Výpočet počtu častíc v roztoku

O výpočet počtu častíc v riešení je pre nás základným aspektom meranie kooperatívny efekt (osmoskopia, kryoskopia, ebullioskopia a tonoskopia) spôsobené pridaním rozpustenej látky k určitému rozpúšťadlu.

Čím väčší je množstvo častíc v rozpustenej látke prítomné v roztoku, tým intenzívnejší je koagulačný efekt. Výpočet počtu častíc zohľadňuje hlavne povahu pridanej rozpustenej látky.

Klasifikácia rozpustenej látky vo vzťahu k jej povahe sa vykonáva takto:

• molekulárna látka

Je to solut neschopný trpieť javom disociácia alebo ionizácia, bez ohľadu na rozpúšťadlo, do ktorého bola pridaná. Príklady: glukóza, sacharóza, etylénglykol atď.

Pretože teda molekulárna rozpustená látka neionizuje ani neoddeľuje, ak k nej pridáme 15 molekúl (častíc) do rozpúšťadla, vznikne nám 15 rozpustených molekúl.

• iónová rozpustená látka

Je to rozpustená látka, ktorá po pridaní do rozpúšťadla podlieha fenoménu ionizácie (tvorba katiónov a aniónov) alebo disociácie (uvoľňovanie katiónov a aniónov). Príklady: kyseliny, zásady, soli atď.

Ak teda do rozpúšťadla pridáme 15 molekúl, máme 15 častíc plus x častíc.

Van't Hoffov korekčný faktor

Vedec Van't Hoff vyvinul vzorec na výpočet korekčného faktora pre počet častíc iónovej rozpustenej látky v riešení.

i = 1 + α. (q-1)

Byť:

• i = Van't Hoffov korekčný faktor.

• a = stupeň disociácie alebo ionizácie rozpustenej látky;

• q = počet častíc získaných disociáciou alebo ionizáciou rozpustenej látky;

Na vynásobenie hodnoty zistenej pre. Sa musí použiť Van't Hoffov korekčný faktor počet častíc v roztoku. Takže ak je napríklad korekčný faktor 1,5 a počet častíc rozpustenej látky v roztoku je 8,5.10²², budeme mať:

počet skutočných častíc rozpustenej látky v roztoku = 1,5. 8,5.10²²

počet reálnych častíc rozpustenej látky v roztoku = 12,75.10²²

alebo

počet reálnych častíc rozpustenej látky v roztoku = 1 275,10²³

Príklady výpočtu počtu častíc v roztoku

Príklad 1: Výpočet počtu častíc prítomných v roztoku obsahujúcom 45 gramov sacharózy (C₆H₁₂O₆) rozpustený v 500 ml vody.

Údaje o cvičení:

• Hmotnosť rozpustenej látky = 45 gramov;

• Objem rozpúšťadla = 500 ml.

Postupujte takto:

1^O Krok: určiť molárnu hmotnosť rozpustenej látky.

Na určenie hmotnosti rozpustenej látky stačí vynásobiť atómovú hmotnosť prvku počtom atómov vo vzorci. Potom spočítajte všetky výsledky.

Uhlík = 12,12 = 144 g / mol
Vodík = 1,22 = 22 g / mol
Kyslík = 16,11 = 196 g / mol

Molárna hmotnosť = 144 + 22 + 196
Molárna hmotnosť = 342 g / mol

2^O Krok: Počet častíc vypočítajte pomocou pravidla troch zahŕňajúcich počet častíc a hmotnosť.

Aby sme zostavili pravidlo troch, musíme si uvedomiť, že v molárnej hmotnosti hmotnosť vždy súvisí s Avogadrovou konštantou, ktorá je 6,02,10²³ entity (napríklad molekuly alebo atómy). Pretože sacharóza má molekuly, aj keď je molekulárna (tvorená kovalentnou väzbou), musíme:

342 gramov sacharózy6.02.10²³ molekuly
45 gramov sacharózy x

342.x = 45. 6,02.10²³

x = 270,9.10²³
342

x = 0,79,10²³ molekuly

alebo

x = 7.9.10²² molekuly

Príklad 2: Vypočítajte počet častíc prítomných v roztoku, ktorý obsahuje 90 gramov uhličitanu draselného (K.₂CO₃) rozpustený v 800 ml vody. S vedomím, že stupeň disociácie tejto soli je 60%.

Údaje o cvičení:

• Hmotnosť rozpustenej látky = 90 gramov;

• Objem rozpúšťadla = 800 ml;

• α = 60% alebo 0,6.

Pre určiť počet rozpustených častíc v tomto roztoku, je zaujímavé, že sa vyvíjajú nasledujúce kroky:

1^O Krok: určiť molárnu hmotnosť rozpustenej látky.

Na určenie hmotnosti rozpustenej látky stačí vynásobiť atómovú hmotnosť prvku počtom atómov vo vzorci. Potom spočítajte všetky výsledky.

Draslík = 39,2 = 78 g / mol
Uhlík = 12,1 = 12 g / mol
Kyslík = 16,3 = 48 g / mol

Molárna hmotnosť = 144 + 22 + 196
Molárna hmotnosť = 138 g / mol

2^O Krok: počet častíc vypočítajte pomocou pravidla troch zahŕňajúcich počet častíc a hmotnosť.

Aby sme zostavili pravidlo troch, musíme si uvedomiť, že v molárnej hmotnosti hmotnosť vždy súvisí s Avogadrovou konštantou, ktorá je 6,02,10²³ entity (iónový vzorec, molekuly alebo atómy, napríklad). Pretože uhličitan má iónový vzorec, pretože je iónový (tvorený iónovou väzbou), musíme:

138 gramov uhličitanu 6.02.10²³ molekuly
90 gramov uhličitanu x

138 x = 90. 6,02.10²³

x = 541,8.10²³
138

x = 6,02,10²³ ióny vzorca (častice)

3^O Krok: vypočítajte počet častíc (q) z disociácie soli.

V uhličitane draselnom máme vo vzorci (K.₂) a jednotka aniónu CO₃. Takže hodnota q pre túto soľ je 3.

q = 3

4^O Krok: vypočítať z Van't Hoffovho korekčného faktora.

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 Krok:určiť počet reálnych častíc prítomný v riešení.

Ak chcete určiť počet skutočných častíc v tomto roztoku, jednoducho vynásobte počet častíc vypočítaný v 2^O krok po korekčnom faktore vypočítanom v 4^O krok:

y = 6,02,10²³. 2,2

y = 13 244,10²³ častice

Podľa mňa. Diogo Lopes Dias

Zdroj: Brazílska škola - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/calculo-numero-particulas-uma-solucao.htm