การคำนวณจำนวนอนุภาคในสารละลาย

โอ การคำนวณจำนวนอนุภาค ในการแก้ปัญหาเป็นลักษณะพื้นฐานสำหรับเราในการวัดค่า คอลลิเคชั่นเอฟเฟค (ออสโมสโคป, cryoscopy, ebullioscopy และ tonoscopy) เกิดจากการเติมตัวถูกละลายลงในตัวทำละลายบางชนิด

ยิ่ง ปริมาณอนุภาคในตัวถูกละลาย ที่มีอยู่ในสารละลายยิ่งมีผล colligative รุนแรงขึ้น การคำนวณจำนวนอนุภาคคำนึงถึงธรรมชาติของตัวถูกละลายที่เติมเข้าไปเป็นหลัก

การจำแนกประเภทของตัวถูกละลายที่สัมพันธ์กับธรรมชาตินั้นดำเนินการดังนี้:

• ตัวละลายโมเลกุล

คือ ตัวถูกละลายที่ไม่สามารถทนทุกข์กับปรากฏการณ์ของ ความแตกแยกหรือไอออไนซ์โดยไม่คำนึงถึงตัวทำละลายที่เติมลงไป ตัวอย่าง: กลูโคส ซูโครส เอทิลีนไกลคอล เป็นต้น

ดังนั้น เนื่องจากตัวถูกละลายโมเลกุลไม่แตกตัวเป็นไอออนหรือแยกตัวออก หากเราเพิ่มโมเลกุล (อนุภาค) 15 ตัวเข้าไปในตัวทำละลาย เราจะมีโมเลกุลที่ละลายได้ 15 โมเลกุล

• ตัวละลายไอออนิก

เป็นตัวละลายที่เมื่อเติมลงในตัวทำละลาย จะเกิดปรากฏการณ์ไอออไนเซชัน (การผลิตไอออนบวกและแอนไอออน) หรือการแยกตัว (การปลดปล่อยไอออนบวกและแอนไอออน) ตัวอย่าง: กรด เบส เกลือ ฯลฯ

ถ้าเราบวก 15 โมเลกุลเข้าไปในตัวทำละลาย เราก็มี 15 อนุภาค บวก x อนุภาค

Van't Hoff Correction Factor

นักวิทยาศาสตร์ Van't Hoff ได้พัฒนาสูตรเพื่อคำนวณปัจจัยการแก้ไขสำหรับ จำนวนอนุภาคของตัวถูกละลายไอออน ในการแก้ปัญหา

ผม = 1 + α.(q-1)

เป็น:

• i = ปัจจัยแก้ไข Van't Hoff

• α = ระดับความแตกแยกหรือไอออไนเซชันของตัวถูกละลาย

• q = จำนวนอนุภาคที่ได้จากการแยกตัวหรือการแตกตัวเป็นไอออนของตัวถูกละลาย

ต้องใช้ปัจจัยการแก้ไข Van't Hoff เพื่อคูณค่าที่พบสำหรับ จำนวนอนุภาคในสารละลาย. ตัวอย่างเช่น ถ้าตัวประกอบการแก้ไขคือ 1.5 และจำนวนอนุภาคของตัวถูกละลายในสารละลายคือ 8.5.10²², เราจะมี:

จำนวนอนุภาคที่แท้จริงของตัวถูกละลายในสารละลาย = 1.5 8,5.10²²

จำนวนอนุภาคที่แท้จริงของตัวถูกละลายในสารละลาย = 12.75.10²²

หรือ

จำนวนอนุภาคที่แท้จริงของตัวถูกละลายในสารละลาย = 1,275.10²³

ตัวอย่างการคำนวณจำนวนอนุภาคในสารละลาย

ตัวอย่างที่ 1: การคำนวณจำนวนอนุภาคที่มีอยู่ในสารละลายที่มีซูโครส 45 กรัม (C₆โฮ₁₂โอ₆) ละลายในน้ำ 500 มล.

ข้อมูลการออกกำลังกาย:

• มวลของตัวถูกละลาย = 45 กรัม

• ปริมาณตัวทำละลาย = 500 มล.

ทำดังต่อไปนี้:

1^โอ ขั้นตอน: กำหนดมวลโมลาร์ของตัวถูกละลาย

ในการหามวลของตัวถูกละลาย ให้คูณมวลอะตอมของธาตุด้วยจำนวนอะตอมในสูตร จากนั้นรวมผลลัพธ์ทั้งหมด

คาร์บอน = 12.12 = 144 ก./โมล
ไฮโดรเจน = 1.22 = 22 ก./โมล
ออกซิเจน = 16.11 = 196 ก./โมล

มวลกราม =144 + 22 + 196
มวลโมลาร์ = 342 ก./โมล

2^โอ ขั้นตอน: คำนวณจำนวนอนุภาคโดยใช้กฎสามข้อเกี่ยวกับจำนวนอนุภาคและมวล

ในการประกอบกฎสามข้อ เราต้องจำไว้ว่า ในมวลโมลาร์ มวลนั้นสัมพันธ์กับค่าคงที่ของอโวกาโดรเสมอ ซึ่งก็คือ 6.02.10²³ เอนทิตี (เช่น โมเลกุลหรืออะตอม) ดังนั้น เนื่องจากซูโครสมีโมเลกุล เนื่องจากเป็นโมเลกุล (เกิดจากพันธะโควาเลนต์) เราจึงต้อง:

ซูโครส 342 กรัม6.02.10²³ โมเลกุล
ซูโครส 45 กรัม x

342.x = 45. 6,02.10²³

x = 270,9.10²³
342

x = 0.79.10²³ โมเลกุล

หรือ

x = 7.9.10²² โมเลกุล

ตัวอย่างที่ 2: คำนวณจำนวนอนุภาคที่มีอยู่ในสารละลายที่มีโพแทสเซียมคาร์บอเนต 90 กรัม (K₂CO₃) ละลายในน้ำ 800 มล. โดยรู้ว่าระดับความแตกตัวของเกลือนี้อยู่ที่ 60%

ข้อมูลการออกกำลังกาย:

• มวลของตัวถูกละลาย = 90 กรัม

• ปริมาณตัวทำละลาย = 800 มล.;

• α = 60% หรือ 0.6

สำหรับ กำหนดจำนวนอนุภาคตัวถูกละลายในสารละลายนั้น เป็นที่น่าสนใจว่ามีการพัฒนาขั้นตอนต่อไปนี้:

1^โอ ขั้นตอน: กำหนดมวลโมลาร์ของตัวถูกละลาย

ในการหามวลของตัวถูกละลาย ให้คูณมวลอะตอมของธาตุด้วยจำนวนอะตอมในสูตร จากนั้นรวมผลลัพธ์ทั้งหมด

โพแทสเซียม = 39.2 = 78 ก./โมล
คาร์บอน = 12.1 = 12 ก./โมล
ออกซิเจน = 16.3 = 48 ก./โมล

มวลกราม =144 + 22 + 196
มวลโมลาร์ = 138 ก./โมล

2^โอ ขั้นตอน: คำนวณจำนวนอนุภาคโดยใช้กฎสามข้อเกี่ยวกับจำนวนอนุภาคและมวล

ในการประกอบกฎสามข้อ เราต้องจำไว้ว่า ในมวลโมลาร์ มวลนั้นสัมพันธ์กับค่าคงที่ของอโวกาโดรเสมอ ซึ่งก็คือ 6.02.10²³ เอนทิตี (เช่น สูตรไอออน โมเลกุล หรืออะตอม เป็นต้น) ดังนั้น เนื่องจากคาร์บอเนตมีสูตรไอออนเนื่องจากเป็นไอออนิก (เกิดจากพันธะไอออนิก) เราจึงต้อง:

คาร์บอเนต 138 กรัม 6.02.10²³ โมเลกุล
คาร์บอเนต 90 กรัม x

138.x = 90. 6,02.10²³

x = 541,8.10²³
138

x = 6.02.10²³ สูตรไอออน (อนุภาค)

3^โอ ขั้นตอน: คำนวณจำนวนอนุภาค (q) จากการแตกตัวของเกลือ

ในโพแทสเซียมคาร์บอเนต เรามีโพแทสเซียมสองอะตอมในสูตร (K₂) และหน่วยของประจุลบCO₃. ดังนั้นค่าของ q สำหรับเกลือนี้คือ 3

q = 3

4^โอ ขั้นตอน: คำนวณจากปัจจัยแก้ไข Van't Hoff

ผม = 1 + α.(q-1)

ผม = 1 + 0.6.(3-1)

ผม = 1 + 0.6.(2)

ผม = 1 + 1.2

ผม = 2.2

5^โอ ขั้นตอน:กำหนดจำนวนอนุภาคจริง นำเสนอในสารละลาย

ในการกำหนดจำนวนอนุภาคจริงในสารละลายนี้ เพียงคูณจำนวนอนุภาคที่คำนวณใน 2^โอ ทีละขั้นตอนโดยปัจจัยการแก้ไขคำนวณใน4^โอ ขั้นตอน:

y = 6.02.10²³. 2,2

y = 13,244.10²³ อนุภาค

By Me. ดิโอโก้ โลเปส ดิอาส

ที่มา: โรงเรียนบราซิล - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/calculo-numero-particulas-uma-solucao.htm