» » تحقیق و بررسی مول و محلول و مسائل آن

مهرگان
 
 
 

تحقیق و بررسی مول و محلول و مسائل آن

31 فروردین 1392

تحقیق و بررسی مول و محلول و مسائل آن


مول و مولاریته


نگاه کلی
مولاریته یا غلظت مولار که با (M) نشان داده می‌شود، عبارت است از تعداد وزن مولکول گرم (یا تعداد مول) از یک جسم حل شده در یک لیتر محلول. مول کمیت اساسی است که یک شیمیدان تجزیه با آن سر و کار زیادی دارند. یک مول برابر با 6.023X1023 مولکول از یک جسم است. اصطلاح مول در یک مفهوم وسیع برای توصیف مقادیر ترکیبات مولکولی ، عناصر آزاد و یونها بکار می‌رود. به بیان دیگر وزن تعداد 6.023X1023 عدد مولکول ، یون یا عنصر برابر با 1 مول مولکول ، یون یا عنصر است که به صورت مولکول گرم ، یون گرم یا عنصر گرم نامیده می‌شود.

پس:
مول یکی از واحدهای شمارشی است. یک مول، مقداری از هر ماده است که تعداد ذرات بنیادی آن (مولکول یا اتم) برابر با تعداد اتم‌های موجود در ۱۲ گرم از کربن-۱۲ است. این تعداد، عدد آووگادرو نامیده شده و برابر است با 6.02214199 cdot 10^{23}

مولاریته:
تعداد مول های ماده حل شونده در هر لیتر محلول را مولاریته گویند. اگر 1.0 مول NaCl را در آب کافی حل کنیم تا یک لیتر محلول درست کند، یک محلول 1.0 مولار از نمک طعام خواهیم داشت. مولاریته را با M نشان می دهیم.


سوال 1:
کدام گزینه طرز درست کردن محلول 1.0 M نمک طعام NaCl را درست نشان می دهد؟
الف) 58 گرم نمک به یک لیتر آب اضافه کرده و آن را به دقت به هم بزنیم.
ب) 58 گرم نمک در بشر ریخته و آب را اضافه کنیم و مخلوط کنیم و آب را آن قدر به آن بیفزاییم که حجم کل محلول به یک لیتر برسد.
ج) 5.8 گرم نمک در بشر ریخته و آب کافی در آن بریزیم تا نمک را حل کند. سپس محلول را در استوانه مدرج بریزیم و آن قدر آب به آن اضافه کنیم تا حجم آن در استوانه مدرج به 100 میلی لیتر برسد.

جواب:
هر دو گزینه ب و ج صحیح هستند. برای مثال در گزینه ب، ظرفی که برای آزمایش انتخاب می کنید، بستگی به تعداد رقم های معنادار مورد نظر شما در مولاریته دارد. اگر یک رقم معنادار لازم دارید، یک بشر با حجم یک لیتر خوب است. اگر به دو یا سه رقم معنادار نیاز دارید، یک استوانه مدرج لازم خواهید داشت و اگر به 4 رقم معنادار نیاز دارید، باید از یک ظرف غلظت سنجی استفاده کنید.

در گزینه ج دقت کنید حل شدن 0.1 مول از NaCl در 100 میلی لیتر (0.1 لیتر) محلول، باعث ایجاد محلول 0.1 مولار می شود.

سوال 2:

اگر 50 میلی لیتر محلولی شامل 5.8 گرم نمک طعام باشد، مولاریته آن محلول چقدر است؟

الف) 0.10 ب) 2.0 ج) 0.050


جواب:

اگر 0.10 مول از ماده حل شونده در 0.050 لیتر از محلول وجود داشته باشد، مولاریته خواهد بود:

0.10 mole/0.050 L = 2.0 M

سوال 3:

تعداد مول ماده حل شونده در 130 میلی لیتر محلول 0.05 مولار نمک طعام چقدر است؟

جواب:

این مسئله را می توانید با سه روش حل کنید.

روش اول: 0.05 mole/1.0 L = x mole/0.310 L x = 0.0155

روش دوم: 310 میلی لیتر، 0.310/1 = 0.31 یک لیتر است، یعنی 31% از 0.05 مول.

0.31 x 0.05 moles = 0.0155

روش سوم:

با درک این نکته که مول بر جرم همان مولاریته است:

مولاریته × حجم = مول

0.310 L x 0.05 M = 0.0155


سوال 4:

اگر 10 میلی لیتر محلول 0.60 مولار اسید استیک با 55 میلی لیتر آب رقیق شود، مولاریته محلول نهایی چقدر است؟

10 میلی لیتر محلول 0.60 مولار دارای 0.01 L × 0.60=0.0060 مول است.

0.006 مول بعد از رقیق سازی در 0.055 لیتر موجود خواهد بود؛ بنابراین مولاریته محلول نهایی خواهد بود:

0.055 لیتر / مول 0.0060 = 0.11 مولار


سوال 5:

چد میلی لیتر از محلول 12 مولار HCl برای تهیه 100 میلی لیتر محلول 0.10 مولار HCl باید مصرف شود؟

ما به:

0.10 L x 0.10 mole/L = 0.01

مول از HCl احتیاج داریم. در هر لیتر محلول آماده HCl، 12 مول وجود دارد پس:

0.01 mole/ 12 (mole/L) = 8.3 x 10-4 L = 0.83 mL

لازم داریم. این مقدار محلول آماده بایستی تا 100 میلی لیتر کل محلول رقیق شود.

تهیه محلولهای مولار
برای تهیه یک محلول مولار از یک ترکیب باید یک مول از آن را وزن کرده و به مقدار کافی به آن آب اضافه کنیم تا دقیقا یک لیتر محلول بدست آید. به عنوان مثال برای تهیه یک محلول 2M از اسید سولفوریک باید گرم 196.16=98.08×2 از اسید سولفوریک را در مقدار کافی آب حل کنیم تا یک لیتر محلول 2M اسید سولفوریک بدست آید. وقتی یک محلول مایع تهیه می‌کنیم، حجم محلول به ندرت مساوی مجموع حجمهای اجزا خالص سازنده آن است. معمولا حجم نهایی محلول بیشتر یا کمتر از مجموع حجمهای اجزا سازنده آن است.

از این رو برای تهیه یک محلول معین عملا نمی‌توانیم مقدار حلال لازم را پیش‌بینی کنیم. برای تهیه محلولهای مولار و سایر محلولهایی که بر اساس حجم کل است، معمولا از بالنهای حجم‌سنجی استفاده می‌شود. در این صورت برای تهیه یک محلول مقدار دقیق ماده حل شونده را در بالن جای می‌هیم و با دقت آن قدر آب می‌افزائیم و بطور مداوم و با احتیاط هم می‌زنیم تا سطح محلول به خط نشانه‌ای که روی گردن بالن مشخص شده برسد.
محاسبه غلظت یک محلول بر حسب مولاریته
برای محاسبه غلظت یک محلول بر حسب مولاریته ابتدا باید تعداد مولهای جسم حل شده را بدست آوریم. تعداد مولهای جسم حل شده از تقسیم کردن وزن آن (برحسب گرم) به وزن فرمولی بدست می‌آید.


اگر ماده حل شده به صورت مولکولی باشد، در آن صورت تعداد مول از فرمول وزن مولکولی/گرمهای ماده حل شده=تعداد مولها (مولکول حل شده) محاسبه می‌شود.

اگر بخواهیم تعداد مولهای یک یون را محاسبه کنیم، باید بجای وزن مولکولی وزن یون مربوطه را در فرمول قرار دهیم. یعنی وزن یونی/گرمهای ماده حل شده=تعداد مول‌ها (یون حل شده).

اگر ماده حل شده به صورت اتمی باشد، مثلا نقره فلزی در آن صورت تعداد مولها از فرمول وزن اتمی/گرمهای ماده حل شده = تعداد مولها (اتم حل شده) بدست می‌آید. بعد از بدست آوردن تعداد مولهای ماده حل شده با قرار دادن آن در فرمول غلظت مولار ، مولاریته محلول بدست می‌آید. یعنی داریم

لیتر محلول/میلی مولهای ماده حل شده= M

یا
لیتر محلول/تعداد مول‌های حل شده=M

وقتی غلظت محلول بر حسب مولاریته بیان می‌شود، محاسبه مقدار ماده حل شده موجود در یک نمونه معین از محلول آسان است. به عنوان مثال یک لیتر محلول 2 مولار دارای 2 مول ماده حل شده است. 500ml آن دارای یک مول ماده حل شده ، 100ml آن دارای 0.2 مول ماده حل شده است.
نکته مهم
تنها اشکال تعیین غلظتها بر اساس حجم محلول این است که چنین غلظتهایی با تغییر دما اندکی تغییر می‌کنند، زیرا تغییر دما موجب انقباض یا انبساط محلول می‌شود. بنابراین برای اینکه غلظت محلول تهیه شده دقیق‌تر باشد، باید محلول در دمایی که قرار است استفاده شود، تهیه شده و از بالن حجم ‌سنجی که در این دما مدرج شده است استفاده شود.

پایان

علمی


ارسال نظر

نام:
ایمیل:
متن نظر:
 
برای مشاهده بهتر سایت از مرورگر فایرفاکس ، اُپرا و یا گوگل کروم استفاده نمایید