพันธ์กับสารละลาย

หน่วยเหล่านี้เป็นหน่วยที่พบได้บ่อยที่สุดเนื่องจากมีความแม่นยำสูงเมื่อวัดความเข้มข้นและด้วยเหตุนี้จึงมักเป็นหน่วยที่คุณต้องการทราบเมื่อทำงานกับสารละลายเคมี

หน่วยความเข้มข้น

ตามที่อธิบายไว้ในส่วนก่อนหน้านี้เมื่อระบุลักษณะเชิงปริมาณของความเข้มข้นของสารละลายการคำนวณควรอยู่ภายใต้หน่วยที่มีอยู่เพื่อจุดประสงค์นี้

ในทำนองเดียวกันหน่วยความเข้มข้นจะแบ่งออกเป็นหน่วยความเข้มข้นสัมพัทธ์หน่วยความเข้มข้นที่เจือจางหน่วยที่ขึ้นอยู่กับโมลและหน่วยเพิ่มเติม

หน่วยความเข้มข้นสัมพัทธ์

ความเข้มข้นสัมพัทธ์แสดงเป็นเปอร์เซ็นต์ตามที่ระบุไว้ในส่วนก่อนหน้า หน่วยเหล่านี้แบ่งออกเป็นเปอร์เซ็นต์มวลมวลเปอร์เซ็นต์ปริมาตรปริมาตรและเปอร์เซ็นต์มวลปริมาตรและคำนวณได้ดังนี้

-% มวล = มวลของตัวถูกละลาย (g) / มวลของสารละลายทั้งหมด (g) x 100

-% ปริมาตร = ปริมาตรของตัวถูกละลาย (มล.) / ปริมาตรของสารละลายทั้งหมด (มล.) x 100

-% มวล / ปริมาตร = มวลของตัวถูกละลาย (g) / ปริมาตรของสารละลายทั้งหมด (มล.) x 100

ในกรณีนี้ในการคำนวณมวลหรือปริมาตรของสารละลายทั้งหมดจะต้องเพิ่มมวลหรือปริมาตรของตัวถูกละลายด้วยตัวทำละลาย

หน่วยของความเข้มข้นเจือจาง

หน่วยของความเข้มข้นเจือจางคือหน่วยที่ใช้เพื่อแสดงความเข้มข้นที่เล็กมากซึ่งอยู่ในรูปของร่องรอยภายในสารละลายเจือจาง การใช้งานโดยทั่วไปสำหรับหน่วยเหล่านี้คือการค้นหาร่องรอยของก๊าซหนึ่งที่ละลายในอีกก๊าซหนึ่งเช่นสารที่ก่อให้เกิดมลพิษในอากาศ

หน่วยเหล่านี้แสดงรายการในรูปของส่วนต่อล้าน (ppm) ส่วนต่อพันล้าน (ppb) และส่วนต่อล้านล้าน (ppt) และแสดงดังนี้:

- ppm = สารละลาย 1 มก. / 1 ​​ลิตร

- ppb = สารละลาย 1 ไมโครกรัม / 1 ลิตร

- ppt = สารละลาย 1 นาโนกรัม / 1 ลิตร

ในนิพจน์เหล่านี้ mg เท่ากับมิลลิกรัม (0.001 กรัม) μgเท่ากับไมโครกรัม (0.000001 กรัม) และ ng เท่ากับนาโนกรัม (0.000000001 กรัม) หน่วยเหล่านี้สามารถแสดงในรูปของปริมาตร / ปริมาตร

หน่วยความเข้มข้นเป็นฟังก์ชันของโมล

หน่วยความเข้มข้นที่ขึ้นอยู่กับโมล ได้แก่ เศษของโมลเปอร์เซ็นต์โมลโมลาริตีและโมลาลิตี้ (สองอย่างหลังจะอธิบายได้ดีกว่าในตอนท้ายของบทความ)

เศษโมลของสารคือเศษส่วนของโมเลกุลที่เป็นส่วนประกอบทั้งหมด (หรืออะตอม) เป็นหน้าที่ของโมเลกุลหรืออะตอมทั้งหมด คำนวณได้ดังนี้:

X _A = จำนวนโมลของสาร A / จำนวนโมลทั้งหมดในสารละลาย

ขั้นตอนนี้จะทำซ้ำสำหรับสารอื่น ๆ ในสารละลายโดยคำนึงว่าผลรวมของ X _A + X _B + X _C …ต้องเท่ากับหนึ่ง

เปอร์เซ็นต์โมลทำงานในลักษณะเดียวกับ X _Aเฉพาะในรูปของเปอร์เซ็นต์:

โมลาร์เปอร์เซ็นต์ของ A = X _A x 100%

ส่วนสุดท้ายจะกล่าวถึงโมลาริตีและโมลาลิตีโดยละเอียด

ความเป็นทางการและความเป็นปกติ

ในที่สุดมีสองหน่วยของความเข้มข้นที่กำลังเลิกใช้: ความเป็นทางการและความเป็นปกติ

รูปแบบของสารละลายแสดงถึงจำนวนน้ำหนัก - สูตร - กรัมต่อลิตรของสารละลายทั้งหมด แสดงเป็น:

F = ไม่ใช่โซลูชัน PFG / L

ในนิพจน์นี้ PFG เท่ากับน้ำหนักของแต่ละอะตอมของสารโดยแสดงเป็นกรัม

ความปกติแทนจำนวนของตัวถูกละลายที่เทียบเท่าหารด้วยลิตรของสารละลายดังที่แสดงด้านล่าง:

N = เทียบเท่ากรัมของสารละลายตัวถูกละลาย / L

ในนิพจน์ดังกล่าวกรัมของตัวถูกละลายที่เทียบเท่าสามารถคำนวณได้จากจำนวนโมล H ⁺ , OH ^-หรือวิธีการอื่น ๆ ขึ้นอยู่กับชนิดของโมเลกุล

molarity

ความเข้มข้นของโมลาริตีหรือโมลาร์ของตัวถูกละลายคือหน่วยของความเข้มข้นทางเคมีที่แสดงออกหรือเกี่ยวข้องกับโมลของตัวถูกละลาย (n) ที่มีอยู่ในสารละลายหนึ่ง (1) ลิตร (L)

โมลาริตีถูกกำหนดโดยอักษรตัวใหญ่ M และเพื่อกำหนดโมลของตัวถูกละลาย (n) กรัมของตัวถูกละลาย (g) จะถูกหารด้วยน้ำหนักโมเลกุล (MW) ของตัวถูกละลาย

ในทำนองเดียวกันน้ำหนักโมเลกุลเมกะวัตต์ของตัวถูกละลายนั้นได้มาจากผลรวมของน้ำหนักอะตอม (PA) หรือมวลอะตอมขององค์ประกอบทางเคมีโดยพิจารณาจากสัดส่วนที่พวกมันรวมกันเพื่อสร้างตัวถูกละลาย ดังนั้นตัวถูกละลายที่แตกต่างกันจึงมี PM ของตัวเอง (แม้ว่าจะไม่เป็นเช่นนั้นเสมอไป)

คำจำกัดความเหล่านี้สรุปไว้ในสูตรต่อไปนี้ที่ใช้ในการคำนวณที่เกี่ยวข้อง:

โมลาริตี: M = n (โมลของตัวถูกละลาย) / V (ลิตรของสารละลาย)

จำนวนโมล: n = g ของตัวถูกละลาย / MW ของตัวถูกละลาย

แบบฝึกหัด 1

คำนวณโมลาริตีของสารละลายที่เตรียมด้วย Ca (OH) ₂ 45 กรัมละลายในน้ำ 250 มล.

สิ่งแรกที่ต้องคำนวณคือน้ำหนักโมเลกุลของ Ca (OH) ₂ (แคลเซียมไฮดรอกไซด์) ตามสูตรทางเคมีสารประกอบประกอบด้วยแคลเซียมไอออนบวกและไฮดรอกซิลแอนไอออนสองตัว ที่นี่น้ำหนักของอิเล็กตรอนที่น้อยกว่าหรือเพิ่มเติมสำหรับสิ่งมีชีวิตนั้นมีค่าเล็กน้อยดังนั้นจึงใช้น้ำหนักอะตอม:

ที่มา: Gabriel Bolívar

จำนวนโมลของตัวถูกละลายจะเป็น:

n = 45 ก. / (74 ก. / โมล)

n = 0.61 โมลของ Ca (OH) ₂

ได้รับ 0.61 โมลของตัวถูกละลาย แต่สิ่งสำคัญคือต้องจำไว้ว่าโมลเหล่านี้ละลายในสารละลาย 250 มล. เนื่องจากคำจำกัดความของโมลาริตีคือโมลในหนึ่งลิตรหรือ 1,000 มล. จึงต้องใช้กฎง่ายๆสามข้อเพื่อคำนวณโมลที่อยู่ใน 1,000 มล. ของสารละลายดังกล่าว

ถ้าในสารละลาย 250 มล. มีตัวถูกละลาย => 0.61 โมล

ในสารละลาย 1,000 มล. => x มีกี่โมล?

x = (0.61 โมล) (1,000 มล.) / 250 มล

X = 2.44 M (โมล / L)

อีกวิธีหนึ่ง

อีกวิธีหนึ่งในการรับโมลเพื่อใช้สูตรต้องใช้ 250 มล. เป็นลิตรโดยใช้กฎสามข้อ:

ถ้า 1,000 ml => เท่ากับ 1 ลิตร

250 ml => x กี่ลิตร?

x = (250 มล.) (1 ลิตร) / 1,000 มล

x = 0.25 ล

การแทนที่ในสูตรโมลาริตี:

M = (0.61 โมลของตัวถูกละลาย) / (0.25 L ของสารละลาย)

M = 2.44 โมล / ลิตร

แบบฝึกหัด 2

การแก้ปัญหา HCl เป็น 2.5 M หมายความว่าอย่างไร

สารละลาย HCl มีขนาด 2.5 โมลาร์นั่นคือหนึ่งลิตรละลายกรดไฮโดรคลอริกได้ 2.5 โมล

ปกติ

ความเข้มข้นปกติหรือความเข้มข้นเทียบเท่าคือหน่วยของความเข้มข้นทางเคมีของสารละลายที่กำหนดด้วยอักษรตัวใหญ่ N หน่วยความเข้มข้นนี้บ่งชี้ถึงความสามารถในการเกิดปฏิกิริยาของตัวถูกละลายและเท่ากับจำนวนของตัวถูกละลายที่เทียบเท่า (Eq) หารด้วยปริมาตรของสารละลายที่แสดงเป็นลิตร

N = Eq / L

จำนวนเทียบเท่า (Eq) เท่ากับกรัมของตัวถูกละลายหารด้วยน้ำหนักเทียบเท่า (PEq)

Eq = g ตัวถูกละลาย / PEq

น้ำหนักที่เท่ากันหรือที่เรียกว่าเทียบเท่ากรัมคำนวณโดยการได้รับน้ำหนักโมเลกุลของตัวถูกละลายและหารด้วยปัจจัยที่เทียบเท่าซึ่งเพื่อวัตถุประสงค์ในการสรุปในสมการเรียกว่าเดลต้าซีตา (ΔZ)

PEq = PM / ΔZ

การคำนวณ

การคำนวณความเป็นปกติจะมีการเปลี่ยนแปลงที่เฉพาะเจาะจงมากในปัจจัยที่เทียบเท่าหรือΔZซึ่งขึ้นอยู่กับชนิดของปฏิกิริยาเคมีที่ชนิดของตัวถูกละลายหรือปฏิกิริยามีส่วนร่วมด้วย บางกรณีของรูปแบบนี้สามารถกล่าวถึงด้านล่าง:

- เมื่อเป็นกรดหรือเบสΔZหรือตัวประกอบที่เทียบเท่าจะเท่ากับจำนวนไฮโดรเจนไอออน (H ⁺ ) หรือไฮดรอกซิล OH ^-ที่ตัวถูกละลายมี ตัวอย่างเช่นกรดซัลฟิวริก (H ₂ SO ₄ ) มีค่าเทียบเท่าสองค่าเนื่องจากมีโปรตอนที่เป็นกรดสองตัว

- เมื่อพูดถึงปฏิกิริยาการลดออกซิเดชั่นΔZจะสอดคล้องกับจำนวนอิเล็กตรอนที่เกี่ยวข้องในกระบวนการออกซิเดชั่นหรือการรีดิวซ์ขึ้นอยู่กับกรณีเฉพาะ นี่คือความสมดุลของสมการเคมีและข้อกำหนดของปฏิกิริยาเข้ามามีบทบาท

- นอกจากนี้ปัจจัยที่เทียบเท่านี้หรือΔZจะสอดคล้องกับจำนวนไอออนที่ตกตะกอนในปฏิกิริยาที่จัดประเภทเป็นการตกตะกอน

แบบฝึกหัด 1

หาค่า Normality 185 g ของ Na ₂ SO _{4 ที่}พบในสารละลาย 1.3 L

น้ำหนักโมเลกุลของตัวถูกละลายในสารละลายนี้จะถูกคำนวณก่อน:

ที่มา: Gabriel Bolívar

ขั้นตอนที่สองคือการคำนวณตัวประกอบที่เทียบเท่าหรือΔZ ในกรณีนี้เนื่องจากโซเดียมซัลเฟตเป็นเกลือความจุหรือประจุของไอออนบวกหรือโลหะ Na ^{+ จะถูกนำมาพิจารณา}ซึ่งจะคูณด้วย 2 ซึ่งเป็นตัวห้อยของสูตรทางเคมีของเกลือหรือตัวถูกละลาย:

Na ₂ SO ₄ => ∆Z = Valencia Cation x Subscript

∆Z = 1 x 2

เพื่อให้ได้น้ำหนักที่เท่ากันจะถูกแทนที่ด้วยสมการตามลำดับ:

PEq = (142.039 กรัม / โมล) / (2 Eq / โมล)

PEq = 71.02 กรัม / Eq

จากนั้นคุณสามารถดำเนินการคำนวณจำนวนสิ่งที่เทียบเท่าได้อีกครั้งโดยหันไปใช้การคำนวณง่ายๆอื่น:

Eq = (185 ก.) / (71.02 ก. / Eq)

จำนวนเทียบเท่า = 2.605 Eq

สุดท้ายด้วยข้อมูลที่จำเป็นทั้งหมดตอนนี้ความปกติจะถูกคำนวณโดยการแทนที่ตามคำจำกัดความ:

N = 2.605 Eq / 1.3 L

N = 2.0 น

Molality

Molality ถูกกำหนดโดยตัวอักษรพิมพ์เล็ก m และเท่ากับโมลของตัวถูกละลายที่มีอยู่ในตัวทำละลายหนึ่ง (1) กิโลกรัม เป็นที่รู้จักกันในชื่อความเข้มข้นของโมลาลและคำนวณโดยใช้สูตรต่อไปนี้:

m = โมลของตัวถูกละลาย / กิโลกรัมของตัวทำละลาย

ในขณะที่โมลาริตีสร้างอัตราส่วนของโมลของตัวถูกละลายที่มีอยู่ในสารละลายหนึ่ง (1) ลิตรโมลาลิตี้จะสัมพันธ์กับโมลของตัวถูกละลายที่มีอยู่ในตัวทำละลายหนึ่ง (1) กิโลกรัม

ในกรณีที่สารละลายเตรียมด้วยตัวทำละลายมากกว่าหนึ่งตัวโมลจะแสดงโมลของตัวถูกละลายเท่ากันต่อกิโลกรัมของส่วนผสมตัวทำละลาย

แบบฝึกหัด 1

ตรวจสอบความสามารถในการละลายของสารละลายที่เตรียมโดยผสมซูโครส 150 กรัม (C ₁₂ H ₂₂ 0 ₁₁ ) กับน้ำ 300 กรัม

น้ำหนักโมเลกุลของซูโครสถูกกำหนดก่อนเพื่อดำเนินการคำนวณโมลของตัวถูกละลายในสารละลายนี้:

ที่มา: Gabriel Bolívar

คำนวณจำนวนโมลของซูโครส:

n = (ซูโครส 150 กรัม) / (342.109 กรัม / โมล)

n = 0.438 โมลของซูโครส

จากนั้นกรัมของตัวทำละลายจะถูกแปลงเป็นกิโลกรัมเพื่อใช้สูตรสุดท้าย

แทนที่แล้ว:

m = ซูโครส 0.438 โมล / น้ำ 0.3 กิโลกรัม

m = 1.46 mol C ₁₂ H ₂₂ 0 ₁₁ / Kg H ₂ O

แม้ว่าปัจจุบันจะมีการถกเถียงกันเกี่ยวกับการแสดงออกสุดท้ายของ molality แต่ผลลัพธ์นี้ยังสามารถแสดงเป็น:

1.26 m C ₁₂ H ₂₂ 0 ₁₁หรือ 1.26 molal

บางครั้งถือว่าเป็นประโยชน์ในการแสดงความเข้มข้นของสารละลายในแง่ของโมลาลิตี้เนื่องจากมวลของตัวถูกละลายและตัวทำละลายไม่ได้รับความผันผวนเล็กน้อยหรือการเปลี่ยนแปลงที่ไม่ชัดเจนเนื่องจากผลกระทบของอุณหภูมิหรือความดัน ตามที่เกิดขึ้นในสารละลายที่มีตัวถูกละลายก๊าซ

นอกจากนี้ยังชี้ให้เห็นว่าหน่วยของความเข้มข้นที่อ้างถึงตัวถูกละลายเฉพาะนั้นไม่เปลี่ยนแปลงโดยการมีอยู่ของตัวถูกละลายอื่น ๆ ในสารละลาย

คำแนะนำและหมายเหตุสำคัญเกี่ยวกับความเข้มข้นของสารเคมี

ปริมาตรของสารละลายจะมากกว่าตัวทำละลายเสมอ

เมื่อมีการแก้ไขแบบฝึกหัดการแก้ปัญหาข้อผิดพลาดเกิดขึ้นจากการตีความปริมาตรของสารละลายราวกับว่าเป็นของตัวทำละลาย ตัวอย่างเช่นถ้าช็อกโกแลตผงหนึ่งกรัมละลายในน้ำหนึ่งลิตรปริมาตรของสารละลายจะไม่เท่ากับน้ำหนึ่งลิตร

ทำไมจะไม่ล่ะ? เนื่องจากตัวถูกละลายจะครอบครองช่องว่างระหว่างโมเลกุลของตัวทำละลายเสมอ เมื่อตัวทำละลายมีความสัมพันธ์กับตัวถูกละลายสูงการเปลี่ยนแปลงของปริมาตรหลังการละลายอาจเล็กน้อยหรือเล็กน้อย

แต่ถ้าไม่เช่นนั้นและยิ่งถ้าปริมาณของตัวถูกละลายมีมากก็ต้องคำนึงถึงการเปลี่ยนแปลงของปริมาตรด้วย ด้วยวิธีนี้: Vsolvent + Vsolute = Vsolution เฉพาะในสารละลายเจือจางหรือเมื่อปริมาณของตัวถูกละลายน้อยเท่านั้นที่ถูกต้อง Vsolvent = Vsolution

ข้อผิดพลาดนี้ควรคำนึงถึงโดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อทำงานกับตัวละลายของเหลว ตัวอย่างเช่นหากแทนที่จะละลายช็อกโกแลตผงน้ำผึ้งจะละลายในแอลกอฮอล์ปริมาณของน้ำผึ้งที่เติมจะมีผลอย่างเห็นได้ชัดต่อปริมาตรทั้งหมดของสารละลาย

ดังนั้นในกรณีเหล่านี้จึงต้องเพิ่มปริมาตรของตัวถูกละลายลงในตัวทำละลาย

ยูทิลิตี้โมลาริตี

- การรู้โมลาริตีของสารละลายเข้มข้นช่วยให้สามารถคำนวณการเจือจางได้โดยใช้สูตรง่าย M1V1 = M2V2 โดยที่ M1 สอดคล้องกับโมลาริตีเริ่มต้นของสารละลายและ M2 โมลาริตีของสารละลายที่เตรียมจากสารละลาย กับ M1

- เมื่อทราบค่าโมลาริตีของสารละลายแล้ว Normality สามารถคำนวณได้อย่างง่ายดายโดยใช้สูตรต่อไปนี้ Normality = จำนวนเทียบเท่า x M

สูตรไม่ได้ถูกจดจำ แต่หน่วยหรือคำจำกัดความคือ

อย่างไรก็ตามบางครั้งความจำก็ล้มเหลวเมื่อพยายามจำสมการทั้งหมดที่เกี่ยวข้องกับการคำนวณสมาธิ สำหรับสิ่งนี้จะมีประโยชน์มากที่จะมีคำจำกัดความที่ชัดเจนของแต่ละแนวคิด

เริ่มต้นจากนิยามหน่วยจะถูกเขียนโดยใช้ปัจจัยการแปลงเพื่อแสดงหน่วยที่สอดคล้องกับสิ่งที่จะกำหนด

ตัวอย่างเช่นหากคุณมีโมลาลิตี้และต้องการแปลงเป็นปกติให้ดำเนินการดังนี้:

(ตัวทำละลาย mol / Kg) x (kg / 1000g) (ตัวทำละลาย g / mL) (ตัวทำละลาย mL / สารละลาย mL) (1000mL / L) (Eq / mol)

โปรดสังเกตว่า (g solvent / mL) คือความหนาแน่นของตัวทำละลาย คำว่า (ตัวทำละลายมล. / สารละลายมล.) หมายถึงปริมาตรของสารละลายที่สอดคล้องกับตัวทำละลายจริง ในแบบฝึกหัดหลาย ๆ เทอมสุดท้ายนี้เท่ากับ 1 ด้วยเหตุผลในทางปฏิบัติแม้ว่ามันจะไม่เป็นความจริงอย่างสมบูรณ์ก็ตาม

อ้างอิง

1. เบื้องต้น Chemistry- 1 ^{เซนต์}รุ่นของประเทศแคนาดา หน่วยความเข้มข้นเชิงปริมาณ บทที่ 11 แนวทางแก้ไข. นำมาจาก: opentextbc.ca
2. วิกิพีเดีย (2018) ความเข้มข้นเทียบเท่า นำมาจาก: en.wikipedia.org
3. PharmaFactz (2018) โมลาริตีคืออะไร? นำมาจาก: Pharmafactz.com
4. Whitten, Davis, Peck & Stanley เคมี. (ฉบับที่ 8) CENGAGE Learning, p 101-103, 512, 513
5. โซลูชันที่เป็นน้ำ - โมลาริตี นำมาจาก: chem.ucla.edu
6. Quimicas.net (2018). ตัวอย่างของ Normality สืบค้นจาก: quimicas.net.