Beregning av antall partikler i en løsning

O beregne antall partikler i en løsning er et grunnleggende aspekt for oss å måle kolligativ effekt (osmoskopi, kryoskopi, ebullioskopi og tonoskopi) forårsaket av tilsetning av et løsemiddel til et bestemt løsemiddel.

Jo større mengden partikler i løsemidlet til stede i løsningen, jo mer intens er den kolligative effekten. Beregningen av antall partikler tar hovedsakelig hensyn til oppløsningsmidlet som ble tilsatt.

Klassifiseringen av en løsemiddel i forhold til dens natur utføres som følger:

• molekylær løsemiddel

Det er den faste løsningen som ikke er i stand til å lide fenomenene dissosiasjon eller ionisering, uavhengig av løsningsmidlet det ble tilsatt. Eksempler: glukose, sukrose, etylenglykol etc.

Således som et molekylært løsemiddel ikke ioniserer eller dissosierer, hvis vi tilfører 15 molekyler (partikler) av det til løsningsmidlet, vil vi ha 15 oppløste molekyler.

• ionisk løsemiddel

Det er løsemidlet som, når det tilsettes løsningsmidlet, gjennomgår fenomenet ionisering (produksjon av kationer og anioner) eller dissosiasjon (frigjøring av kationer og anioner). Eksempler: syrer, baser, salter osv.

Så hvis vi tilfører 15 molekyler av det til løsningsmidlet, har vi 15 partikler pluss x partikler.

Van't Hoff Correction Factor

Forsker Van't Hoff utviklet en formel for å beregne korreksjonsfaktoren for antall partikler av et ionisk løsemiddel i en løsning.

i = 1 + α. (q-1)

Å være:

• i = Van't Hoff-korreksjonsfaktor.

• α = grad av dissosiasjon eller ionisering av løsemidlet;

• q = antall partikler oppnådd ved dissosiasjon eller ionisering av et løst stoff;

Van't Hoff-korreksjonsfaktoren må brukes til å multiplisere verdien som er funnet for antall partikler i løsningen. Så hvis, for eksempel, korreksjonsfaktoren er 1,5 og antall partikler av det oppløste stoffet i løsningen er 8.5.10²², vi vil ha:

antall virkelige partikler av oppløst stoff i oppløsning = 1,5. 8,5.10²²

antall virkelige partikler av oppløst stoff i oppløsning = 12.75.10²²

eller

antall virkelige partikler av oppløst stoff i oppløsning = 1 275,10²³

Eksempler på beregning av antall partikler i en løsning

Eksempel 1: Beregning av antall partikler som er tilstede i en løsning som inneholder 45 gram sukrose (C₆H₁₂O₆) oppløst i 500 ml vann.

Treningsdata:

• Oppløst masse = 45 gram;

• Løsemiddelvolum = 500 ml.

Gjør følgende:

1^O Steg: bestem molarmassen til det oppløste stoffet.

For å bestemme massen av det oppløste stoffet, multipliser du bare atommassen til elementet med antall atomer i det i formelen. Deretter legger du sammen alle resultatene.

Karbon = 12,12 = 144 g / mol
Hydrogen = 1,22 = 22 g / mol
Oksygen = 16,11 = 196 g / mol

Molmasse = 144 + 22 + 196
Molmasse = 342 g / mol

2^O Steg: Beregn antall partikler ved å bruke en regel på tre som involverer antall partikler og masse.

Ikke stopp nå... Det er mer etter annonseringen;)

For å samle regelen om tre må vi huske at massen alltid er relatert til Avogadros konstant i en molær masse, som er 6.02.10²³ enheter (for eksempel molekyler eller atomer). Således som sukrose har molekyler, ettersom den er molekylær (dannet av en kovalent binding), må vi:

342 gram sukrose6.02.10²³ molekyler
45 gram sukrose 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 antall partikler som er tilstede i en løsning som inneholder 90 gram kaliumkarbonat (K₂CO₃) oppløst i 800 ml vann. Å vite at graden av dissosiasjon av dette saltet er 60%.

Treningsdata:

• Oppløsningsmasse = 90 gram;

• Løsemiddelvolum = 800 ml;

• α = 60% eller 0,6.

Til bestemme antall oppløste partikler i løsningen, det er interessant at følgende trinn er utviklet:

1^O Steg: bestem molarmassen til det oppløste stoffet.

For å bestemme massen av det oppløste stoffet, multipliser du bare atommassen til elementet med antall atomer i det i formelen. Deretter legger du sammen alle resultatene.

Kalium = 39,2 = 78 g / mol
Karbon = 12,1 = 12 g / mol
Oksygen = 16,3 = 48 g / mol

Molmasse = 144 + 22 + 196
Molmasse = 138 g / mol

2^O Steg: beregne antall partikler ved hjelp av en regel på tre som involverer antall partikler og masse.

For å samle regelen om tre må vi huske at massen alltid er relatert til Avogadros konstant i en molær masse, som er 6.02.10²³ enheter (for eksempel ionformel, molekyler eller atomer). Ettersom karbonatet har en ionformel fordi det er ionisk (dannet av en ionebinding), må vi derfor:

138 gram karbonat 6.02.10²³ molekyler
90 gram karbonat x

138.x = 90. 6,02.10²³

x = 541,8.10²³
138

x = 6.02.10²³ formelioner (partikler)

3^O Steg: beregne antall partikler (q) fra saltets dissosiasjon.

I kaliumkarbonat har vi tilstedeværelse av to kaliumatomer i formelen (K₂) og en enhet av anionet CO₃. Så verdien av q for dette saltet er 3.

q = 3

4^O Steg: beregne fra Van't Hoff-korreksjonsfaktoren.

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 Steg:bestemme antall virkelige partikler til stede i løsningen.

For å bestemme antall virkelige partikler i denne løsningen, multipliserer du bare antall partikler beregnet i 2^O trinn for korreksjonsfaktor beregnet i 4^O steg:

y = 6.02.10²³. 2,2

y = 13 244,10²³ partikler

Av meg. Diogo Lopes Dias