Het aantal deeltjes in een oplossing berekenen

O het aantal deeltjes berekenen in een oplossing is voor ons een fundamenteel aspect om de colligatief effect (osmoscopy, cryoscopie, ebullioscopie en tonoscopie) veroorzaakt door de toevoeging van een opgeloste stof aan een bepaald oplosmiddel.

Hoe groter de hoeveelheid deeltjes in de opgeloste stof aanwezig in de oplossing, hoe intenser het colligatieve effect. De berekening van het aantal deeltjes houdt voornamelijk rekening met de aard van de opgeloste stof die is toegevoegd.

De classificatie van een opgeloste stof in relatie tot zijn aard wordt als volgt uitgevoerd:

• moleculaire opgeloste stof

Het is de opgeloste stof die niet in staat is om de verschijnselen van dissociatie of ionisatie, ongeacht het oplosmiddel waaraan het is toegevoegd. Voorbeelden: glucose, sucrose, ethyleenglycol enz.

Dus, aangezien een moleculaire opgeloste stof niet ioniseert of dissociëert, als we 15 moleculen (deeltjes) ervan aan het oplosmiddel toevoegen, zullen we 15 opgeloste moleculen hebben.

• ionische opgeloste stof

Het is de opgeloste stof die, wanneer toegevoegd aan het oplosmiddel, het fenomeen van ionisatie (productie van kationen en anionen) of dissociatie (afgifte van kationen en anionen) ondergaat. Voorbeelden: zuren, basen, zouten, enz.

Dus als we 15 moleculen ervan toevoegen aan het oplosmiddel, hebben we 15 deeltjes plus x deeltjes.

Van't Hoff-correctiefactor

Wetenschapper Van't Hoff ontwikkelde een formule om de correctiefactor te berekenen voor: aantal deeltjes van een ionische opgeloste stof in een oplossing.

ik = 1 + .(q-1)

Wezen:

• i = Van't Hoff-correctiefactor.

• α = mate van dissociatie of ionisatie van de opgeloste stof;

• q = aantal deeltjes verkregen door dissociatie of ionisatie van een opgeloste stof;

De Van't Hoff-correctiefactor moet worden gebruikt om de gevonden waarde voor de aantal deeltjes in de oplossing. Dus als bijvoorbeeld de correctiefactor 1,5 is en het aantal deeltjes van de opgeloste stof in de oplossing is 8,5,10²², we zullen hebben:

aantal echte deeltjes opgeloste stof in oplossing = 1,5. 8,5.10²²

aantal echte deeltjes opgeloste stof in oplossing = 12.75.10²²

of

aantal echte deeltjes opgeloste stof in oplossing = 1,275,10²³

Voorbeelden van het berekenen van het aantal deeltjes in een oplossing

Voorbeeld 1: Berekening van het aantal deeltjes dat aanwezig is in een oplossing met 45 gram sucrose (C₆H₁₂O₆) opgelost in 500 ml water.

Oefening gegevens:

• Opgeloste massa = 45 gram;

• Oplosmiddelvolume = 500 ml.

Doe het volgende:

1^O Stap: bepaal de molaire massa van de opgeloste stof.

Om de massa van de opgeloste stof te bepalen, vermenigvuldigt u gewoon de atomaire massa van het element met het aantal atomen erin in de formule. Tel vervolgens alle resultaten bij elkaar op.

Koolstof = 12,12 = 144 g/mol
Waterstof = 1,22 = 22 g/mol
Zuurstof = 16,11 = 196 g/mol

Molaire massa =144 + 22 + 196
Molaire massa = 342 g/mol

2^O Stap: Bereken het aantal deeltjes met behulp van een regel van drie met betrekking tot het aantal deeltjes en de massa.

Niet stoppen nu... Er is meer na de reclame ;)

Om de regel van drie samen te stellen, moeten we onthouden dat in een molaire massa de massa altijd gerelateerd is aan de constante van Avogadro, die 6,02,10 is.²³ entiteiten (bijvoorbeeld moleculen of atomen). Dus, aangezien sucrose moleculen heeft, omdat het moleculair is (gevormd door een covalente binding), moeten we:

342 gram sucrose6.02.10²³ moleculen
45 gram sucrose x

342.x = 45. 6,02.10²³

x = 270,9.10²³
342

x = 0.79.10²³ moleculen

of

x = 7.9.10²² moleculen

Voorbeeld 2: Bereken het aantal deeltjes dat aanwezig is in een oplossing die 90 gram kaliumcarbonaat bevat (K₂CO₃) opgelost in 800 ml water. Wetende dat de dissociatiegraad van dit zout 60% is.

Oefening gegevens:

• Opgeloste massa = 90 gram;

• Oplosmiddelvolume = 800 ml;

• α = 60% of 0,6.

Voor bepaal het aantal opgeloste deeltjes in die oplossing, het is interessant dat de volgende stappen worden ontwikkeld:

1^O Stap: bepaal de molaire massa van de opgeloste stof.

Om de massa van de opgeloste stof te bepalen, vermenigvuldigt u gewoon de atomaire massa van het element met het aantal atomen erin in de formule. Tel vervolgens alle resultaten bij elkaar op.

Kalium = 39,2 = 78 g/mol
Koolstof = 12,1 = 12 g/mol
Zuurstof = 16,3 = 48 g/mol

Molaire massa =144 + 22 + 196
Molaire massa = 138 g/mol

2^O Stap: bereken het aantal deeltjes met behulp van een regel van drie met betrekking tot het aantal deeltjes en de massa.

Om de regel van drie samen te stellen, moeten we onthouden dat in een molaire massa de massa altijd gerelateerd is aan de constante van Avogadro, die 6,02,10 is.²³ entiteiten (ionenformule, moleculen of atomen bijvoorbeeld). Dus, omdat het carbonaat een ionenformule heeft omdat het ionisch is (gevormd door een ionische binding), moeten we:

138 gram carbonaat 6.02.10²³ moleculen
90 gram carbonaat x

138.x = 90. 6,02.10²³

x = 541,8.10²³
138

x = 6.02.10²³ formule ionen (deeltjes)

3^O Stap: bereken het aantal deeltjes (q) uit de dissociatie van het zout.

In kaliumcarbonaat hebben we de aanwezigheid van twee kaliumatomen in de formule (K₂) en een eenheid van het anion CO₃. Dus de waarde van q voor dit zout is 3.

q = 3

4^O Stap: berekenen met de Van't Hoff-correctiefactor.

ik = 1 + .(q-1)

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

ik = 1 + 0.6.(2)

ik = 1 + 1.2

ik = 2,2

5^O Stap:bepaal het aantal echte deeltjes aanwezig in de oplossing.

Om het aantal echte deeltjes in deze oplossing te bepalen, vermenigvuldigt u eenvoudig het aantal deeltjes berekend in 2^O stap voor correctiefactor berekend in 4^O stap:

y = 6.02.10²³. 2,2

y = 13.244,10²³ deeltjes

Door mij Diogo Lopes Dias