Efni.

• Að stíga
• Hluti 1 af 3: Grunnþekkingin á styrk
• 2. hluti af 3: Titring
• 3. hluti af 3: Ákvörðun seltu í fiskabúr
• Ábendingar
• Viðvaranir

Í efnafræði eða efnafræði, einn lausn einsleita blöndu af tveimur hlutum - einum uppleyst efni og a leysi eða leysi þar sem efnið er leyst upp. Einbeiting er mælikvarði á magn uppleysts í leysi. Það geta verið margar ástæður fyrir því að ákvarða styrk lausnarinnar, en efnafræðin sem um ræðir er sú sama hvort sem þú ert að prófa klórmagn í laug eða gera lífsnauðsynlega greiningu á blóðsýni. Þessi handbók mun kenna þér nokkra grundvallarþætti í efnafræði lausna og leiðbeina þér í gegnum venjulega, hagnýta notkun - viðhald fiskabúrs.

Að stíga

Hluti 1 af 3: Grunnþekkingin á styrk

1. Skriftaraðferð við styrk. Styrkur efnis er magn þess leysna deilt með magni leysisins. En vegna þess að það eru mismunandi leiðir til að tjá magn tiltekins efnis er einnig hægt að tákna styrk á mismunandi vegu. Hér finnur þú algengustu stafsetninguna:
   • Gram á lítra (g / L.) Massi uppleysts í grömmum uppleyst í tilteknu magni af lausn (sem er ekki endilega það sama og rúmmál leysisins.) Venjulega notað til lausna á föstu efni í fljótandi leysum.
   • Molarity (M.) Fjöldi móls af uppleystu efni deilt með rúmmáli lausnarinnar.
   • Milljón hlutar (prómill) Hlutfall fjölda agna (venjulega í grömmum) af uppleystu efni á hverja milljón agna af lausn, margfaldað með 10. Venjulega notað fyrir mjög þynntar vatnslausnir (1 L af vatni = 1000 grömm.)
   • Hlutfall efnasambands. Hlutfall agna (aftur í grömmum) af uppleystu efni á hverja 100 agnir af lausn, gefið upp sem hlutfall.
2. Vita hvaða gögn þú þarft til að finna styrk. Að undanskildum molaranum (sjá hér að neðan) þurfa algengar leiðir til að skrifa styrk eins og fram kemur hér að ofan að þú þekkir massa leysisins og massa eða rúmmál lausnarinnar sem myndast. Mörg efnafræðileg vandamál sem krefjast þess að finna styrk lausnarinnar veita þér ekki þessar upplýsingar. Ef svo er verður þú að vinna með það sem þú þekkir til að komast að þessum upplýsingum.
   • Dæmi: Segjum að við þurfum að finna styrk (í grömmum á lítra) lausnar sem er framleidd með því að leysa upp 1/2 tsk af salti í 2 lítra af vatni. Við vitum líka að 1 tsk af salti er um það bil 6 grömm. Í þessu tilfelli er umbreytingin auðveld - margfaldaðu: 1/2 teskeið x (6 grömm / 1 tsk) = 3 grömm af salti. 3 grömm af salti deilt með 2 lítrum eða vatn = 1,5 g / l
3. Lærðu hvernig á að reikna út molar. Mólstyrkur krefst þess að þú vitir fjölda móls af uppleystu efni þínu, en það er auðvelt að álykta ef þú veist massa uppleysta efnisins og efnaformúlunnar. Hvert efnaefni hefur þekktan „molamassa“ (MM) - sérstakan massa fyrir eitt mól af því frumefni. Þessir molamassar eru að finna í reglulegu töflu (venjulega undir efnatákninu og frumefnaheitinu.) Bættu einfaldlega við molamassa íhluta uppleysta efnisins til að fá molamassann. Margfaldaðu síðan þekkta massa uppleysta efnisins með (1 / MM af uppleysta efninu þínu) til að finna magn uppleysta efnisins þíns í mólum.
   • Dæmi: Segjum sem svo að við viljum finna molamyndun saltvatnslausnarinnar hér að ofan. Bara til að rifja upp höfum við 3 grömm af salti (NaCl) í 2 lítrum af vatni. Byrjaðu á því að finna út hver molamassinn af Na og Cl er með því að skoða reglulegu töflu. Na = um það bil 23 g / mól og Cl = um það bil 35,5 g / mól. Þannig er MM af NaCl = 23 + 35,5 = 58,5 g / mól. 3 grömm af NaCl x (1 mól NaCl / 58,5 g NaCl) = 0,051 mól NaCl. 0,051 mól NaCl / 2 lítrar vatn = .026 M NaCl
4. Æfðu þér venjulegar æfingar við að reikna styrk. Ofangreind þekking er allt sem þú þarft til að reikna út styrk í einföldum aðstæðum. Ef þú veist massa eða rúmmál lausnarinnar og magn uppleysts efnis í grundvallaratriðum, eða þú getur ályktað af þeim upplýsingum sem koma fram í yfirlýsingunni, ættir þú að geta mælt styrk lausnarinnar auðveldlega til að reikna. Gerðu æfingavandamál til að bæta færni þína. Sjá dæmi um æfingar hér að neðan:
   • Hver er mola NaCL í 400 ml lausn, fengin með því að bæta 1,5 grömm af NaCl við vatn?
   • Hver er styrkurinn, í ppm, lausnarinnar með því að bæta 0,001 g af blýi (Pb) við 150 L af vatni? (1 L af vatni = 1000 grömm) Í þessu tilfelli eykst rúmmál lausnarinnar með litlu magni með því að bæta við efninu, svo að þú getir notað rúmmál leysisins sem rúmmál lausnarinnar.
   • Finndu styrkinn í grömmum á lítra af 0,1 L lausn sem er framleiddur með því að bæta 1/2 mól KCl við vatn. Í þessu vandamáli verður þú að vinna framan frá og aftur og nota molamassa KCL til að reikna út fjöldann af grömmum af KCl í leysinu.

2. hluti af 3: Titring

1. Skilja hvenær á að beita títrun. Titring er tækni sem notuð er af efnafræðingum til að reikna út magn uppleysts efnis sem er til staðar í lausn. Til að framkvæma títrun býrðu til efnahvörf milli leysisins og annars hvarfefnis (venjulega einnig uppleyst). Þar sem þú veist nákvæmlega magn annars hvarfefnisins þíns og þekkir efnajöfnuna á hvarfinu milli hvarfefnisins og leysisins, getur þú reiknað magn leysisins þíns með því að mæla hversu mikið af hvarfefninu sem þú þarft fyrir viðbrögðin við leysið er heill.
   • Svo, títranir geta verið mjög gagnlegar við útreikning á styrk lausnarinnar ef þú veist ekki hve mikið leysi var upphaflega bætt við.
   • Ef þú veist hve mikið af uppleystu efni er í lausninni, þá er engin þörf á að títra - mælið bara rúmmál lausnarinnar og reiknið styrkinn eins og lýst er í 1. hluta.
2. Settu upp titrunarbúnaðinn þinn. Til að framkvæma nákvæmar títranir þarftu hreinn, nákvæman og faglegan búnað. Notaðu Erlenmeyer kolbu eða bikarglas undir kvörðuðum burettu sem er festur við burettehaldara. Stúturinn á burettunni ætti að vera í hálsinum á flöskunni eða bikarglasinu án þess að snerta veggina.
   • Gakktu úr skugga um að allur búnaður sé áður hreinsaður, skolaður með afjónuðu vatni og þurr.
3. Fylltu flöskuna og burettuna. Mælið nákvæmlega lítið magn af óþekktu lausninni. Þegar það er uppleyst dreifist efnið jafnt í gegnum leysinn, þannig að styrkur þessa litla sýnis af lausninni verður sá sami og upphaflegu lausnin. Fylltu burettuna þína með lausn af þekktum styrk sem mun bregðast við lausninni þinni. Skráðu nákvæmlega rúmmál lausnarinnar í burettunni - dragðu endanlegt rúmmál til að finna heildarlausnina sem notuð er í hvarfinu.
   • Taktu eftir: ef viðbrögðin milli lausnarinnar í burettunni og leysisins í flöskunni sýna engin merki um viðbrögð, muntu gera það vísir í flöskunni. Þetta er notað í efnafræði til að veita sjónrænt merki þegar lausn nær jafngildi eða endapunkti. Vísar eru almennt notaðir við títrun sem kannar sýru-basa og redox viðbrögð, en það eru nokkrir aðrir vísar líka. Leitaðu til efnafræðibókar eða leitaðu á internetinu til að finna viðeigandi vísbendingu fyrir viðbrögð þín.
4. Byrjaðu títrunina. Bætið rólega lausn úr burettunni („titrant“) út í flöskuna. Notaðu segulhrærið eða glerhrærið til að blanda lausninni varlega meðan viðbrögðin eru í gangi. Ef lausnin er að bregðast sýnilega við ættirðu að sjá ákveðin merki um að viðbrögð eigi sér stað - litabreyting, loftbólur, leifar o.s.frv. Ef þú notar vísbendingu gætirðu séð hvern dropa koma í gegnum burettuna í réttu flöskuna a litabreyting.
   • Ef hvarfið hefur í för með sér breytingu á sýrustigi eða möguleika er hægt að bæta sýrustigslestri eða potentiometer við kolbuna til að mæla framvindu efnahvarfsins.
   • Til að ná nákvæmari títrun skaltu fylgjast með sýrustigi eða möguleikum eins og að ofan og athugaðu í hvert skipti hvernig viðbrögðin ganga eftir að bæta við litlu magni af títrandi. Settu upp sýrustig lausnarinnar eða hugsanlegt miðað við rúmmál viðbætts títrandi. Þú munt sjá skarpar breytingar á halla ferilsins við jafngildispunkta svörunar.
5. Hægðu á títruninni. Þegar efnahvörf þín nálgast lokapunktinn skaltu hægja á títruninni til að lækka dropalega. Ef þú ert að nota vísir gætirðu tekið eftir því að liturinn blikkar lengur. Haltu áfram að títra eins hægt og mögulegt er þangað til þú getur ákvarðað nákvæmlega dropann sem veldur því að viðbrögð þín ná endapunktinum. Ef um vísbending er að ræða, skoðaðu almennt fyrstu viðvarandi litabreytingar í svöruninni.
   • Taktu upp lokabindi í burettunni þinni. Þegar þú dregur þetta frá upphafsrúmmálinu í burettunni, geturðu fundið nákvæmlega rúmmál títransins sem þú notaðir.
6. Reiknið magn uppleysts efnis í lausninni. Notaðu efnajöfnuna fyrir viðbrögðin milli títrans þíns og lausnarinnar til að finna fjölda mola af uppleystu efni í flöskunni þinni. Þegar þú hefur fundið fjölda mólleiða af uppleystu efni geturðu einfaldlega deilt því með rúmmáli lausnarinnar í flöskunni til að finna mólfestu lausnarinnar, eða umbreytt fjölda mólanna í grömm og deilt með rúmmáli lausnarinnar. , til að fá styrkinn í g / L. Þetta krefst smá grunnþekkingar á stoichiometry.
   • Hugsum okkur til dæmis að við notuðum 25 ml af 0,5 M NaOH við að títra lausn af HCl í vatni að jafngildispunkti. HCl lausnin hafði 60 ml að rúmmáli til að títa. Hversu mörg mól af HCl eru í lausninni okkar?
   • Til að hefjast handa skulum við skoða efnajöfnuna fyrir viðbrögð NaOH og HCl: NaOH + HCl> H₂O + NaCl
   • Í þessu tilfelli hvarfast 1 sameind NaOH við 1 sameind HCl við afurðirnar vatn og NaCl. Svo vegna þess að þú bættir við nægilega miklu NaOH til að hlutleysa allan HCl, þá er fjöldi mólanna af NaOH sem neytt er í hvarfinu jafnt og fjöldi móls af HCl í flöskunni.
   • Svo við skulum komast að því hvað er magn NaOH í mólum. 25 ml NaOH = 0,025 L NaOH x (0,5 mól NaOH / 1 L) = 0,0125 mól NaOH.
   • Þar sem við ályktuðum af hvarfjöfnunni að fjöldi mólna af NaOH sem neytt var í hvarfinu = fjöldi mól af HCl í lausninni, vitum við núna að það eru 0,0125 mól af HCl í lausninni.
7. Reiknaðu styrk lausnarinnar. Nú þegar þú veist magn uppleysts í lausn þinni er auðvelt að finna styrkinn hvað varðar molar. Deildu einfaldlega fjölda móls af uppleystu lausn í lausninni með rúmmáli lausnarsýnis þíns (ekki rúmmál stærra magnsins sem þú tókst sýnið úr.) Niðurstaðan er molarlausn þín!
   • Til að finna mólþunga dæmisins hér að ofan, deilið fjölda mól af HCl með rúmmáli í flöskunni. 0,0125 mól HCl x (1 / 0,060 L) = 0,208 M HCl.
   • Til að umbreyta mola í g / l, ppm eða hlutfall samsetningar, umreikna fjölda mól af uppleystu efni í massa (með því að nota molamassa uppleysts þíns.) Fyrir ppm og hlutfall efnasambandsins þarftu einnig að umbreyta rúmmálinu af lausn þinni á massa (með því að nota breytistuðul eins og þéttleika, eða einfaldlega með því að vigta hann), margfalda síðan niðurstöðuna með 10 eða 10, í sömu röð.

3. hluti af 3: Ákvörðun seltu í fiskabúr

1. Taktu vatnssýni úr tankinum þínum. Skráðu hljóðstyrkinn nákvæmlega. Ef mögulegt er, mælið magnið í SI einingum eins og ml - það er auðvelt að umbreyta í L.
   • Í þessu dæmi prófum við salt í sædýrasafninu, saltstyrk (NaCl) í vatninu. Segjum að við tökum vatnssýni í þessum tilgangi 3 ml úr sædýrasafninu og stilltu síðan endanlega svarið sem gefa á g / L.
2. Titra vatnssýnið. Veldu títrant sem framleiðir greinilega sýnileg viðbrögð í leysinu. Í þessu tilfelli notum við 0,25 M AgNO lausn₃ (silfurnítrat), efnasamband sem framleiðir óleysanlegt klórsalt þegar það hvarfast við NaCl í eftirfarandi viðbrögðum: AgNO₃ + NaCl> NaNO₃ + AgCl. Saltið (AgCl) verður sýnilegt sem skýjað hvítt leif sem flýtur og hægt er að aðskilja lausnina.
   • Titrið silfurnítratið úr burette eða litlum sprautunál í fiskabúrssýnið þar til lausnin verður skýjuð. Með svo litlu sýni er mikilvægt að nákvæmlega ákvarðaðu hversu mikið silfurnítrat þú bætti við - rannsakaðu hvern dropa vandlega.
3. Haltu áfram þar til viðbrögðum lýkur. Þegar silfurnítratið hættir að skýja lausninni geturðu tekið eftir fjölda mls sem bætt hefur verið við. Títra AgNO3 mjög hægt og fylgstu vel með lausninni, sérstaklega þegar lokapunkturinn nálgast.
   • Gerðu ráð fyrir að það séu 3 ml af 0,25 M AgNO₃ var nauðsynlegt til að viðbrögðin kláruðust og vatnið skýjaði ekki frekar.
4. Finndu fjölda mola títrans. Þetta skref er auðvelt - margfaldaðu rúmmál títransins sem þú bættir við með molu. Þetta mun gefa þér fjölda mólanna sem notaður er.
   • 3 ml x 0,25 M = 0,003 L x (0,25 mól AgNO₃/ 1 L) = 0,000075 mól AgNO₃.
5. Ákveðið fjölda móls af leysi. Notaðu hvarfjöfnuna til að umbreyta fjölda mól af AgNO₃ að mólum af NaCl. Hvarfsjafnan er: AgNO₃ + NaCl> NaNO₃ + AgCl. Vegna þess að 1 mól AgNO₃ hvarfast við 1 mól NaCl, við vitum núna að fjöldi mól NaCl í lausn okkar = fjöldi mól AgNO₃ sem bætist við: 0,000075 mól.
   • Í þessu tilfelli: 1 mól af AgNO₃ hvarfast við 1 mól af NaCl. En ef 1 mól af títrandi hvarfast við 2 mól af uppleystu efni okkar, þá myndum við margfalda fjölda mól af títrandi með 2 til að fá fjölda mól af uppleystu efni okkar.
   • Aftur á móti, ef 2 mól af títrandi okkar hvarfast við 1 mól af uppleystu efni okkar, þá deilum við fjölda mól títransins í tvö.
   • Þessar reglur samsvara hlutfallslega 3 mól af títrandi og 1 mól af uppleystu efni, 4 mól af títrandi og 1 mól af uppleystu efni osfrv. Auk 1 mól af títrandi og 3 mól af uppleystu, 1 mól af títra og 4 mól af uppleystu, o.fl.
6. Breyttu uppleystu fjölda mólanna í grömm. Til að gera þetta þarftu að reikna molamassa uppleysta efnisins og margfalda hann með fjölda móls efnisins þíns. Til að finna mólmassa NaCl, notaðu reglulegu töflu til að finna og bæta við lotuþyngd salts (Na) og klóríðs (Cl).
   • MM Na = 22.990. MM Cl = 35.453.
   • 22,990 + 35,453 = 58,443 g / mól
   • 0,000075 mól NaCl x 58,442 g / mól = 0,00438 mól NaCl.
   • Taktu eftir: Ef fleiri en ein af einni tegund af sameind er í atómi, verður þú að bæta við mólmassa þess atóms nokkrum sinnum. Til dæmis, ef þú ert molamassi AgNO₃, myndir þú bæta við súrefnismassa þrisvar sinnum vegna þess að það eru þrjú súrefnisatóm í sameindinni.
7. Reiknið lokastyrkinn. Við höfum massa uppleysts efnis í grömmum og við þekkjum rúmmál próflausnarinnar. Allt sem við verðum að gera núna er að skipta: 0,00438 g NaCl / 0,003 L = 1,46 g NaCl / L
   • Saltmagn sjávar er um það bil 35 g NaCl / L. Fiskabúr okkar er ekki nærri nógu salt fyrir sjávarfiska.

Ábendingar

• Þrátt fyrir að uppleyst og leysir geti verið til í mismunandi ástandi (fast, fljótandi eða gas) þegar það er aðskilið, verður lausnin sem myndast þegar efnið leysist upp í sama ástandi og leysi.
• Ag + 2 HNO3 → AgNO3 + NO2 + H2O
• Notaðu aðeins glært plast eða gler.
• Hér er dæmi um myndband: [1]

Viðvaranir

• Geymið AgNO3 lausnina í lokaðri, dökkri flösku. Það er viðkvæmt fyrir ljósi.
• Vertu varkár þegar þú vinnur með sterkar sýrur eða basa. Gakktu úr skugga um að nægilegt ferskt loft sé í herberginu.
• Notið öryggisgleraugu og hanska.
• Ef þú vilt fá silfrið aftur, athugaðu eftirfarandi: Cu (s) + 2 AgNO3 (aq) → Cu (NO3) 2 + 2 Ag (s) Mundu að (s) þýðir solid.