Mieszanie roztworów bez reakcji chemicznych

Kiedy mieszają się dwa roztwory, niezależnie od tego, czy są różne, czy nie, należy najpierw przeanalizować, czy między nimi zachodzi reakcja. Na przykład, jeśli zmieszamy roztwór wody z cukrem (wodny roztwór sacharozy) z roztworem wody z solą (solanką), uzyskamy mieszanie roztworów bez reakcji chemicznych.

To samo dzieje się, gdy zmieszamy dwa roztwory chlorku sodu (NaCl) o różnych stężeniach. W tym przypadku również nie będzie reakcji. Możemy wtedy zdefiniować ten przykład jako a mieszanie roztworów tej samej substancji rozpuszczonej bez jakiejkolwiek reakcji chemicznej, gdzie pierwszym przykładem jest a mieszanie roztworów różnych substancji rozpuszczonych, bez reakcji chemicznej.

W obu przypadkach skład chemiczny składników roztworów nie ulegnie zmianie.jednak niektóre aspekty ilościowe będą musiały zostać ponownie obliczone.

Aby zrozumieć, jak możemy określić stężenie molowe (Molarność) i wspólne stężenie mieszaniny roztworów bez reakcji, zobaczmy rozwiązanie dwóch wspomnianych przypadków:

1.) Mieszanina roztworów tej samej substancji rozpuszczonej, bez wystąpienia reakcji chemicznej:

Wyobraź sobie, że mieszamy dwa roztwory chlorku sodu, jeden o stężeniu 2,0 g/lw 60,0 ml roztworu, a drugi o stężeniu 2,5 g/lw 80 ml objętości roztworu.

Ponieważ nie zachodzi żadna reakcja, zarówno masa, jak i objętość są tylko sumą początkowych mas i objętości:

m (rozwiązanie) = m₁ (NaCl) + m₂ (NaCl)

mi₁ (NaCl) = v. Cm₂ (NaCl) = v. DO
mi₁ (NaCl) = 0,06L. 2,0 g/l m₂ (NaCl) = 0,08 l. 2,5 g/l
mi₁ (NaCl) =0,1 gm₂ (NaCl) = 0,2 g

m (roztwór) = 0,1 g + 0,2 g
m (roztwór) = 0,3 g

v (rozwiązanie) = v₁ (NaCl) + v₂ (NaCl)
v (roztwór) = (60 + 80) ml
v (roztwór) =140 ml = 0,14 l

Stężenie można następnie uzyskać, korzystając z tych danych:

C (rozwiązanie) = m (rozwiązanie)
v (rozwiązanie)

C (rozwiązanie) = 0,3 g
0,14L

C (rozwiązanie)≈ 2,14 g/L

2.) Mieszanina roztworów różnych substancji rozpuszczonych, bez występowania reakcji chemicznej:

Weźmy na przykład mieszaninę 500 ml wodnego roztworu sacharozy (C₁₂H₂₂O₁₁), który początkowo miał stężenie 18,0 g/L, z 1 L roztworu słonej wody (roztwór wodny chlorku sodu – NaCl) o stężeniu 100,0 g/L.

Teraz nie przestawaj... Po reklamie jest więcej ;)

Jaka stała się po zmieszaniu molarność, wspólne stężenie, masa i objętość roztworu powstałego z mieszaniny?

Ponieważ nie było reakcji chemicznej, masy C₁₂H₂₂O₁₁ a NaCl pozostają niezmienione. A początkowe wartości masy można osiągnąć za pomocą prostej zasady trzech przy użyciu stężeń reakcji.

18,0 g 1 l
m (C12H22O11) 0,5L
m (C₁₂H₂₂O₁₁) = 9,0 g

m (NaCl) 100,0 sol

Masę można również osiągnąć według wzoru:

m = v. DO
m (C₁₂H₂₂O₁₁) = 0,5 l. 18g/L
m (C₁₂H₂₂O₁₁) = 9,0 g

m (NaCl) = 1 l. 100,0 g/l
m (NaCl) = 100,0 g

Zatem całkowita masa roztworu jest sumą dwóch mas:

m (roztwór) = m (C₁₂H₂₂O₁₁) + m (NaCl)
m (roztwór) = 109,0 g

Objętość jest po prostu sumą początkowych objętości, więc mamy:

v (rozwiązanie końcowe) = v (C₁₂H₂₂O₁₁) + v (NaCl)
v (rozwiązanie końcowe) = (0,5 + 1)L
v (rozwiązanie końcowe) = 1,5L

Stężenie końcowe uzyskuje się przez oddzielne obliczenie stężeń każdej z substancji rozpuszczonych. Ponieważ nie reagują ze sobą, a ich masy nie zmieniają się, możemy zastosować następujący wzór na stężenie:

C = mi
v

początkowy = m_Inicjał końcowe c = m_Finał
v_Inicjał v_Finał

mi_Inicjał = m_Finał

C (C₁₂H₂₂O₁₁) =?
DO_Inicjał. v_Inicjał = C_Finał. v_Finał
18,0 g/l. 0,5 l = C_Finał 1,5 litra
C (C₁₂H₂₂O₁₁) _Finał = 6,0 g/l

C(NaCl)=?
DO_Inicjał. v_Inicjał = C_Finał. v_Finał
100,0 g/l. 1 l = C końcowa .1,5 l
C (NaCl)_Finał = 66,67 g/l

Zależność sporządzoną dla tego wzoru wspólnego stężenia można również wykorzystać do obliczenia molarności (M_ja. v_ja = M_fa. v_fa) oraz dla stężenia masowego (tytuł - T_ja. v_ja = T_fa. v_fa).

Jennifer Fogaça
Absolwent chemii