Beräkning av antalet partiklar i en lösning

O beräkna antalet partiklar i en lösning är en grundläggande aspekt för oss att mäta kolligativ effekt (osmoskopi, kryoskopi, ebullioskopi och tonoskopi) orsakad av tillsats av ett löst ämne till ett visst lösningsmedel.

Ju större mängden partiklar i det lösta ämnet som finns i lösningen, desto mer intensiv är den kolligativa effekten. Beräkningen av antalet partiklar tar huvudsakligen hänsyn till arten av det lösta ämnet som tillsattes.

Klassificeringen av en löst substans i förhållande till dess natur utförs enligt följande:

• molekylär lösning

Det är den lösta oförmögna att drabbas av fenomenen dissociation eller joniseringoberoende av lösningsmedlet till vilket det sattes. Exempel: glukos, sackaros, etylenglykol etc.

Eftersom ett molekylärt löst ämne inte joniseras eller dissocieras, om vi tillsätter 15 molekyler (partiklar) av det till lösningsmedlet, kommer vi att ha 15 upplösta molekyler.

• jonlöst ämne

Det är den lösta substansen som, när den tillsätts till lösningsmedlet, genomgår fenomenet jonisering (produktion av katjoner och anjoner) eller dissociation (frisättning av katjoner och anjoner). Exempel: syror, baser, salter etc.

Så om vi lägger till 15 molekyler av det till lösningsmedlet har vi 15 partiklar plus x partiklar.

Van't Hoffs korrigeringsfaktor

Forskaren Van't Hoff utvecklade en formel för att beräkna korrigeringsfaktorn för antalet partiklar av en jonlöst lösning i en lösning.

i = 1 + a. (q-1)

Varelse:

• i = Van't Hoff-korrigeringsfaktor.

• α = grad av dissociation eller jonisering av löst ämne;

• q = antal partiklar erhållna från dissociation eller jonisering av en löst substans;

Van't Hoff-korrigeringsfaktorn måste användas för att multiplicera värdet som hittats för antalet partiklar i lösningen. Så om till exempel korrektionsfaktorn är 1,5 och antalet partiklar av lösningen i lösningen är 8.5.10²², vi kommer att ha:

antal verkliga lösta partiklar i lösning = 1,5. 8,5.10²²

antal verkliga lösta partiklar i lösning = 12.75.10²²

eller

antal verkliga partiklar av löst i lösning = 1 275,10²³

Exempel på beräkning av antalet partiklar i en lösning

Exempel 1: Beräkning av antalet partiklar som finns i en lösning innehållande 45 gram sackaros (C₆H₁₂O₆löstes i 500 ml vatten.

Träningsdata:

• Lösningsmedelsmassa = 45 gram;

• Lösningsmedelsvolym = 500 ml.

Gör följande:

1^O Steg: bestäm den molära massan av löst ämne.

För att bestämma massan av det lösta ämnet multiplicerar du bara atommassan av elementet med antalet atomer i den i formeln. Lägg sedan till alla resultat.

Kol = 12,12 = 144 g / mol
Väte = 1,22 = 22 g / mol
Syre = 16,11 = 196 g / mol

Molmassa = 144 + 22 + 196
Molmassa = 342 g / mol

2^O Steg: Beräkna antalet partiklar med en regel om tre som involverar antalet partiklar och massan.

För att montera regeln om tre måste vi komma ihåg att massan alltid är relaterad till Avogadros konstant i en molmassa, vilket är 6.02.10²³ enheter (t.ex. molekyler eller atomer). Eftersom sackaros har molekyler, eftersom den är molekylär (bildad av en kovalent bindning), måste vi:

342 gram sackaros 6.02.10²³ molekyler
45 gram sackaros x

342.x = 45. 6,02.10²³

x = 270,9.10²³
342

x = 0,79,10²³ molekyler

eller

x = 7.9.10²² molekyler

Exempel 2: Beräkna antalet partiklar som finns i en lösning som innehåller 90 gram kaliumkarbonat (K₂CO₃löstes i 800 ml vatten. Att veta att graden av dissociation av detta salt är 60%.

Träningsdata:

• Lösningsmedelsmassa = 90 gram;

• Lösningsmedelsvolym = 800 ml;

• a = 60% eller 0,6.

För bestämma antalet lösta partiklar i lösningen, det är intressant att följande steg utvecklas:

1^O Steg: bestäm den molära massan av löst ämne.

För att bestämma massan av det lösta ämnet multiplicerar du bara atommassan av elementet med antalet atomer i den i formeln. Lägg sedan till alla resultat.

Kalium = 39,2 = 78 g / mol
Kol = 12,1 = 12 g / mol
Syre = 16,3 = 48 g / mol

Molmassa = 144 + 22 + 196
Molmassa = 138 g / mol

2^O Steg: beräkna antalet partiklar med en regel på tre som involverar antalet partiklar och massan.

För att montera regeln om tre måste vi komma ihåg att massan alltid är relaterad till Avogadros konstant i en molmassa, vilket är 6.02.10²³ enheter (till exempel jonformel, molekyler eller atomer). Eftersom karbonatet har en jonformel eftersom det är joniskt (bildat av en jonbindning) måste vi alltså:

138 gram karbonat 6.02.10²³ molekyler
90 gram karbonat x

138.x = 90. 6,02.10²³

x = 541,8.10²³
138

x = 6.02.10²³ formeljoner (partiklar)

3^O Steg: beräkna antalet partiklar (q) från saltets dissociation.

I kaliumkarbonat har vi närvaron av två kaliumatomer i formeln (K₂) och en enhet av anjonen CO₃. Så värdet på q för detta salt är 3.

q = 3

4^O Steg: beräkna från Van't Hoff-korrigeringsfaktorn.

i = 1 + a. (q-1)

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

i = 1 + 0,6. (2)

i = 1 + 1,2

i = 2.2

5^O Steg:bestämma antalet verkliga partiklar närvarande i lösningen.

För att bestämma antalet verkliga partiklar i denna lösning, multiplicera helt enkelt antalet partiklar som beräknas i 2^O steg för korrigeringsfaktor beräknad i 4^O steg:

y = 6.02.10²³. 2,2

y = 13 244,10²³ partiklar

Av mig Diogo Lopes Dias

Källa: Brazil School - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/calculo-numero-particulas-uma-solucao.htm