Calculul numărului de particule dintr-o soluție

O calculând numărul de particule într-o soluție este un aspect fundamental pentru noi de a măsura efect coligativ (osmoscopie, crioscopie, ebullioscopie și tonoscopie) cauzată de adăugarea unui dizolvat la un anumit solvent.

Cu cât este mai mare cantitatea de particule din solut prezent în soluție, cu atât efectul coligativ este mai intens. Calculul numărului de particule ia în considerare în principal natura solutului care a fost adăugat.

Clasificarea unui solut în raport cu natura sa se realizează după cum urmează:

• solut molecular

Este solutul incapabil să sufere fenomenele de disocierea sau ionizarea, indiferent de solventul la care a fost adăugat. Exemple: glucoză, zaharoză, etilen glicol etc.

Astfel, întrucât un dizolvat molecular nu se ionizează sau se disociază, dacă adăugăm 15 molecule (particule) ale acestuia în solvent, vom avea 15 molecule dizolvate.

• solut ionic

Este solutul care, atunci când este adăugat la solvent, suferă fenomenul de ionizare (producția de cationi și anioni) sau de disociere (eliberarea de cationi și anioni). Exemple: acizi, baze, săruri etc.

Deci, dacă adăugăm 15 molecule ale acestuia la solvent, avem 15 particule plus x particule.

Factorul de corectare Van't Hoff

Omul de știință Van't Hoff a dezvoltat o formulă pentru calcularea factorului de corecție pentru numărul de particule ale unui dizolvat ionic într-o soluție.

i = 1 + α. (q-1)

Fiind:

• i = Factorul de corecție Van't Hoff.

• α = gradul de disociere sau ionizare a dizolvatului;

• q = numărul de particule obținut din disocierea sau ionizarea unui dizolvat;

Factorul de corecție Van't Hoff trebuie utilizat pentru a multiplica valoarea găsită pentru numărul de particule din soluție. Deci, dacă, de exemplu, factorul de corecție este 1,5 și numărul de particule de dizolvat în soluție este 8,5.10²², noi vom avea:

numărul de particule reale de dizolvat în soluție = 1,5. 8,5.10²²

numărul de particule reale de dizolvat în soluție = 12.75.10²²

sau

numărul de particule reale de dizolvat în soluție = 1.275,10²³

Exemple de calcul al numărului de particule dintr-o soluție

Exemplul 1: Calculul numărului de particule prezente într-o soluție care conține 45 de grame de zaharoză (C₆H₁₂O₆) dizolvat în 500 ml de apă.

Date despre exerciții:

• Masa dizolvată = 45 grame;

• Volumul solventului = 500 ml.

Urmează următoarele instrucțiuni:

1^O Etapa: determina masa molara a solutului.

Pentru a determina masa solutului, trebuie doar să înmulțiți masa atomică a elementului cu numărul de atomi din el în formulă. Apoi adăugați toate rezultatele.

Carbon = 12,12 = 144 g / mol
Hidrogen = 1,22 = 22 g / mol
Oxigen = 16,11 = 196 g / mol

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

2^O Etapa: Calculați numărul de particule utilizând o regulă de trei care implică numărul de particule și masa.

Pentru a asambla regula celor trei, trebuie să ne amintim că, într-o masă molară, masa este întotdeauna legată de constanta lui Avogadro, care este 6.02.10²³ entități (molecule sau atomi, de exemplu). Astfel, deoarece zaharoza are molecule, deoarece este moleculară (formată dintr-o legătură covalentă), trebuie să:

342 grame zaharoză 6.02.10²³ molecule
45 de grame de zaharoză x

342.x = 45. 6,02.10²³

x = 270,9.10²³
342

x = 0,79,10²³ molecule

sau

x = 7.9.10²² molecule

Exemplul 2: Calculați numărul de particule prezente într-o soluție care conține 90 de grame de carbonat de potasiu (K₂CO₃) dizolvat în 800 ml de apă. Știind că gradul de disociere a acestei sări este de 60%.

Date despre exerciții:

• Masa dizolvată = 90 grame;

• Volumul solventului = 800 ml;

• α = 60% sau 0,6.

Pentru determinați numărul de particule dizolvate din acea soluție, este interesant că se dezvoltă următorii pași:

1^O Etapa: determina masa molara a solutului.

Pentru a determina masa solutului, trebuie doar să înmulțiți masa atomică a elementului cu numărul de atomi din el în formulă. Apoi adăugați toate rezultatele.

Potasiu = 39,2 = 78 g / mol
Carbon = 12,1 = 12 g / mol
Oxigen = 16,3 = 48 g / mol

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

2^O Etapa: calculați numărul de particule utilizând o regulă de trei care implică numărul de particule și masa.

Pentru a asambla regula celor trei, trebuie să ne amintim că, într-o masă molară, masa este întotdeauna legată de constanta lui Avogadro, care este 6.02.10²³ entități (formula ionică, molecule sau atomi, de exemplu). Astfel, deoarece carbonatul are o formulă ionică, deoarece este ionic (format dintr-o legătură ionică), trebuie să:

138 grame carbonat 6.02.10²³ molecule
90 de grame de carbonat x

138.x = 90. 6,02.10²³

x = 541,8.10²³
138

x = 6.02.10²³ ioni formula (particule)

3^O Etapa: calculați numărul de particule (q) din disocierea sării.

În carbonatul de potasiu, avem prezența a doi atomi de potasiu în formula (K₂) și o unitate a anionului CO₃. Deci valoarea lui q pentru această sare este 3.

q = 3

4^O Etapa: calculați din factorul de corecție Van't Hoff.

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 Etapa:determinați numărul de particule reale prezent în soluție.

Pentru a determina numărul de particule reale din această soluție, înmulțiți pur și simplu numărul de particule calculate în 2^O pas cu factor de corecție calculat în 4^O Etapa:

y = 6.02.10²³. 2,2

y = 13.244,10²³ particule

De mine. Diogo Lopes Dias

Sursă: Școala din Brazilia - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/calculo-numero-particulas-uma-solucao.htm