Vsak dan se srečujemo z rešitvami različnih snovi. Vendar je malo verjetno, da se vsak od nas zaveda, kako veliko vlogo imajo ti sistemi. Velik del njihovega vedenja je danes postal jasen s podrobno študijo v tisočletjih. V vsem tem času se je uvedlo veliko izrazov, ki so navadnemu človeku nerazumljivi. Ena izmed njih je normalnost rešitve. kaj je to? O tem bomo razpravljali v našem članku. Začnimo s potapljanjem v preteklost.
Zgodovina raziskav
Prvi bistri umi, ki so začeli preučevati rešitve, so bili tako znani kemiki, kot so Arrhenius, van't Hoff in Ostwald. Pod vplivom njihovega dela so se naslednje generacije kemikov začele poglabljati v študij vodnih in razredčenih raztopin. Seveda so si nabrali ogromno znanja, a brez pozornosti so ostale nevodne raztopine, ki imajo mimogrede tudi veliko vlogo tako v industriji kot na drugih področjih človeškega življenja.
V teoriji nevodnih raztopin je bilo veliko nerazumljivosti. Na primer, če se je v vodnih sistemih vrednost prevodnosti povečala s povečanjem stopnje disociacije, potem je bilo v podobnih sistemih, vendar z drugim topilom namesto vode, obratno. Majhne električne vrednostiprevodnosti pogosto ustrezajo visokim stopnjam disociacije. Anomalije so spodbudile znanstvenike k raziskovanju tega področja kemije. Zbral se je velik nabor podatkov, katerih obdelava je omogočila iskanje zakonitosti, ki dopolnjujejo teorijo elektrolitske disociacije. Poleg tega je bilo mogoče razširiti znanje o elektrolizi in naravi kompleksnih ionov organskih in anorganskih spojin.
Potem so se začele aktivnejše raziskave na področju koncentriranih raztopin. Takšni sistemi se po lastnostih bistveno razlikujejo od razredčenih zaradi dejstva, da z naraščajočo koncentracijo raztopljene snovi začne njena interakcija s topilom igrati vse pomembnejšo vlogo. Več o tem v naslednjem razdelku.
Teorija
Trenutno je najboljša razlaga obnašanja ionov, molekul in atomov v raztopini le teorija elektrolitske disociacije. Odkar ga je v 19. stoletju ustvaril Svante Arrhenius, je doživel nekaj sprememb. Odkriti so bili nekateri zakoni (kot je Ostwaldov zakon o redčenju), ki se nekoliko ne ujemajo s klasično teorijo. Toda zahvaljujoč kasnejšemu delu znanstvenikov so bile teorijo narejene spremembe in v svoji sodobni obliki še vedno obstaja in z visoko natančnostjo opisuje rezultate, pridobljene eksperimentalno.
Glavno bistvo elektrolitske teorije disociacije je, da se snov, ko se raztopi, razpade na njene sestavne ione – delce, ki imajo naboj. Glede na sposobnost razgradnje (ločitve) na dele so močne in šibkeelektroliti. Močni se v raztopini nagibajo k popolni disociaciji na ione, medtem ko šibki le v zelo majhni meri.
Ti delci, na katere se molekula razbije, lahko medsebojno delujejo s topilom. Ta pojav se imenuje reševanje. Vendar se to ne zgodi vedno, saj je posledica prisotnosti naboja na molekulah ionov in topila. Na primer, molekula vode je dipol, to je delec, ki je na eni strani pozitivno nabit, na drugi pa negativno. In ioni, v katere se razpade elektrolit, imajo tudi naboj. Tako te delce privlačijo nasprotno nabite strani. Toda to se zgodi samo s polarnimi topili (kot je voda). Na primer, v raztopini katere koli snovi v heksanu do solvatacije ne bo prišlo.
Za preučevanje rešitev je zelo pogosto potrebno poznati količino topljenca. Včasih je zelo neprijetno nadomestiti določene količine v formule. Zato obstaja več vrst koncentracij, med katerimi je normalnost raztopine. Zdaj bomo podrobno povedali o vseh načinih izražanja vsebnosti snovi v raztopini in metodah za njen izračun.
Koncentracija raztopine
V kemiji obstaja veliko formul, nekatere pa so sestavljene tako, da je bolj priročno vzeti vrednost v takšni ali drugačni obliki.
Prva in nam najbolj znana oblika izražanja koncentracije je masni delež. Izračuna se zelo preprosto. Samo maso snovi v raztopini moramo deliti z njeno skupno maso. TorejTako dobimo odgovor v ulomkih ena. Če dobljeno število pomnožimo s sto, dobimo odgovor v odstotkih.
Nekoliko manj znana oblika je prostorninski delež. Najpogosteje se uporablja za izražanje koncentracije alkohola v alkoholnih pijačah. Prav tako se izračuna precej preprosto: prostornino topljenca delimo s prostornino celotne raztopine. Kot v prejšnjem primeru lahko odgovor dobite v odstotkih. Na nalepkah pogosto piše: »40 % vol.«, kar pomeni: 40 vol. %.
V kemiji se pogosto uporabljajo druge vrste koncentracije. Toda preden preidemo nanje, se pogovorimo o tem, kaj je mol snovi. Količina snovi se lahko izrazi na različne načine: masa, prostornina. Toda navsezadnje imajo molekule vsake snovi svojo težo in po masi vzorca je nemogoče razumeti, koliko molekul je v njej, in to je potrebno za razumevanje kvantitativne komponente kemičnih transformacij. Za to je bila uvedena taka količina, kot je mol snovi. Pravzaprav je en mol določeno število molekul: 6,021023. To se imenuje Avogadrovo število. Najpogosteje se taka enota, kot je mol snovi, uporablja za izračun količine produktov reakcije. V zvezi s tem obstaja še ena oblika izražanja koncentracije - molarnost. To je količina snovi na enoto prostornine. Molarnost je izražena v mol/L (beri: mol na liter).
Obstaja zelo podoben izraz za vsebino snovi v sistemu: molalnost. Od molarnosti se razlikuje po tem, da določa količino snovi ne v enoti prostornine, temveč v enoti mase. In izraženo v molitvahna kilogram (ali drug večkratnik, na primer na gram).
Tako smo prišli do zadnje oblike, ki jo bomo zdaj obravnavali ločeno, saj njen opis zahteva nekaj teoretičnih informacij.
normalnost rešitve
Kaj je to? In kako se razlikuje od prejšnjih vrednot? Najprej morate razumeti razliko med koncepti, kot sta normalnost in molarnost raztopin. Pravzaprav se razlikujejo le po eni vrednosti - ekvivalenčnem številu. Zdaj si lahko celo predstavljate, kakšna je normalnost rešitve. To je samo spremenjena molarnost. Ekvivalentno število označuje število delcev, ki lahko komunicirajo z enim molom vodikovih ionov ali hidroksidnih ionov.
Seznanili smo se, kakšna je normalnost rešitve. A navsezadnje je vredno kopati globlje in videli bomo, kako preprosta je ta na prvi pogled zapletena oblika opisovanja koncentracije. Torej, poglejmo podrobneje, kakšna je normalnost rešitve.
Formula
Precej enostavno si je predstavljati formulo iz besednega opisa. Videti bo takole: Cn=zn/N. Tukaj je z faktor ekvivalentnosti, n količina snovi, V prostornina raztopine. Prva vrednost je najbolj zanimiva. Prikazuje samo ekvivalent snovi, to je število resničnih ali namišljenih delcev, ki lahko reagirajo z enim minimalnim delcem druge snovi. S tem se dejansko normalnost rešitve, katere formula je bila predstavljena zgoraj, kvalitativno razlikujeiz molarnosti.
In zdaj pojdimo k drugemu pomembnemu delu: kako določiti normalnost rešitve. To je nedvomno pomembno vprašanje, zato je vredno pristopiti k njegovi študiji z razumevanjem vsake vrednosti, navedene v zgoraj predstavljeni enačbi.
Kako najti normalnost rešitve?
Formula, o kateri smo razpravljali zgoraj, se uporablja izključno. Vse vrednosti, podane v njem, se v praksi zlahka izračunajo. Pravzaprav je zelo enostavno izračunati normalnost raztopine, če poznamo nekatere količine: maso topljenca, njeno formulo in prostornino raztopine. Ker poznamo formulo molekul snovi, lahko najdemo njeno molekulsko maso. Razmerje med maso vzorca topljenca in njegovo molsko maso bo enako številu molov snovi. In če poznamo prostornino celotne raztopine, lahko zagotovo rečemo, kakšna je naša molska koncentracija.
Naslednja operacija, ki jo moramo izvesti za izračun normalnosti rešitve, je dejanje iskanja faktorja ekvivalence. Da bi to naredili, moramo razumeti, koliko delcev nastane kot posledica disociacije, ki lahko pritrdijo protone ali hidroksilne ione. Na primer, v žveplovi kislini je faktor ekvivalentnosti 2, zato se normalnost raztopine v tem primeru izračuna tako, da se njena molarnost preprosto pomnoži z 2.
Prijava
V kemični analitiki je pogosto treba izračunati normalnost in molarnost raztopin. To je zelo priročno zaizračun molekulskih formul snovi.
Kaj še brati?
Da bi bolje razumeli, kakšna je normalnost rešitve, je najbolje odpreti učbenik splošne kemije. In če že poznate vse te podatke, se obrnite na učbenik analitične kemije za študente kemijskih specialnosti.
Sklep
Zahvaljujoč članku mislimo, da ste razumeli, da je normalnost raztopine oblika izražanja koncentracije snovi, ki se uporablja predvsem v kemičnih analizah. In zdaj nikomur ni skrivnost, kako se izračuna.
