W tekście "Stężenie w mol/L lub Molarność” zauważyłeś, że stężenie w mol/L odnosi się do ilości materii w substancji rozpuszczonej (n1, mierzone w molach) z objętością roztworu w litrach (V). Istnieją jednak pewne substancje rozpuszczone, które po umieszczeniu w wodzie generują jony.
Przykładem jest dodanie soli (NaCl) do wody, przyciąganie następuje między dodatnim biegunem wody z Cl a ujemnym biegunem wody z Na, co powoduje powstanie jonów Na+ i Cl-.
Ważne jest, aby wiedzieć, jak określić stężenie tych jonów w mol/L, ponieważ może to być przydatne w wielu sytuacjach. Jednym z obszarów, który to wykorzystuje, jest medycyna, zwłaszcza w medycznych badaniach krwi. Nasza krew i inne płyny ustrojowe zawierają rozpuszczone jony. Jeśli stężenie tych jonów w naszej krwi jest powyżej lub poniżej normy, może to zaburzyć prawidłowe funkcjonowanie naszego organizmu i prowadzić do zaburzeń i chorób.
Zobacz przypadek jonów żelaza (Fe2+): jeśli dana osoba nie ma tego jonu, może rozwinąć anemię. Tak więc, gdy komuś, kto ma anemię, mówi się, że musi spożywać pokarmy bogate w żelazo, a nawet lekarstwa zawierające żelazo, w rzeczywistości jest to jon żelaza, a nie pierwiastek metaliczny.
Innym przypadkiem jest utrata jonów wapnia (Ca2+) w kościach, powodując osteoporozę, jak pokazano na zdjęciach z powiększonymi obrazami kości poniżej:
Spójrz na inne przykłady jonów, które pełnią funkcje życiowe w naszym ciele i muszą być w odpowiednim stężeniu:
Dlatego biorąc pod uwagę te informacje, staje się oczywiste, że umiejętność obliczania stężenia jonów w roztworach jest naprawdę ważna. Ale jak to zrobić?
Możliwe jest określenie stężeń w mol/L jonów obecnych w roztworach, jeśli znane są dwie istotne dane, którymi są:
- Formuły substancji rozpuszczonych w wodzie;
- Molarność Twoich rozwiązań.
Mając te dane pod ręką, napisz równanie dysocjacji lub jonizacji substancji rozpuszczonej i znajdź przez odjęcie stężenie jonów, jak jest proporcjonalna do liczby moli każdego jonu. Oznacza to, że stężenie jonów jest proporcjonalne do ich odpowiednich współczynników w równaniu jonizacji lub dysocjacji.
Zobacz poniższy przykład, aby lepiej zrozumieć, jak wykonywane jest to obliczenie:
„Należy wziąć pod uwagę, że stężenie w ilości materii danego wodnego roztworu fosforanu magnezu (Mg3(KURZ4)2 wynosi 0,5 mola/l. Jakie będzie stężenie w mol/L kationów magnezu (Mg2+(tutaj)) i aniony fosforanowe (PO3-4(aq)) w tym rozwiązaniu, biorąc pod uwagę, że stopień dysocjacji (α) wynosił 100%?”
Pierwszym krokiem do rozwiązania tego problemu jest napisanie równania dysocjacji lub jonizacji. Jeśli masz trudności, możesz oprzeć się na poniższym ogólnym równaniu:
1 Axbtak → x A+y + Y B-x
1 mol x mol y mol
Biorąc więc pod uwagę w tym przykładzie, że fosforan magnezu całkowicie zdysocjował, mamy następujące równanie:
1 mg3(KURZ4)2(aq) → 3 mg2+(tutaj) + 2 zł3-4(aq)
1 mol 3 mol 2 mol
Widzimy, że 1 mol Mg3(KURZ4)2 daje 3 mol Mg2+(tutaj) i 2 mol PO3-4(aq); zatem liczba moli kationu będzie 3 razy większa od liczby moli fosforanu, z którym przygotowano roztwór, a liczba anionów będzie 2 razy większa.
Ponieważ roztwór zawiera 0,5 mol/L Mg3(KURZ4)2(aq) , oznacza to, że w 1 litrze rozpuszczono 0,5 mola Mg3(KURZ4)2, co dało 1,5 mol/L Mg2+(tutaj) oraz 1,0 mol/L PO3-4(aq):
1 mg3(KURZ4)2(aq) → 3 mg2+(tutaj) + 2 zł3-4(aq)
1 mol 3 mol 2 mol
0,5 mola x y
1. 0,5 3. 0,5 2. 0,5
0,5 mola/L 1,5 mola/L1,0 mol/L
Ale co by było, gdyby stopień dysocjacji lub jonizacji nie wynosił 100%? Powiedzmy, że było to 70%, jak byśmy podeszli do ustalenia stężenia mol/L tych jonów?
W takim przypadku po prostu zastosuj prostą zasadę trzech. Zobacz poniżej:
1,5 mol/L Mg2+(tutaj) 100 %
x 70%
x = 70. 1,5 → x = 1,05 mol/L jonów Mg2+(tutaj)
100
1,5 mol/L PO3-4(aq) 100 %
70%
y = 70. 1,0 → y = 0,70 mol/L jonów PO3-4(aq)
100
Jennifer Fogaça
Absolwent chemii
Źródło: Brazylia Szkoła - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/concentracao-dos-ions-mol-l.htm