כותרת הנפח של תמיסה כימית. כותרת בנפח

בתוך הטקסט "כותרת או אחוז המוני"ראינו כיצד לחשב את היחס בין מסת המומס למסת התמיסה, לפתרונות מוצקים, נוזליים וגזיים. אולם בטקסט זה נראה כי ניתן גם לחשב את הכותרת מבחינת נפח, לפתרונות עם רכיבים נוזליים או גזיים.

ניתן לחשב את הכותרת בנפח על ידי הביטוי:

שקול כדוגמה תמיסה מימית של אלכוהול אתילי המשמש כחומר חיטוי ומחטא, שהיה הוכן על ידי הוספת 70 מ"ל של אלכוהול טהור למספיק מים כדי להכין נפח של 100 מ"ל פִּתָרוֹן. אז יש לנו:

τ = 70 מ"ל = 0,7
100 מ"ל

אנחנו יכולים לבטא את הכותרת גם באחוזים, פשוט להכפיל את התוצאה ב 100%. כך שבמקרה זה יש לנו תמיסת אלכוהול אתילית של 70%, כלומר מתוך כל 100 יחידות נפח של התמיסה, 70 יחידות נפח הן אלכוהול.

במקרה שלהלן, יש לנו פתרון של 70% אלכוהול אתילי בנפח של 250 מ"ל; כלומר 175 מ"ל הם אלכוהול, על פי החישובים:

100 מ"ל 70 מ"ל אלכוהול
250 מ"ל x
x = 70. 250
100

X = 175 מ"ל אלכוהול

עם זאת, איננו יכולים לומר שבמקרה זה יש לנו 75 מ"ל (250-175) מים. בניגוד לכותרת המסה, בה אנו יכולים להוסיף את מסת הממיס למסת המומס כדי למצוא את מסת התמיסה, לא ניתן לעשות זאת ביחס לכותרת הנפח.

משמעות הדבר היא כי נפח התמיסה אינו שווה לסכום נפח הממס ונפח המומס (אם כי לעיתים קרובות ההבדל יכול להיחשב זניח). הסיבה לכך היא שהכוחות הבין-מולקולריים הקיימים בנוזלים אלה משפיעים על הנפח הסופי.

במקרה של הפתרון הנ"ל, של אלכוהול אתילי, למשל, כאשר אנו מערבבים אלכוהול עם מים, יש כיווץ של נפח התמיסה הכולל; כלומר, הנפח הסופי יהיה קטן יותר מאשר אם הוספנו את נפח האלכוהול והמים בלבד. הסיבה לכך היא שמולקולות האלכוהול יוצרות קשרים או קשרי מימן עם מולקולות המים, ומצמצמות את הרווחים ביניהן.

לכן, במקרה זה ובמקרים אחרים, יש למדוד את נפח התמיסה באופן ניסיוני כאשר הוא אינו מסופק בתרגיל.

אחוז הנפח נמצא בשימוש נרחב במקרים של משקאות אלכוהוליים ואלכוהול מסחרי, כאמור לעיל. ראה שני יישומים חשובים של חישוב זה:

• נשימה: מכשיר הנשמה מודד את ריכוז האלכוהול האתילי בדם, ובברזיל אסור לכל אדם לנהוג בכל סוג של כלי רכב עם אחוז אלכוהול בדם הנמוך או יותר 0.1% בנפח. לאדם עם אחוז אלכוהול זה יש לכל ליטר דם 1 מ"ל אלכוהול, כפי שמוצג בחישובים הבאים:

τ_v%=ו₁. 100%
v

0,1 % = ו₁. 100%
1 ליטר

ו₁ = 0,1% → V₁ = 0.001 ליטר = 1 מ"ל
100%

• תכולת אתנול בבנזין: בברזיל, הבנזין מוסדר על ידי תוספת אתנול. אולם תכולת האתנול בבנזין חייבת להיות לכל היותר 24% מהנפח של אלכוהול נטול מים (מכיוון שבנזין חייב להיות נטול מים). ככל שמוסיפים יותר אתנול לבנזין, כך צבע הדלק נעשה בהיר יותר וצפיפותו עולה.

מאת ג'ניפר פוגאצה
בוגר כימיה

מָקוֹר: בית ספר ברזיל - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/titulo-volume-uma-solucao-quimica.htm