Izračunavanje broja čestica u otopini

O proračun broja čestica u rješenju je temeljni aspekt za nas za mjerenje koligativni učinak (osmoskopija, krioskopija, ebulioskopija i tonoskopija) uzrokovane dodavanjem otopljene tvari u određeno otapalo.

Što je veći količina čestica u otopljenoj supstanci prisutan u otopini, to je intenzivniji koligacijski učinak. Izračun broja čestica uglavnom uzima u obzir prirodu otopljene tvari koja je dodana.

Razvrstavanje otopljene tvari u odnosu na njezinu prirodu provodi se na sljedeći način:

• molekularna otopljena tvar

To je otopljena tvar nesposobna da pati od pojava disocijacija ili ionizacija, bez obzira na otapalo kojem je dodano. Primjeri: glukoza, saharoza, etilen glikol itd.

Dakle, kako se molekularna otopljena tvar ne ionizira ili disocira, ako u otapalo dodamo 15 molekula (čestica), imat ćemo 15 otopljenih molekula.

• ionska otopljena tvar

To je otopljena supstanca koja, kada se doda otapalu, prolazi kroz pojavu ionizacije (stvaranje kationa i aniona) ili disocijacije (oslobađanje kationa i aniona). Primjeri: kiseline, baze, soli itd.

Dakle, ako otapalu dodamo 15 njegovih molekula, imamo 15 čestica plus x čestica.

Van't Hoffov korekcijski faktor

Znanstvenik Van't Hoff razvio je formulu za izračunavanje faktora korekcije za broj čestica ionske otopljene tvari u otopini.

i = 1 + α. (q-1)

Biće:

• i = Van't Hoffov korekcijski faktor.

• α = stupanj disocijacije ili ionizacije otopljene tvari;

• q = broj čestica dobivenih disocijacijom ili ionizacijom otopljene tvari;

Van't Hoffov korekcijski faktor mora se koristiti za množenje vrijednosti pronađene za broj čestica u otopini. Dakle, ako je, na primjer, korekcijski faktor 1,5, a broj čestica otopljene tvari u otopini 8,5,10²², imat ćemo:

broj stvarnih čestica otopljene tvari u otopini = 1,5. 8,5.10²²

broj stvarnih čestica otopljene tvari u otopini = 12.75.10²²

ili

broj stvarnih čestica otopljene tvari u otopini = 1.275,10²³

Primjeri izračuna broja čestica u otopini

Primjer 1: Proračun broja čestica prisutnih u otopini koja sadrži 45 grama saharoze (C₆H₁₂O₆) otopljen u 500 ml vode.

Podaci o vježbi:

• Masa otopljene tvari = 45 grama;

• Zapremina otapala = 500 ml.

Učinite sljedeće:

1^O Korak: odrediti molarnu masu otopljene tvari.

Da biste odredili masu otopljene tvari, samo pomnožite atomsku masu elementa s brojem atoma u njemu u formuli. Zatim zbrojite sve rezultate.

Ugljik = 12,12 = 144 g / mol
Vodik = 1,22 = 22 g / mol
Kisik = 16,11 = 196 g / mol

Molarna masa = 144 + 22 + 196
Molarna masa = 342 g / mol

2^O Korak: Izračunajte broj čestica koristeći pravilo tri koja uključuje broj čestica i masu.

Da bismo sastavili pravilo tri, moramo imati na umu da je u molarnoj masi masa uvijek povezana s Avogadrovom konstantom, koja je 6.02.10.²³ entiteti (molekule ili atomi, na primjer). Dakle, kako saharoza ima molekule, ona je molekularna (nastala je kovalentnom vezom), moramo:

342 grama saharoze6.02.10²³ molekule
45 grama saharoze x

342.x = 45. 6,02.10²³

x = 270,9.10²³
342

x = 0,79,10²³ molekule

ili

x = 7.9.10²² molekule

Primjer 2: Izračunajte broj čestica prisutnih u otopini koja sadrži 90 grama kalijevog karbonata (K₂CO₃) otopljena u 800 ml vode. Znajući da je stupanj disocijacije ove soli 60%.

Podaci o vježbi:

• Masa otopljene tvari = 90 grama;

• Volumen otapala = 800 ml;

• α = 60% ili 0,6.

Za odrediti broj čestica otopljene tvari u toj otopini, zanimljivo je da se razvijaju sljedeći koraci:

1^O Korak: odrediti molarnu masu otopljene tvari.

Da biste odredili masu otopljene tvari, samo pomnožite atomsku masu elementa s brojem atoma u njemu u formuli. Zatim zbrojite sve rezultate.

Kalij = 39,2 = 78 g / mol
Ugljik = 12,1 = 12 g / mol
Kisik = 16,3 = 48 g / mol

Molarna masa = 144 + 22 + 196
Molarna masa = 138 g / mol

2^O Korak: izračunajte broj čestica koristeći pravilo tri koja uključuje broj čestica i masu.

Da bismo sastavili pravilo tri, moramo imati na umu da je u molarnoj masi masa uvijek povezana s Avogadrovom konstantom, koja je 6.02.10.²³ entiteti (ionska formula, molekule ili atomi, na primjer). Dakle, kako karbonat ima ionsku formulu jer je ionski (nastao ionskom vezom), moramo:

138 grama karbonata 6.02.10²³ molekule
90 grama karbonata x

138.x = 90. 6,02.10²³

x = 541,8.10²³
138

x = 6.02.10²³ ioni formule (čestice)

3^O Korak: izračunajte broj čestica (q) iz disocijacije soli.

U kalijevom karbonatu imamo dva atoma kalija u formuli (K₂) i jedinica aniona CO₃. Dakle, vrijednost q za ovu sol je 3.

q = 3

4^O Korak: izračunati iz Van't Hoffova korekcijskog faktora.

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 Korak:odrediti broj stvarnih čestica prisutna u otopini.

Da biste odredili broj stvarnih čestica u ovoj otopini, jednostavno pomnožite broj čestica izračunatih u 2^O korak po korekcijski faktor izračunat u 4^O korak:

y = 6.02.10²³. 2,2

y = 13.244,10²³ čestice

Ja, Diogo Lopes Dias

Izvor: Brazil škola - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/calculo-numero-particulas-uma-solucao.htm