О изчисляване на броя на частиците в решение е основен аспект за измерване на колигативен ефект (осмоскопия, криоскопия, ебулиоскопия и тоноскопия), причинени от добавянето на разтворено вещество към определен разтворител.
Колкото по-голям е количество частици в разтвореното вещество присъства в разтвора, толкова по-интензивен е колигативният ефект. Изчисляването на броя на частиците отчита главно естеството на добавеното разтворено вещество.
Класификацията на разтвореното вещество по отношение на неговата природа се извършва, както следва:
молекулно разтворено вещество
Това е разтвореното вещество, неспособно да страда от явленията на дисоциация или йонизация, независимо от разтворителя, към който е добавен. Примери: глюкоза, захароза, етилен гликол и др.
По този начин, тъй като молекулното разтворено вещество не се йонизира или дисоциира, ако добавим 15 молекули (частици) от него към разтворителя, ще имаме 15 разтворени молекули.
йонно разтворено вещество
Това е разтвореното вещество, което, когато се добави към разтворителя, претърпява явлението йонизация (образуване на катиони и аниони) или дисоциация (освобождаване на катиони и аниони). Примери: киселини, основи, соли и др.
Така че, ако добавим 15 молекули от него към разтворителя, имаме 15 частици плюс х частици.
Корекционен фактор на Вант Хоф
Ученият Van't Hoff разработи формула за изчисляване на корекционния фактор за брой частици на йонно разтворено вещество в разтвор.
i = 1 + α. (q-1)
Същество:
i = коефициент на корекция на Van't Hoff.
α = степен на дисоциация или йонизация на разтвореното вещество;
q = брой частици, получени от дисоциация или йонизация на разтворено вещество;
Корекционният коефициент на Van't Hoff трябва да се използва за умножаване на намерената стойност за брой частици в разтвора. Така че, ако например корекционният коефициент е 1,5 и броят на частиците от разтвореното вещество в разтвора е 8,5,1022, ще имаме:
брой истински частици разтворено вещество в разтвор = 1,5. 8,5.1022
брой реални частици разтворено вещество в разтвор = 12.75.1022
или
брой реални частици разтворено вещество в разтвор = 1,275.1023
Примери за изчисляване на броя на частиците в разтвор
Пример 1: Изчисляване на броя на частиците, присъстващи в разтвор, съдържащ 45 грама захароза (C6Н12О6) разтворени в 500 ml вода.
Данни за упражнения:
Маса на разтвореното вещество = 45 грама;
Обем на разтворителя = 500 ml.
Направете следното:
1О Стъпка: определят моларната маса на разтвореното вещество.
За да определите масата на разтвореното вещество, просто умножете атомната маса на елемента по броя на атомите в него във формулата. След това добавете всички резултати.
Въглерод = 12,12 = 144 g / mol
Водород = 1,22 = 22 g / mol
Кислород = 16,11 = 196 g / mol
Моларна маса = 144 + 22 + 196
Моларна маса = 342 g / mol
2О Стъпка: Изчислете броя на частиците, като използвате правило от три, включващо броя на частиците и масата.
За да съберем правилото на три, трябва да помним, че в моларна маса масата винаги е свързана с константата на Авогадро, която е 6.02.1023 образувания (молекули или атоми например). По този начин, тъй като захарозата има молекули, тъй като тя е молекулярна (образувана от ковалентна връзка), трябва да:
342 грама захароза 6.02.1023 молекули
45 грама захароза х
342.x = 45. 6,02.1023
x = 270,9.1023
342
x = 0,79,1023 молекули
или
x = 7.9.1022 молекули
Пример 2: Изчислете броя на частиците, присъстващи в разтвор, който съдържа 90 грама калиев карбонат (К2CO3) разтворени в 800 ml вода. Знаейки, че степента на дисоциация на тази сол е 60%.
Данни за упражнения:
Маса на разтвореното вещество = 90 грама;
Обем на разтворителя = 800 ml;
α = 60% или 0,6.
За определят броя на разтворените частици в този разтвор, интересно е, че се разработват следните стъпки:
1О Стъпка: определят моларната маса на разтвореното вещество.
За да определите масата на разтвореното вещество, просто умножете атомната маса на елемента по броя на атомите в него във формулата. След това добавете всички резултати.
Калий = 39,2 = 78 g / mol
Въглерод = 12,1 = 12 g / mol
Кислород = 16,3 = 48 g / mol
Моларна маса = 144 + 22 + 196
Моларна маса = 138 g / mol
2О Стъпка: изчислете броя на частиците, като използвате правило от три, включващо броя на частиците и масата.
За да съберем правилото на три, трябва да помним, че в моларна маса масата винаги е свързана с константата на Авогадро, която е 6.02.1023 образувания (йон-формула, молекули или атоми например). По този начин, тъй като карбонатът има йонна формула, тъй като е йонен (образуван от йонна връзка), трябва да:
138 грама карбонат 6.02.1023 молекули
90 грама карбонат х
138.x = 90. 6,02.1023
x = 541,8.1023
138
x = 6.02.1023 формулни йони (частици)
3О Стъпка: изчислява се броят на частиците (q) от дисоциацията на солта.
В калиевия карбонат във формулата имаме два калиеви атома (К2) и единица анион CO3. Значението на q за тази сол е 3.
q = 3
4О Стъпка: изчислете от корекционния коефициент на Van't Hoff.
i = 1 + α. (q-1)
i = 1 + 0,6. (3-1)
i = 1 + 0,6. (2)
i = 1 + 1.2
i = 2.2
5О Стъпка:определят броя на реалните частици присъства в разтвора.
За да определите броя на реалните частици в този разтвор, просто умножете броя на частиците, изчислен в 2О стъпка по корекционен коефициент, изчислен в 4О стъпка:
у = 6.02.1023. 2,2
у = 13 244,1023 частици
От мен Диого Лопес Диас
Източник: Бразилско училище - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/calculo-numero-particulas-uma-solucao.htm
