Obliczanie liczby cząstek w roztworze

O obliczanie liczby cząstek w rozwiązaniu jest dla nas podstawowym aspektem pomiaru to efekt koligacyjny (osmoskopia, krioskopia, ebullioskopia i tonoskopia) spowodowane dodaniem substancji rozpuszczonej do określonego rozpuszczalnika.

Im większy ilość cząstek w substancji rozpuszczonej obecny w roztworze, tym intensywniejszy efekt koligatywny. Obliczenie liczby cząstek uwzględnia głównie charakter dodawanej substancji rozpuszczonej.

Klasyfikacja substancji rozpuszczonej ze względu na jej charakter odbywa się w następujący sposób:

• substancja rozpuszczona cząsteczkowa

Jest osobą samotną niezdolną do cierpienia zjawisk dysocjacja lub jonizacja, niezależnie od rozpuszczalnika, do którego został dodany. Przykłady: glukoza, sacharoza, glikol etylenowy itp.

Tak więc, ponieważ cząsteczka substancji rozpuszczonej nie ulega jonizacji ani dysocjacji, jeśli dodamy 15 jej cząsteczek (cząstek) do rozpuszczalnika, otrzymamy 15 rozpuszczonych cząsteczek.

• jonowa substancja rozpuszczalna

Jest to substancja rozpuszczona, która po dodaniu do rozpuszczalnika ulega zjawisku jonizacji (wytwarzanie kationów i anionów) lub dysocjacji (uwalnianie kationów i anionów). Przykłady: kwasy, zasady, sole itp.

Więc jeśli dodamy 15 cząsteczek tego do rozpuszczalnika, otrzymamy 15 cząsteczek plus x cząsteczek.

Współczynnik korekcji Van't Hoffa

Naukowiec Van't Hoff opracował wzór do obliczenia współczynnika korekcji dla liczba cząstek jonowej substancji rozpuszczonej w rozwiązaniu.

i = 1 + α.(q-1)

Istota:

• i = współczynnik korekcji Van't Hoffa.

• α = stopień dysocjacji lub jonizacji substancji rozpuszczonej;

• q = liczba cząstek uzyskanych z dysocjacji lub jonizacji substancji rozpuszczonej;

Do pomnożenia wartości znalezionej dla liczba cząstek w roztworze. Tak więc, jeśli na przykład współczynnik korekcji wynosi 1,5, a liczba cząstek substancji rozpuszczonej w roztworze wynosi 8,5.10²², będziemy mieli:

liczba rzeczywistych cząstek substancji rozpuszczonej w roztworze = 1,5. 8,5.10²²

liczba rzeczywistych cząstek substancji rozpuszczonej w roztworze = 12,75,10²²

lub

liczba rzeczywistych cząstek substancji rozpuszczonej w roztworze = 1,275,10²³

Przykłady obliczania liczby cząstek w roztworze

Przykład 1: Obliczanie liczby cząstek obecnych w roztworze zawierającym 45 gramów sacharozy (C₆H₁₂O₆) rozpuścić w 500 ml wody.

Dane ćwiczeń:

• Masa substancji rozpuszczonej = 45 gramów;

• Objętość rozpuszczalnika = 500 ml.

Wykonaj następujące czynności:

1^O Krok: określić masę molową substancji rozpuszczonej.

Aby określić masę substancji rozpuszczonej, pomnóż masę atomową pierwiastka przez liczbę zawartych w nim atomów we wzorze. Następnie zsumuj wszystkie wyniki.

Węgiel = 12,12 = 144 g/mol
Wodór = 1,22 = 22 g/mol
Tlen = 16,11 = 196 g/mol

Masa molowa =144 + 22 + 196
Masa molowa = 342 g/mol

2^O Krok: Oblicz liczbę cząstek, korzystając z reguły trzech, obejmującej liczbę cząstek i masę.

Aby złożyć regułę trzech, musimy pamiętać, że w masie molowej masa jest zawsze powiązana ze stałą Avogadro, która wynosi 6.02.10²³ byty (na przykład cząsteczki lub atomy). Tak więc, ponieważ sacharoza ma cząsteczki, ponieważ jest molekularna (utworzona przez wiązanie kowalencyjne), musimy:

342 gramy sacharozy6.02.10²³ molekuły
45 gramów sacharozy x

342.x = 45. 6,02.10²³

x = 270,9.10²³
342

x = 0,79,10²³ molekuły

lub

x = 7,9,10²² molekuły

Przykład 2: Oblicz liczbę cząstek obecnych w roztworze zawierającym 90 gramów węglanu potasu (K₂WSPÓŁ₃) rozpuszczony w 800 ml wody. Wiedząc, że stopień dysocjacji tej soli wynosi 60%.

Dane ćwiczeń:

• Masa substancji rozpuszczonej = 90 gramów;

• Objętość rozpuszczalnika = 800 ml;

• α = 60% lub 0,6.

Dla określić liczbę cząstek substancji rozpuszczonej w tym roztworze, interesujące jest opracowanie następujących kroków:

1^O Krok: określić masę molową substancji rozpuszczonej.

Aby określić masę substancji rozpuszczonej, pomnóż masę atomową pierwiastka przez liczbę zawartych w nim atomów we wzorze. Następnie zsumuj wszystkie wyniki.

Potas = 39,2 = 78 g/mol
Węgiel = 12,1 = 12 g/mol
Tlen = 16,3 = 48 g/mol

Masa molowa =144 + 22 + 196
Masa molowa = 138 g/mol

2^O Krok: obliczyć liczbę cząstek, stosując zasadę trzech, obejmującą liczbę cząstek i masę.

Aby złożyć regułę trzech, musimy pamiętać, że w masie molowej masa jest zawsze powiązana ze stałą Avogadro, która wynosi 6.02.10²³ jednostki (na przykład wzór jonowy, cząsteczki lub atomy). Tak więc, ponieważ węglan ma wzór jonowy, ponieważ jest jonowy (utworzony przez wiązanie jonowe), musimy:

138 gramów węglanu 6.02.10²³ molekuły
90 gramów węglanu x

138.x = 90. 6,02.10²³

x = 541,8.10²³
138

x = 6.02.10²³ jony formuły (cząstki)

3^O Krok: obliczyć liczbę cząstek (q) z dysocjacji soli.

W węglanie potasu mamy we wzorze obecność dwóch atomów potasu (K₂) i jednostka anionu CO₃. Zatem wartość q dla tej soli wynosi 3.

q = 3

4^O Krok: obliczyć na podstawie współczynnika korekcji Van't Hoffa.

i = 1 + α.(q-1)

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

i = 1 + 0,6.(2)

ja = 1 + 1,2

ja = 2,2

5^O Krok:określić liczbę cząstek rzeczywistych obecny w roztworze.

Aby określić liczbę rzeczywistych cząstek w tym rozwiązaniu, wystarczy pomnożyć liczbę cząstek obliczoną w 2^O krok po współczynniku korekcji obliczonym w 4^O krok:

y = 6.02.10²³. 2,2

r = 13 244,10²³ cząstki

Przeze mnie Diogo Lopes Dias

Źródło: Brazylia Szkoła - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/calculo-numero-particulas-uma-solucao.htm