Обчислення кількості частинок у розчині

О обчислення кількості частинок в рішенні є основним аспектом для нас, щоб виміряти колігативний ефект (осмоскопія, кріоскопія, ебуліоскопія і тоноскопія), спричинені додаванням розчиненої речовини до певного розчинника.

Чим більше кількість частинок у розчиненій речовині присутній у розчині, тим інтенсивніший колігативний ефект. Розрахунок кількості частинок головним чином враховує природу доданої розчиненої речовини.

Класифікація розчиненої речовини щодо її природи проводиться наступним чином:

• молекулярна розчинена речовина

Це розчинена речовина, не здатна страждати від явищ дисоціація або іонізаціянезалежно від розчинника, до якого його додавали. Приклади: глюкоза, сахароза, етиленгліколь тощо.

Таким чином, оскільки молекулярна розчинена речовина не іонізує та не дисоціює, якщо до розчинника додати 15 молекул (частинок), у нас з’явиться 15 розчинених молекул.

• іонна розчинена речовина

Це розчинена речовина, яка при додаванні до розчинника зазнає явища іонізації (утворення катіонів та аніонів) або дисоціації (виділення катіонів та аніонів). Приклади: кислоти, основи, солі тощо.

Отже, якщо ми додаємо до розчинника 15 його молекул, у нас буде 15 частинок плюс х частинок.

Фактор корекції Вант-Гоффа

Вчений Вант Хофф розробив формулу для розрахунку поправочного коефіцієнта кількість частинок іонної розчиненої речовини у розчині.

i = 1 + α. (q-1)

Буття:

• i = коефіцієнт коригування Van't Hoff.

• α = ступінь дисоціації або іонізації розчиненої речовини;

• q = кількість частинок, отриманих в результаті дисоціації або іонізації розчиненої речовини;

Коефіцієнт Van't Hoff повинен використовуватися для множення знайденого значення для кількість частинок у розчині. Отже, якщо, наприклад, поправочний коефіцієнт дорівнює 1,5, а кількість частинок розчиненої речовини в розчині 8,5,10²², ми матимемо:

кількість реальних частинок розчиненої речовини в розчині = 1,5. 8,5.10²²

кількість реальних частинок розчиненої речовини в розчині = 12,75,10²²

або

кількість реальних частинок розчиненої речовини в розчині = 1275,10²³

Приклади розрахунку кількості частинок у розчині

Приклад 1: Розрахунок кількості частинок, присутніх у розчині, що містить 45 грам сахарози (C₆H₁₂О₆) розчиняють у 500 мл води.

Дані вправи:

• Маса розчиненої речовини = 45 грам;

• Об’єм розчинника = 500 мл.

Виконайте наступне:

1^О Крок: визначити молярну масу розчиненої речовини.

Щоб визначити масу розчиненої речовини, просто помножте атомну масу елемента на кількість атомів у ньому у формулі. Потім складіть усі результати.

Вуглець = 12,12 = 144 г / моль
Водень = 1,22 = 22 г / моль
Кисень = 16,11 = 196 г / моль

Молярна маса = 144 + 22 + 196
Молярна маса = 342 г / моль

2^О Крок: Обчисліть кількість частинок, використовуючи правило трьох, що включає кількість частинок і масу.

Щоб скласти правило трьох, ми повинні пам’ятати, що в молярній масі маса завжди пов’язана з константою Авогадро, яка становить 6.02.10²³ сутності (молекули або атоми, наприклад). Отже, оскільки сахароза має молекули, оскільки вона молекулярна (утворена ковалентним зв’язком), ми повинні:

342 грами сахарози 6.02.10²³ молекули
45 грам сахарози х

342.x = 45. 6,02.10²³

x = 270,9.10²³
342

х = 0,79,10²³ молекули

або

х = 7.9.10²² молекули

Приклад 2: Обчисліть кількість частинок, присутніх у розчині, який містить 90 грам карбонату калію (K₂CO₃) розчиняють у 800 мл води. Знаючи, що ступінь дисоціації цієї солі становить 60%.

Дані вправи:

• Маса розчиненої речовини = 90 грам;

• Об’єм розчинника = 800 мл;

• α = 60% або 0,6.

Для визначити кількість частинок розчиненої речовини в цьому розчині, цікаво, що розробляються наступні кроки:

1^О Крок: визначити молярну масу розчиненої речовини.

Щоб визначити масу розчиненої речовини, просто помножте атомну масу елемента на кількість атомів у ньому у формулі. Потім складіть усі результати.

Калій = 39,2 = 78 г / моль
Вуглець = 12,1 = 12 г / моль
Кисень = 16,3 = 48 г / моль

Молярна маса = 144 + 22 + 196
Молярна маса = 138 г / моль

2^О Крок: обчисліть кількість частинок, використовуючи правило трьох, що включає кількість частинок і масу.

Щоб скласти правило трьох, ми повинні пам’ятати, що в молярній масі маса завжди пов’язана з константою Авогадро, яка становить 6.02.10²³ сутності (іон-формула, молекули або атоми, наприклад). Отже, оскільки карбонат має іонну формулу, оскільки він є іонним (утвореним іонним зв’язком), ми маємо:

138 грам карбонату 6.02.10²³ молекули
90 грамів карбонату х

138.x = 90. 6,02.10²³

x = 541,8.10²³
138

х = 6.02.10²³ формула іонів (частинок)

3^О Крок: обчислити кількість частинок (q) від дисоціації солі.

У карбонаті калію ми маємо присутність у формулі двох атомів калію (K₂) і одиниця аніону CO₃. Отже, значення q для цієї солі дорівнює 3.

q = 3

4^О Крок: обчислити за коефіцієнтом Вант-Гоффа.

i = 1 + α. (q-1)

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

i = 1 + 0,6. (2)

i = 1 + 1,2

i = 2,2

5^О Крок:визначити кількість реальних частинок присутній у розчині.

Щоб визначити кількість реальних частинок у цьому розчині, просто помножте кількість частинок, розраховане на 2^О крок за коефіцієнтом корекції, розрахований у 4^О крок:

y = 6.02.10²³. 2,2

y = 13 244,10²³ частинки

Мені Діого Лопес Діас

Джерело: Бразильська школа - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/calculo-numero-particulas-uma-solucao.htm