Efni.

• Skref
• Ráð
• Viðvörun

Í efnafræði, lausn er einsleit blanda af leysi og Leysir leysa upp það leysi. Einbeiting er mælikvarði á magn uppleysts efnis í leysi. Það eru margar ástæður til að reikna út styrk lausnarinnar, en aðferðin er sú sama hvort sem þú þarft að prófa klórmagn þitt í baði eða greina blóðsýni til að bjarga mannslífum. Þessi grein mun veita grunnþekkingu á efnafræði lausna og fylgja nákvæmar leiðbeiningar um mjög algengt hagnýtt forrit - viðhald fiskabúrs.

Skref

Aðferð 1 af 5: Lærðu grunninn að einbeitingu

1. 

   Lærðu orðaforða. Styrkur er hlutfall massans uppleysta hlutans og massa allrar blöndunnar. Til dæmis, ef þú ætlar að leysa upp sykur og edik saman til tilraunar þarftu að reikna út styrk sykurs í blöndunni. Hér að neðan er lýsing á hverjum hluta afleiðingar efnafræðilegs vandamála:
   • Sykur er leysi, það er, innihaldsefnið er leyst upp. Þú ert að mæla styrk leysisins.
   • Edik er Leysir, sem þýðir efnið sem þú leysir upp annað efni í.
   • Eftir að hafa blandað þeim saman verður þú með einn lausn. Til að reikna út styrkinn sem þú þarft til að fá heildarmassa lausnarinnar má finna þetta með því að bæta massi uppleysts og massa leysisins saman.
   • Ef þú manst ekki hvaða leysiefni og hvaða leysiefni mundu þetta dæmi.

2. 

   
   
   Lærðu hvernig á að skrifa styrk. Þar sem það eru mismunandi leiðir til að tjá „massa“ efnis, þá eru líka fleiri en ein leið til að skrifa styrkinn. Þetta eru algengustu:
   • Gram á lítra (g / l). Það er einfaldlega massinn í grömmum af uppleystu efni í tilteknu magni af lausn. Oft notað fyrir leysiefni og fljótandi leysi, svo sem sykur og edik í dæminu hér að ofan.
   • Molastyrkur (M). Fjöldi móls af uppleysta hlutanum deilt með rúmmáli lausnarinnar. Mol er mælieining í efnafræði, notuð til að lýsa fjölda frumeinda eða sameinda efnis.
   • Milljón hlutar (ppm). Fjöldi eininga (venjulega grömm eða milligrömm) uppleysts á hverja milljón eininga lausnar. Venjulega notað í mjög þynntar vatnslausnir.
   • Prósentusamsetning. Fjöldi hluta (venjulega grömm) af uppleystu efni sem er til staðar í hundrað prósent lausn. Hlutfallstáknið þýðir „í 100“, svo þú getur auðveldlega skrifað brotið sem prósentu.
   auglýsing

Aðferð 2 af 5: Reiknið styrkinn í grömmum á lítra

1. 

   
   
   Lærðu hvernig á að beita þessari aðferð. Þetta er gagnleg leið til að mæla styrk þegar þú leysir upp fast efni í vökva og þegar þú gerir útreikninga með tiltölulega stórum lausnum sem auðvelt er að mæla. Ef magn uppleysts er aðeins nokkur milligrömm eða leysirinn er í millilítrum, þá ættir þú að nota aðra aðferð.
   • Dæmi um vandamál: Finndu styrk (grömm á lítra) lausnar sem unnin er úr 3 ml af borðsalti í 2000 ml af vatni. Skrifaðu svar þitt í grömmum / lítra.

2. 

   
   
   Breyttu massa leysisins í grömm. Ef uppleyst leysi (sem er leyst upp í meira magni leysis) hefur verið vegið í grömmum, slepptu þessu skrefi. Ef ekki, verður þú að umbreyta einingunum í grömm. Umbreyting frá massaeiningum (eins og kíló) er einföld ef litið er á viðskiptahlutfallið, en umbreyting frá rúmmálseiningum (eins og lítrar) er flóknara. Hvert efni hefur sinn þéttleika, sem er gildi sem skilgreinir magn efnis sem er í einingarmagni. Flettu upp þessum þéttleika og margföldaðu hann með magngildinu til að fá massann í grömmum, eftir að hafa gengið úr skugga um að einingin passi.
   • Í dæminu hér að ofan er salt uppleyst. Salt er mælt í rúmmálseiningum (ml), svo þú verður að umbreyta því í grömm.
   • Þéttleiki saltsins er 1,15 g / ml. Ef vandamálið gefur ekki þessi gögn ættirðu að fletta því upp í kennslubók eða efnafræðilegum gagnagrunni. Þú verður að finna þéttleika miðað við einingarnar sem þú notar (grömm á lítra), eða umbreyta honum í réttar einingar.
   • Til að finna saltmassann sem er til staðar í 3 ml, reiknið 3 ml × (/ _{1 ml}) = 3,45 grömm af salti.

3. 

   Umreikna leysi gögn í lítra. Leysiefni eru venjulega alltaf mæld í rúmmálseiningum, sem gerir ummyndun alveg einföld. Ef vandamálið er þegar leysilegt í lítrum, farðu í næsta skref.
   • Í dæminu hér að ofan höfum við 2000 ml af vatni svo það verður að breyta í lítra.
   • Hver líter hefur 1000 ml, svo umreiknið með útreikningi (/ _{1000 ml}) x (2000 ml) = 2 lítrar af vatni.
   • Athugaðu að við skipuleggjum einingarbreytinguna þannig að ml eyðileggst (einn fyrir ofan, einn fyrir neðan). Ef þú skrifar sem / _{1 L} x 2000 ml mun gefa tilgangslausa niðurstöðu.

4. 

   Skiptu leysinum með uppleysta efninu. Nú þegar við höfum þyngdina í grömmum af uppleystu efni og rúmmálið í lítrum af leysi, finnur þú auðveldlega styrk g / L með því að deila:
   • Í dæminu hér að ofan, / _{2 lítrar af vatni} = 1.725 g / L saltstyrkur.

5. 

   Breyttu formúlu til að reikna stóra leysi. Fræðilega séð ættum við að reikna styrkinn eftir rúmmáli allrar lausnarinnar, það er að bæta rúmmáli uppleysts og leysis saman. Þegar lítið magn af föstu efni er leyst upp í mikið magn af vökva er mismunur á rúmmáli hverfandi svo að þú getur hunsað uppleystu rúmmálið og aðeins notað leysirúmmálið, eins og áður var gert. Ef uppleyst magn er nógu stórt til að breyta heildarmagninu verulega þarftu að breyta formúlunni í (g uppleyst efni) / (L uppleyst + L leysi).
   • Í dæminu hér að ofan, / (_{2 lítrar af vatni} + 0,003 L salt) = 1.722 g / l.
   • Munurinn á þessari niðurstöðu og upphaflegri niðurstöðu er aðeins 0,003 g / L. Þetta er mjög lítið frávik og næstum minna en nákvæmni mælitækjanna.
   auglýsing

Aðferð 3 af 5: Reiknið styrkinn í prósentum eða á milljón

1. 

   Lærðu hvernig á að beita þessari aðferð. Notaðu þessa aðferð ef vandamálið biður um að finna „prósentuinnihald“ eða „massahlutfall“. Í efnafræði hefurðu venjulega mestar áhyggjur af massa efnisins. Þegar þú veist massa uppleysts og leysis geturðu fundið hlutfall uppleystra hlutfalla tiltölulega auðveldlega með því að bera saman massana tvo.
   • Dæmi um vandamál: Leysið 10 g af súkkulaðidufti í 1,2 lítra af heitu vatni. Reiknið fyrst hlutfall af þyngd súkkulaðis í lausn. Skrifaðu síðan niðurstöðuna í hlutum á hverja milljón.

2. 

   Umreikna tölur í grömm. Ef einhverjar tölur eru gefnar upp í rúmmálseiningum (eins og lítrar eða millilítrar) þarftu að umbreyta þeim í massaeiningar í grömmum. Þar sem hvert efni hefur sérþyngd (massi miðað við rúmmál) verður þú að finna sérstöðu þess áður en þú finnur massa:
   • Flettu upp þéttleika efnisins í kennslubók eða flettu upp á netinu. Breyttu þessum þéttleika í ofangreint gramm (rúmmálseiningin sem notuð er í vandamálinu) ef gögnin sem fundust eru ekki við hæfi. Margfaldaðu þéttleikann með rúmmáli efnisins og þú færð massa í grömmum.
   • Til dæmis: Þú ert með 1,2 lítra af vatni. Þéttleiki vatns er 1000 grömm á lítra, svo reiknið (/ _{1 L}) x 1,2 L = 1200 g.
   • Þar sem súkkulaðimassinn hefur verið gefinn í grömmum, er engin þörf á að breyta honum.

3. 

   Reiknið hlutfallið. Þegar þú hefur bæði uppleysta massann og leysinn í grömmum skaltu nota þessa formúlu til að reikna hlutfallið: (/ (_{grömm af uppleystu efni + grömm af leysi})) x 100.
   • Þú ert með 10 grömm af súkkulaði og þú hefur komist að því að vatn er 1200 grömm. Lausnin öll (uppleyst + leysir) hefur þyngd 10 + 1200 = 1210 grömm.
   • Styrkur súkkulaðis í heilri lausn = / _{(1210 grömm af lausn)} = 0,00826
   • Margfaldaðu þetta gildi með 100 til að fá prósentuna: 0,00826 x 100 = 0,826, svo að það er það blanda af 0,826% súkkulaði.

4. 

   Reiknið innihaldsefni á hverja milljón. Við höfum nú þegar „prósent“ þannig að hlutar á hverja milljón eru reiknaðir á nákvæmlega sama hátt. Formúlan er (/ (_{grömm af uppleystu efni + grömm af leysi})) x 1.000.000. Þessi formúla er endurskrifuð í stærðfræðirituninni (/ (_{grömm af uppleystu efni + grömm af leysi})) x 10.
   • Í dæminu hér að ofan, / _{(1210 grömm af lausn)} = 0,00826.
   • 0,00826 x 10 = 8260 ppm súkkulaði.
   • Venjulega eru milljón hlutar notaðir til að mæla mjög litla styrk vegna þess að það er óþægilegt að skrifa í prósentum. Til hægðarauka notum við líka sama dæmið.
   auglýsing

Aðferð 4 af 5: Reiknið mólstyrk

1. 

   Hvað þarftu að hafa til að beita þessari aðferð? Til að reikna mólstyrkinn verður þú að vita hve mörg mól af uppleysta efninu eru, en þú getur fundið þessa tölu auðveldlega ef þú þekkir uppleysta massann og efnaformúlu þess. Ef þú hefur ekki allar þessar upplýsingar eða hefur ekki lært hugtakið „mol“ í efnafræði, notaðu aðra aðferð.
   • Dæmi um vandamál: Hver er molastig lausnar sem er útbúin með því að leysa 25 grömm af kalíumhýdroxíði í 400 ml af vatni?
   • Ef massi leysins er gefinn upp í öðrum einingum en grömmum verður þú fyrst að umbreyta honum í grömm.

2. 

   Reiknið molamassa uppleysta efnisins. Hvert efnaefni hefur þekktan „molamassa“, massa einnar móls þess frumefnis. Mólmassi hefur sama gildi og atómmassinn í reglulegu frumefni, venjulega undir efnatákninu og heiti hvers frumefnis. Bættu einfaldlega við molamassa innihaldsefnanna sem mynda leysinn til að finna molamassa leysisins.
   • Í dæminu hér að ofan er notað kalíumhýdroxíð sem uppleyst. Flettu þessu efni upp í kennslubók eða í efnaformúlu gagnagrunninum eftir efnaformúlu kalíumhýdroxíðs: KOH.
   • Notaðu lotukerfið eða skjöl á netinu til að finna atómmassa frumefnisins: K = 39,0; O = 16,0; H = 1.0.
   • Bættu atómmassanum saman og skrifaðu „g / mol“ eininguna á eftir til að fá mólmassann. 39 + 16 + 1 = 56 g / mól.
   • Fyrir sameindir með fleiri en eina tegund atóms skaltu bæta við atómmassa hverrar tegundar atóms. Til dæmis H₂O hefur mólmassa 1 + 1 + 16 = 18 g / mól.

3. 

   Reiknið fjölda mola af uppleystu efni. Þegar þú hefur molamassa (g / mol) geturðu umbreytt milli grömm og mol. Þú veist nú þegar massa leysisins í grömmum, svo þú getur breytt honum á eftirfarandi hátt (massi massans í grömmum) x (/ _mólmassi) til að fá niðurstöðu í mólum.
   • Í dæminu hér að ofan, þar sem þú ert með 25 grömm af efni með molamassa 56 g / mól, reiknaðu sem hér segir 25g x (/ _{56g / mól}) = um það bil 0,45 mól KOH í lausn.

4. 

   Skiptu lausnarrúmmálinu í lítrum til að finna mólstyrkinn. Molastyrkur er skilgreindur sem hlutfall fjölda mola af uppleystu efni og fjölda lítra af lausn. Breyttu lausnarrúmmálinu í lítra ef nauðsyn krefur og framkvæmdu síðan útreikninginn.
   • Í þessu dæmi höfum við 400 ml af vatni svo þetta væri 0,4 lítrar.
   • Molastyrkur KOH í lausn er / _0,4L = 1.125 M. (Þú færð nákvæmari niðurstöður með reiknivél og ekki hringja neinar tölur fyrr en á síðasta skrefi.)
   • Venjulega er hægt að hunsa uppleyst rúmmál vegna þess að það breytir ekki magni leysisins. Ef þú leysir upp magn af uppleystu magni sem er nógu stórt til að breyta magni verulega skaltu mæla rúmmál endanlegrar lausnar og nota þá breytu.
   auglýsing

Aðferð 5 af 5: Títrun til að reikna út styrk lausnarinnar

1. 

   Vita hvenær á að títa. 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 verður þú að búa til efnahvörf milli leysisins og annars hvarfefnis (venjulega einnig leyst upp í fljótandi lausn). Þar sem þú veist nákvæmlega magn annars hvarfefnisins og þekkir efnajöfnuna á hvarfinu á milli þess efnis og uppleysta efnisins, getur þú reiknað út magn uppleysta efnisins með því að ákvarða magn hvarfefnis sem á að bæta við lausnina fyrst. þegar viðbrögð við uppleyst efni eru búin.
   • Þannig er aðlögun mjög góð aðferð til að reikna styrk lausnarinnar þegar þú veist ekki hver upphafleg uppleyst magn er.
   • Ef vitað er um massa uppleysts í lausn er ekki þörf á aðlögun - ákvarðaðu einfaldlega rúmmál lausnarinnar og reiknaðu styrkinn eins og sýnt er í fyrsta hluta.

2. 

   Undirbúið títrunarhljóðfærið. Til að títra nákvæmlega verður þú að hafa hrein, nákvæm og fagleg efnafræðitæki. Í aðlögunarstöðu skaltu setja Erlen-flöskuna undir burette-rörið sem er fest á klemmuna. Þjórfé burette rörsins ætti að hvíla í hálsi flöskunnar án þess að snerta vegginn á kolbunni.
   • Gakktu úr skugga um að allur búnaður hafi verið hreinsaður áður, skolið með afjónuðu vatni og látið þorna.

3. 

   Hellið lausninni í flöskum og rörum. Mælið nákvæmlega lítið magn af lausn af óþekktum styrk. Þegar uppleyst uppleyst er dreifist það jafnt um lausnina, þannig að styrkur þessarar litlu sýnislausnar verður sá sami og upphaflega lausnin. Fylltu burette rörið með þekktum styrk lausnar sem mun bregðast við lausninni þinni. Skráðu nákvæmlega rúmmál lausnarinnar í burette rörinu - þú dregur lokamagnið til að finna heildarmagnið sem notað er í þessum viðbrögðum.
   • Athugið: Ef viðbrögðin milli lausnarinnar í burettrörinu og lausnarinnar í flöskunni með óþekktan styrk sýna engin augljós merki um viðbrögð, þá þarftu að bæta við vísir í krukkuna. Í efnafræði er vísir efnafræðilegt sem breytir lit lausnarinnar þegar hvarfið nær samsvarandi eða endapunkti. Vísar sem notaðir eru við títrun eru venjulega súrir og framleiða enduroxunarviðbrögð, en það eru margar aðrar tegundir vísbendinga. Leitaðu til efnafræðibókarinnar eða bókmennta á netinu til að finna réttu vísbendingar fyrir viðbrögðin.

4. 

   Byrjaðu títrunina. Bætið lausninni rólega úr burette rörinu (kallað „títrunarlausnin“) í flöskuna. Notaðu segulhræru eða glerstöng til að blanda lausninni meðan á viðbrögðunum stendur. Ef viðbrögðin í lausninni eru sýnileg sjáðu merki eins og litabreytingu, loftbólur, búa til nýja vöru osfrv. Ef þú notar vísbending birtist litaður geisli þegar slepptu lausninni frá burette rörinu að kolbunni.
   • Ef viðbrögðin hafa í för með sér breytingu á sýrustigi eða möguleika, getur þú dýft sýrustigspappír eða potentiometer í flöskuna til að fylgjast með hvarfinu.
   • Til að fá nákvæmari títrun þarftu að fylgjast með sýrustigi og möguleikum eins og getið er, skráðu aflestur eftir að hafa bætt títrantinn í föstum smáum þrepum. Settu upp sýrustig eða möguleika með magni títrans sem bætt er við. Þú munt sjá að grafhalla breytist mjög hratt við jafngildispunkt viðbragðsins.

5. 

   Minnkaðu títrunarhraðann. Þegar viðbrögðin nálgast endapunktinn skaltu minnka títrunarhraða drop fyrir drop í hvert skipti. Ef þú notar vísbendingu geta lituðu geislarnir birst lengur. Haltu áfram eins hægt og mögulegt er þar til síðasti dropinn veldur því að viðbrögðin hætta nákvæmlega þar. Hvað vísirinn varðar verður þú að taka eftir fyrstu langvarandi litabreytingunni í viðbrögðunum.
   • Taktu upp lokabindi í burette rörinu. Með því að draga þetta frá rúmmáli upphaflegu lausnarinnar í burette rörinu geturðu fundið nákvæmlega rúmmál títrunarlausnarinnar sem notuð er.

6. 

   Reiknið massa leysisins í lausninni. Notaðu efnajöfnuna fyrir viðbrögðin milli títrans og lausnarinnar til að finna fjölda móls af uppleystu efni í flöskunni. Eftir að þú hefur fundið fjölda mólanna af uppleystu hlutanum deilirðu með lausnarrúmmálinu í flöskunni til að finna mólstyrk lausnarinnar, eða breytir fjölda mólanna í grömm og deilir með rúmmáli lausnarinnar til að finna styrkinn í g / L. . Þetta krefst þess að þú hafir grunnþekkingu á skammtafræði.
   • Segjum til dæmis að við notum 25 ml af 0,5M NaOH til að títra HCl lausnina og vatnið að jafngildum punkti. HCl lausnin hefur 60 ml rúmmál áður en aðlögunin er gerð. Hve mörg mól af HCl eru í lausn?
   • Lítum fyrst á efnajöfnuna fyrir viðbrögðin milli NaOH og HCl: NaOH + HCl> H₂O + NaCl.
   • Í þessu tilfelli hvarfast eitt mól af NaOH við eitt mól af HCl til að framleiða vöruna (vatn og NaCl). Þar sem þú bætir aðeins við nægilega miklu NaOH til að hlutleysa allan HCl, þá er fjöldi mólna af NaOH sem notaður er í hvarfinu sá sami og fjöldi mól af HCl í flöskunni.
   • Finndu massa NaOH í mólum. 25 ml NaOH = 0,025 L NaOH x (0,5 mól NaOH / 1 L) = 0,0125 mól NaOH.
   • Þar sem við höfum ályktað af hvarfjöfnunni að fjöldi mólna af NaOH sem notaður er = fjöldi mól af HCl í lausn, getum við dregið þá ályktun að það séu 0,0125 mól af HCl í lausn.

7. 

   Reiknaðu styrk lausnarinnar. Nú þegar við þekkjum massa leysisins í lausninni verður auðvelt að finna mólstyrkinn. Deildu fjölda móls af uppleystu upplausn í rúmmál próflausnar (eru ekki rúmmál stóru lausnarinnar sem þú ert að taka sýni úr). Niðurstaðan er mólstyrkur lausnarinnar!
   • Til að finna mólstyrkinn fyrir dæmið hér að ofan, deilið einfaldlega fjölda mól af HCl með rúmmáli lausnarinnar í kolbunni. 0,0125 mól HCl x (1 / 0,060 L) = 0,208 M HCl.
   • Til að umbreyta mólstyrk í g / l, ppm eða prósentu verður þú að umbreyta mólfjölda uppleysts efnis í massa (notaðu mólmassa uppleysta blöndunnar). Fyrir ppm og prósentur verður þú einnig að umbreyta rúmmáli lausnarinnar í massa (nota umbreytingarstuðul eins og þéttleika eða einfaldlega vega) og margfalda síðan með 10 eða 10, í sömu röð. með ppm og prósentum.
   auglýsing

Ráð

• Þrátt fyrir að leysiefni og leysiefni geti verið til á mismunandi formi efnis (fast, fljótandi, gas) þegar það er aðskilið, mun lausnin sem myndast eftir að leysa leysinn í leysinum hefur sömu eðlisfræðilegu mynd. Leysir.
• Notaðu aðeins plast eða glervörur við títrun.

Viðvörun

• Notaðu gleraugu og hanska meðan á aðlögun stendur.
• Vertu varkár þegar þú vinnur með sterkar sýrur. Prófaðu í gufuhettu þegar það er eitrað eða úti.