Kimyo · Eritmalar va elektrolitlar · 11-sinf

Eritma konsentratsiyasi

Fiziologik eritma 0,9 % — bu necha mol/l? Dorixonada uni qanday tayyorlashadi?

Vaziyat

Dorixonada provizor tomchi dori uchun eritma tayyorlayapti: shishada «NaCl 0,9 %» deb yozilgan. Oshxonadagi sirka shishasida «9 %», tibbiyot spirtida «70 %», laboratoriya kolbalarida esa «0,1 M» va «0,1 N». Bu foizlar va harflar nimani bildiradi? 0,9 % li eritma — necha mol/l, va o‘lchov kolbasida aniq 0,1 M eritmani qanday tayyorlash mumkin?

Mavzu

Eritma konsentratsiyasi: foiz, molyar va normal. Dorixona va oshxona: 0,9 % fiziologik eritma, 9 % sirka, 70 % spirt — o‘lchov kolbasida 1 M eritma tayyorlash

Asosiy tushunchalar

Massa ulushi
Molyar va normal konsentratsiya
Aralashtirish qoidasi

Formulalar

ω = \frac{m (modda)}{m (eritma)} \cdot 100 %, m (eritma) = ρ V

Foiz konsentratsiya (massa ulushi) va eritma massasi, hajmi, zichligi orasidagi bog‘lanish.

C_{M} = \frac{n}{V} = \frac{m}{M V}

Molyar konsentratsiya, mol/l: 1 litr eritmadagi erigan modda miqdori.

C_{N} = z C_{M}, E = \frac{M}{z}

Normal konsentratsiya — 1 litrdagi ekvivalentlar soni; $z$ — kislotada $H^{+}$ , asosda $OH^{-}$ soni, oksidlovchida — qabul qilinadigan elektronlar soni.

C_{M} = \frac{10 ω ρ}{M}, C_{N} = \frac{10 ω ρ}{E}

O‘tish formulalari: $ω$ — foizda, $ρ$ — g/ml da.

\frac{m_{1}}{m_{2}} = \frac{ω - ω_{2}}{ω_{1} - ω}

Aralashtirish («xoch» qoidasi); titrlashda esa $N_{1} V_{1} = N_{2} V_{2}$ .

Nazariya

Foiz konsentratsiya (15–16-§)

Eritma konsentratsiyasi — ma’lum miqdor eritmadagi (yoki erituvchidagi) erigan modda miqdori. Foiz konsentratsiya (massa ulushi) $ω = m (modda) / m (eritma) \cdot 100 %$ : 100 g eritmada necha gramm modda borligini ko‘rsatadi. Eritma tayyorlash: $m (modda) = ω m (eritma) / 100$ tarozida tortiladi, suv $m (suv) = m (eritma) - m (modda)$ — silindrda o‘lchanadi (1 ml suv ≈ 1 g; aniqrog‘i 20 °C da 0,998 g). Masalan, 500 g fiziologik eritma (0,9 %) uchun 4,5 g NaCl va 495,5 g suv kerak. Tibbiyotda 0,9 % «100 ml da 0,9 g», ya’ni 9 g/l deb tushuniladi. Suyuqliklar uchun ko‘pincha hajmiy ulush ishlatiladi: «70 % spirt» — 100 ml da 70 ml etanol; massa bo‘yicha bu taxminan 62–63 %.

Massa, hajm va zichlik (17-§)

Eritmani ko‘pincha hajm bilan o‘lchaymiz, konsentratsiya esa massaga berilgan — ularni zichlik bog‘laydi: $m = ρ V$ . Zichlik konsentratsiyaga bog‘liq va jadvallarda beriladi (20 °C): NaCl 10 % — 1,071, 20 % — 1,148 g/ml; NaOH 10 % — 1,109, 40 % — 1,430 g/ml; $H_{2} SO_{4}$ 10 % — 1,066, 96 % — 1,836 g/ml. Zichlikni areometr o‘lchaydi: u eritmada suzadi va zichroq suyuqlikda balandroq ko‘tariladi; shkala sirt bilan kesishgan joyda o‘qiladi, jadvaldan esa $ω$ topiladi. Eritmalar aralashganda massalar qo‘shiladi, hajmlar esa qo‘shilmaydi: ko‘pincha aralashma hajmi biroz kichik bo‘ladi (masalan, sulfat kislota va suv).

Molyar konsentratsiya (18-§)

Molyar konsentratsiya $C_{M} = n / V$ — 1 litr eritmadagi modda mollari soni (mol/l, qisqacha «M»). 0,1 M eritma tayyorlash uchun $m = C_{M} V M$ tortiladi va o‘lchov kolbasida eritiladi: modda voronka orqali kolbaga solinadi, yarmigacha suv quyib eritiladi, so‘ng suv belgigacha qo‘shiladi — meniskning pastki cheti belgi bilan bir tekisda, ko‘z ham shu balandlikda bo‘lishi kerak; kolba tiqin bilan yopilib, bir necha marta ag‘dariladi. Kristallogidrat tortilsa, uning molyar massasi olinadi: 100 ml 0,2 M $CuSO_{4}$ uchun 0,02 mol · 249,7 g/mol = 4,99 g mis kuporosi $CuSO_{4} \cdot 5 H_{2} O$ . Boshqa usullar: titr $T = m / V$ (g/ml) va molyal konsentratsiya $b = n / m (erituvchi)$ (mol/kg) — u haroratga bog‘liq emas.

Normal konsentratsiya (19-§)

Ekvivalent — moddaning bitta $H^{+}$ yoki $OH^{-}$ ga (bitta elektronga) mos keladigan qismi; ekvivalent massa $E = M / z$ . Kislotada $z$ — almashinadigan vodorod ionlari soni ( $HCl$ — 1, $H_{2} SO_{4}$ — 2), asosda — gidroksid guruhlari soni, tuzda — kation zaryadi va soni ko‘paytmasi ( $Na_{2} CO_{3}$ — 2, $CuSO_{4}$ — 2), oksidlovchi yoki qaytaruvchida — bitta zarracha qabul qiladigan yoki beradigan elektronlar soni: kislotali muhitda $MnO_{4}^{-} + 8 H^{+} + 5 e^{-} \overset{}{\to} Mn^{2 +} + 4 H_{2} O$ , shuning uchun $KMnO_{4}$ uchun $z$ = 5 va 0,02 M eritma — 0,1 N. Normal konsentratsiya $C_{N} = n (ekv) / V = z C_{M}$ (ekv/l, «N»): 1 M $H_{2} SO_{4}$ = 2 N. Afzalligi: moddalar doim teng ekvivalentlarda reaksiyaga kirishadi, shuning uchun titrlashda $N_{1} V_{1} = N_{2} V_{2}$ — koeffitsiyentlarni yozmasdan hisoblash mumkin.

O‘tish formulalari va aralashtirish (20–21-§)

1 l eritmaning massasi $1000 ρ$ g, undagi modda $10 ω ρ$ g, shuning uchun $C_{M} = 10 ω ρ / M$ va $C_{N} = 10 ω ρ / E$ . Masalan, 96 % li $H_{2} SO_{4}$ ( $ρ$ = 1,8355 g/ml): $C_{M}$ = 10 · 96 · 1,8355 / 98,08 ≈ 18 M, ya’ni ≈ 36 N. Suyultirishda modda massasi saqlanadi: $m_{1} ω_{1} = m_{2} ω_{2}$ (hajmlarda $C_{1} V_{1} = C_{2} V_{2}$ ). Ikki eritma aralashtirilganda $ω = (m_{1} ω_{1} + m_{2} ω_{2}) / (m_{1} + m_{2})$ ; bundan xoch (diagonal) qoidasi: chap tomonga $ω_{1}$ va $ω_{2}$ , o‘rtaga kerakli $ω$ , o‘ng tomonga ayirmalar $ω - ω_{2}$ va $ω_{1} - ω$ yoziladi — ular olinadigan massalar nisbati. Suv uchun $ω_{2} = 0$ .

Xavfsizlik va model

Xavfsizlik: kislotani suvga quying, hech qachon aksincha emas — konsentrlangan $H_{2} SO_{4}$ ga suv tushsa, u qaynab, kislota sachraydi. NaOH va kislotalar bilan himoya ko‘zoynagi va qo‘lqopda ishlang; NaOH erishida eritma qiziydi. Ishqor teriga yoki ko‘zga tushsa, darhol ko‘p suv bilan yuving. Pipetkani og‘iz bilan tortmang. Model: 20 °C; zichliklar CRC jadvallaridan chiziqli interpolyatsiya; tarozi aniqligi 0,01 g, o‘lchov kolbasi belgigacha aniq to‘ldiriladi; titrlashda pH zaryad balansidan hisoblanadi (ideal eritma), $H_{2} SO_{4}$ ikkala bosqichda kuchli kislota deb olingan; aralashtirishda issiqlik va bug‘lanish hisobga olinmagan.

Bilasizmi?

Fiziologik eritma — 1 litrda 9 g NaCl, ya’ni 154 mmol/l $Na^{+}$ va shuncha $Cl^{-}$ . Uning osmotik konsentratsiyasi ≈ 286 mOsm/l — qon plazmasinikiga (≈ 285) juda yaqin, shuning uchun u qon hujayralarini shishirmaydi ham, burishtirmaydi ham.
Sanoatdagi «konsentrlangan» sulfat kislota — 98,3 % li: zichligi ≈ 1,84 g/ml, molyar konsentratsiyasi ≈ 18,4 mol/l. Uni suyultirishda kislota suvga oz-ozdan, aralashtirib turib quyiladi — issiqlik ko‘p ajraladi.

Tajribada nima bor

Tajriba hayotiy vaziyatdan boshlanadi: natijani taxmin qilasiz, boshqaruvlarni o‘zgartirib tajriba o‘tkazasiz va xulosa chiqarasiz. Ichida topshiriqlar, nazariya, test va ekskursiya bor — kamera o‘zi harakatlanib, eng muhim joylarni tushuntiradi.