Ако виждаш това съобщение, значи уебсайтът ни има проблем със зареждането на външни ресурси.

If you're behind a web filter, please make sure that the domains *.kastatic.org and *.kasandbox.org are unblocked.

Основно съдържание

Моларност (моларна концентрация)

Определения за разтвор, разтворено вещество и разтворител. Как моларността се използва за определяне на концентрацията на разтвореното вещество и как се изчислява моларността.

Основни идеи

  • Смесите с еднакъв състав се наричат еднородни смеси или разтвори.
  • Смесите с нееднороден състав са хетерогенни смеси.
  • Химичното вещество, което е в най-голямо количество в разтвора, се нарича разтворител, а останалите компоненти са разтворени вещества.
  • Моларност или моларна концентрация е броят на моловете на разтвореното вещество на литър разтвор, който може да се изчисли с помощта на следната формула:
Моларност=молове разтворено веществолитри разтвор
  • Моларната концентрация може да се използва за превръщане между маса или молове на разтвореното вещество и обема на разтвора.

Въведение: смеси и разтвори

В реалния живот често срещаме смеси от различни елементи и съединения. Един пример за смес от различни вещества е човешкото тяло. Знаеш ли, че масата на човешкото тяло се състои от 57% вода? Оказва се, че сме изградени от биологични молекули, газове и органични йони, разтворени във вода. Не знам на теб как ти звучи, но за мен това е изумително!
Освен плажуващите, пясъкът на плажа и морската вода също са смеси! Снимка от Bondi Beach от penreyes on flickr, CC BY 2.0
Ако веществата се смесят така, че съставът им навсякъде в пробата да бъде хомогенен, сместа се нарича хомогенна. Смес, която има нееднороден състав, се нарича хетерогенна.
Хомогенните смеси се наричат още разтвори, а компонентите на разтворите могат да са твърди, течни и газообразни. Често искаме да определим количествено веществата в разтвора, т.е. тяхната концентрация. В тази статия ще научим как да описваме количествено разтворите и ще обсъдим как можем да използваме тази информация, когато правим стехиометрични изчисления.

Моларна концентрация

Компонентът на разтвора, който е в най-голямо количество, се нарича разтворител. Всяко вещество, смесено с разтворителя, се нарича разтворено вещество. То може да бъде газ, течност или твърдо вещество. Например земната атмосфера е смес от 78% азот, 21% кислород и 1% аргон, въглероден диоксид и други газове. Можем да приемем атмосферата за разтвор, в който разтворителят е азот, а разтворените вещества са кислород, аргон и въглероден диоксид.
Моларността или моларната концентрация на разтворено вещество се дефинира като брой молове разтворено вещество за литър разтвор (не за литър разтворител!):
Моларност=молове разтворено веществолитри разтвор
Моларността се измерва с единицата моллитър, което може да се съкрати до молар или M (произнася се "молар"). Моларната концентрация на разтвореното вещество понякога се записва кратко с квадратни скоби около химичната формула на разтвореното вещество. Например концентрацията на хлоридни йони в разтвор може да бъде записана като [Cl]. Моларната концентрация ни позволява да правим преобразувания между обема на разтвора и моловете (или масата) на разтвореното вещество.
Проверка на понятията: Бронзът е сплав, която може да се смята за твърд разтвор на ~88% мед с 12% калай. Кое вещество е разтворител и кое вещество е разтворено в бронза?

Пример 1: Изчисляване на моларната концентрация на разтвора

Да разгледаме разтвор на 2,355g сярна киселина H2SO4 във вода. Общият обем на разтвора е 50,0mL. Каква е моларната концентрация на сярната киселина [H2SO4]?
За да изчислим концентрацията на [H2SO4], трябва да намерим колко мола сярна киселина има в разтвора. Можем да превърнем масата на разтвореното вещество в молове, като използваме молекулното тегло на сярната киселина, което е 98,08gmol:
молове H2SO4=2,355g H2SO41мол 98,08g=0,02401mol H2SO4
Сега можем да заместим моловете сярна киселина и общия обем на разтвора във формулата за моларност, за да изчислим моларната концентрация на сярната киселина:
[H2SO4]=мола разтворено веществоL разтвор=0,02401мола 0,050L=0,48M
Проверка на понятията: Каква е моларната концентрация на H+ йони в 4,8M разтвор на H2SO4?

Пример 2: Да направим разтвор с определена концентрация

Понякога знаем каква концентрация и обем разтвор трябва да получим и искаме да знаем какво количество разтворено вещество ни трябва, за да направим този разтвор. В този случай можем да разместим уравнението за моларност и да намерим нужните молове разтворено вещество.
молове разтворено вещество=МоларностL разтвор
Да кажем, че искаме на направим 0,250L воден разтвор с [NaCl]=0,800M. Каква е масата на необходимия за този разтвор NaCl?
Можем да използваме пренареденото моларно уравнение, за да изчислим моловете NaCl, които са необходими за определената концентрация и обем:
молове NaCl=[NaCl]L разтвор=0,800молаL0,250L=0,200мола NaCl
След това можем да използваме молекулното тегло на натриевия хлорид, което е 58,44gмол, за да превърнем масата от молове в грамове NaCl:
Масата NaCl=0,200мола58,44g1 мол=11,7g NaCl
На практика можем да използваме тази информация, за да направим разтвора по следния начин:
Стъпка 1.  Измери 11,7g натриев хлорид.
Стъпка 2.  Прехвърли натриевия хлорид в чиста суха, колба.
Стъпка 3.  Добави вода към NaCl, докато общият обем на разтвора стане 250mL.
Стъпка 4.  Разбърквай, докато NaCl се разтвори напълно.
Точността на моларната концентрация зависи от това какви съдове сме избрали и от точността на везните, които използваме, за да измерим разтвореното вещество. От съдовете зависи точността на обема на разтвора. Ако не сме прекалено претенциозни, можем да смесим разтвора в ерленмайерова колба или в мензура. Ако искаме да сме изключително точни, както когато правим стандартен разтвор за експеримент по аналитична химия, можем да смесим компонентите в мерителна колба (виж снимката по-долу).
Мерителна колба, която съдържа разтвор на метиленово синьо, боя. Снимка на Amanda Slater on flickr, CC BY-SA 2.0

Резюме

  • Смесите с еднакъв състав се наричат еднородни (хомогенни) разтвори.
  • Смесите с нееднороден състав са хетерогенни смеси.
  • Химичното вещество, което е в най-голямо количество в разтвора, се нарича разтворител, а останалите компоненти са разтворени вещества.
  • Моларност или моларна концентрация е броят на моловете на разтвореното вещество на литър разтвор, което може да се изчисли с помощта на следното уравнение:
Моларност=молове разтворено веществолитри разтвор
  • Моларната концентрация може да се използва за превръщане между маса или молове на разтвореното вещество и обема на разтвора.

Опитай: Стехиометрия на утаена реакция

Моларността е удобна за стехиометрични изчисления, които включват реакции в разтвори като утаяване и неутрализация. Да разгледаме реакцията на утаяване между Pb(NO3)2 и KI. Когато тези два разтвора се смесят, се утаява ярко жълта утайка PbI2. Балансираното уравнение на тази реакция е:
Pb(NO3)2+2KIPbI2+2KNO3
Ако имаме 0,1L от 0,10M Pb(NO3)2, какъв обем от 0,10M KI трябва да добавим, за да реагира цялото количество Pb(NO3)2?
Избери един отговор:

Искаш ли да се присъединиш към разговора?

Разбираш ли английски? Натисни тук, за да видиш още дискусии в английския сайт на Кан Академия.