Beregning af antallet af partikler i en opløsning

O beregning af antallet af partikler i en løsning er et grundlæggende aspekt for os at måle kolligativ effekt (osmoskopi, kryoskopi, ebullioskopi og tonoskopi) forårsaget af tilsætning af et opløst stof til et bestemt opløsningsmiddel.

Jo større mængden af ​​partikler i det opløste stof til stede i løsningen, jo mere intens er den kolligative effekt. Beregningen af ​​antallet af partikler tager hovedsageligt hensyn til arten af ​​det opløste stof, der blev tilsat.

Klassificeringen af ​​en opløst stof i forhold til dens art udføres som følger:

• molekylær opløsningsmiddel

Det er den opløste, der ikke er i stand til at lide fænomenerne dissociation eller ioniseringuanset opløsningsmidlet, hvortil det blev tilsat. Eksempler: glukose, saccharose, ethylenglycol osv.

Da en molekylær opløsningsmiddel ikke ioniserer eller dissocieres, og hvis vi tilsætter 15 molekyler (partikler) af det til opløsningsmidlet, vil vi have 15 opløste molekyler.

• ionisk opløst stof

Det er det opløste stof, der, når det tilsættes til opløsningsmidlet, gennemgår fænomenet ionisering (produktion af kationer og anioner) eller dissociation (frigivelse af kationer og anioner). Eksempler: syrer, baser, salte osv.

Så hvis vi tilføjer 15 molekyler af det til opløsningsmidlet, har vi 15 partikler plus x partikler.

Van't Hoffs korrektionsfaktor

Forsker Van't Hoff udviklede en formel til beregning af korrektionsfaktoren for antallet af partikler af et ionisk opløst stof i en løsning.

i = 1 + α. (q-1)

Være:

• i = Van't Hoff-korrektionsfaktor.

• α = grad af dissociation eller ionisering af det opløste stof;

• q = antal partikler opnået ved dissociation eller ionisering af et opløst stof;

Van't Hoff-korrektionsfaktoren skal bruges til at multiplicere værdien fundet for antal partikler i opløsningen. Så hvis korrektionsfaktoren for eksempel er 1,5, og antallet af opløste partikler i opløsningen er 8.5.10²², vi vil have:

antal reelle partikler af opløst stof i opløsning = 1,5. 8,5.10²²

antal reelle partikler af opløst stof i opløsning = 12.75.10²²

eller

antal reelle partikler af opløst stof i opløsning = 1.275,10²³

Eksempler på beregning af antallet af partikler i en opløsning

Eksempel 1: Beregning af antallet af partikler til stede i en opløsning indeholdende 45 gram saccharose (C₆H₁₂O₆) opløst i 500 ml vand.

Træningsdata:

• Opløste masse = 45 gram;

• Opløsningsmiddelvolumen = 500 ml.

Gør følgende:

1^O Trin: bestemm den molære masse af det opløste stof.

For at bestemme massen af ​​det opløste stof skal du blot multiplicere elementets atommasse med antallet af atomer i det i formlen. Tilføj derefter alle resultaterne.

Kulstof = 12,12 = 144 g / mol
Brint = 1,22 = 22 g / mol
Ilt = 16,11 = 196 g / mol

Molær masse = 144 + 22 + 196
Molær masse = 342 g / mol

2^O Trin: Beregn antallet af partikler ved hjælp af en regel på tre, der involverer antallet af partikler og massen.

For at samle reglen om tre skal vi huske, at massen altid er relateret til Avogadros konstant i en molær masse, som er 6.02.10²³ enheder (f.eks. molekyler eller atomer). Således som saccharose har molekyler, da det er molekylært (dannet af en kovalent binding), skal vi:

342 gram saccharose 6.02.10²³ molekyler
45 gram saccharose x

342.x = 45. 6,02.10²³

x = 270,9.10²³
342

x = 0,79,10²³ molekyler

eller

x = 7.9.10²² molekyler

Eksempel 2: Beregn antallet af partikler, der er til stede i en opløsning, der indeholder 90 gram kaliumcarbonat (K₂CO₃) opløst i 800 ml vand. At vide, at graden af ​​dissociation af dette salt er 60%.

Træningsdata:

• Opløste masse = 90 gram;

• Opløsningsmiddelvolumen = 800 ml;

• α = 60% eller 0,6.

Til bestemme antallet af opløste partikler i den opløsning, Det er interessant, at følgende trin udvikles:

1^O Trin: bestemm den molære masse af det opløste stof.

For at bestemme massen af ​​det opløste stof skal du blot multiplicere elementets atommasse med antallet af atomer i det i formlen. Tilføj derefter alle resultaterne.

Kalium = 39,2 = 78 g / mol
Kulstof = 12,1 = 12 g / mol
Ilt = 16,3 = 48 g / mol

Molær masse = 144 + 22 + 196
Molær masse = 138 g / mol

2^O Trin: beregne antallet af partikler ved hjælp af en regel på tre, der involverer antallet af partikler og masse.

For at samle reglen om tre skal vi huske, at massen altid er relateret til Avogadros konstant i en molær masse, som er 6.02.10²³ enheder (f.eks. ionformel, molekyler eller atomer). Eftersom carbonatet har en ionformel, fordi det er ionisk (dannet af en ionbinding), er vi således nødt til at:

138 gram carbonat 6.02.10²³ molekyler
90 gram carbonat x

138.x = 90. 6,02.10²³

x = 541,8.10²³
138

x = 6.02.10²³ formelioner (partikler)

3^O Trin: beregne antallet af partikler (q) fra saltets dissociation.

I kaliumcarbonat har vi tilstedeværelsen af ​​to kaliumatomer i formlen (K₂) og en enhed af anionen CO₃. Så værdien af ​​q for dette salt er 3.

q = 3

4^O Trin: beregne ud fra Van't Hoff-korrektionsfaktoren.

i = 1 + α. (q-1)

i = 1 + 0,6. (3-1)

i = 1 + 0,6. (2)

i = 1 + 1,2

i = 2.2

5^O Trin:bestem antallet af virkelige partikler til stede i løsningen.

For at bestemme antallet af reelle partikler i denne opløsning skal du blot gange antallet af partikler beregnet i 2^O trin for korrektionsfaktor beregnet i 4^O trin:

y = 6.02.10²³. 2,2

y = 13,244,10²³ partikler

Af mig Diogo Lopes Dias

Kilde: Brasilien skole - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/calculo-numero-particulas-uma-solucao.htm