دانستنی های شیمی

آشنایی با روشهای محلول سازی

در هنگام كار با محلول ها فقط دانستن حجم محلول مورد استفاده كافى نيست چون كه در آزمايشگاه شيمى علاوه بر محلول هاى بسيار غليظ محلول هاى ديگرى هم كه داراى غلظت هاى متفاوت و مشخصى مى باشند وجود دارد كه اين محلول ها يا از حل كردن نسبت معينى از مواد جامد شيميايى در آب و يا از رقيق كردن محلول هاى بسيار غليظ توسط حلالى مناسب بدست مى آيند كه پس از تهيه، آنها را معمولا داخل بالن هاى ته صاف نگهدارى مى كنند و حتما بايد نام ماده شيميايى و يا فرمول آن و نيز غلظت محلول را روى برچسبى كه بر ظروف نگهدارى آن زده مى شود نوشته و نيز گاهى اوقات ممكن است كه علاوه بر دو مورد فوق، اطلاعاتى نظير جرم مولكولى، دانسيته و درجه خلوص ماده مورد نظر را هم بر روى برچسب اطلاعات محلول اضافه كنند.
براى غلظت محلول ها مى توان واحد هاى مختلفى را نظير درصد وزنى، غلظت معمولى، غلظت مولاريته، غلظت مولاليته، غلظت نرماليته و... در نظر گرفت و چون مقادير آنها تعريف شده است پس مى توان با استفاده از روابط ميان واحد هاى غلظت، واحد هاى ديگر آن را هم بدست آورد.

روش محاسباتى نردبانى:
به دليل اينكه در مسائل مربوط به غلظت محلول ها بايد داده هاى تقريبا زيادى از قبيل مقدار گرم، مقدار حجم، جرم مولكولى، درجه خلوص ماده و... را در جواب نهايى لحاظ كنيم بنابراين قبل از اينكه بخواهيم در مورد واحد هاى غلظت بحث كنيم لازم است كه در ابتدا به منظور حل اين گونه مسائل با روش ساده محاسباتى به نام روش نردبانى آشنا شويم كه مراحل آن به صورت زير مى باشد:

(الف)- ابتدا مطابق شكل زیر تقسيم بندى كسرى نردبانى را با توجه به تعداد داده هاى مسئله رسم مى كنيم كه در اينجا براى نشان دادن مراحل كار، صورت ها و مخرج هاى كسرى را شماره گذارى كرده ايم.

(ب)- بايد سعى شود تا جايى كه ممكن است با جايگذارى صحيح مقادير هميشه جاى شماره (0) كه اولين مخرج كسرى مى باشد را در هر مسئله اى خالى گذاشته و در شماره (1) كه اولين صورت كسرى مى باشد همواره مقدار داده اى را قرار دهيم كه جواب مسئله بايد بر اساس آن مقدار بدست آيد يعنى مثلا اگر در مسئله اى گفته شد كه در 100 گرم از يک ماده چند مول از آن ماده وجود دارد يعنى بايد تعداد مول هاى موجود از آن ماده را بر اساس 100 گرم ماده داده شده بدست آورد بنابر اين بايد مقدار 100 گرم را در شماره (1) قرار دهيم.

(پ)- همان طور كه مى بينيم نحوه قرار گيرى مخرج هاى كسرى يعنى شماره هاى 2 و 4 و 6 و... نسبت به صورت هاى كسرى ما قبل خودشان يعنى شماره (2) نسبت به شماره (1) و يا شماره (4) نسبت به شماره (3) و... به حالت مورب مى باشد كه بايد در اين مخرج هاى كسرى همواره يكى از مقادير داده شده و يا مورد استفاده در مسئله را كه دقيقا هم واحد با همان صورت هاى كسرى ما قبل خودش است را قراردهيم.

(ت)- و همچنين در صورت هاى كسرى هم بايد هميشه مقاديرى را كه متناسب با مخرج كسرى هر خانه يعنى شماره (3) متناسب با (2) و يا شماره (5) متناسب با (4) و... بوده و يا به عبارتى به حالت عمودى است را قرار دهيم.

(ث)- بايد توجه داشت كه براى نوشتن مقادير حتما به ترتيب شماره شروع كرده و يكى يكى تا قرار دادن همه داده هاى لازم ادامه دهيم به طورى كه آخرين مقدار را هم بايد در قسمت صورت كسر نوشت كه اين مقدار بايد از نظر واحدى مطابق با همان واحد خواسته شده در جواب نهايى باشد و نيز اينكه هميشه بايد در هنگام نوشتن مقادير، واحد هاى آن را هم در جدول بنويسيم. كه حالا پس از كامل شدن جدول، واحد هاى هم ارز را با يكديگر از جدول حذف كرده و مقاديرشان را با هم ساده مى كنيم تا در نهايت يک يا چند واحد جداگانه و منفرد باقى بماند و سپس مقادير باقى مانده را هم مانند يک كسر معمولى در هم ضرب كرده و جواب را بر حسب واحد هاى باقى مانده بدست مى آوريم.

براى درک بهتر روش محاسباتى نردبانى به مراحل حل مثال زير توجه كنيد كه در اين مثال اگر 0.8 گرم هيدروكسيد سديم جامد با درجه خلوص 90% را در آب حل کنیم و حجم محلول را به 250 میلی لیتر برسانیم میزان مولاریته محلول را به دست می آوریم.
ضمنا هر مول سدیم هیدروکسید 40 گرم میباشد.

چون این مقدار مول در یک لیتر محلول وجود دارد در نتیجه مولاریته برابر است با 0.072 mol/Lit

واحدهاى سنجش غلظت:

(1)- درصد وزنى: اين نوع واحد غلظت عبارت است از مقدار جزء وزنى از ماده حل شونده اى كه در 100 جزء وزنى از محلول وجود دارد به عنوان مثال در محلول هيدروكسيد سديم 5% به مقدار 5 گرم سدیم هیدروکسید در 100 گرم محلول وجود دارد كه البته در آزمايشگاه هاى شيمى از اين نوع واحد غلظت كمتر استفاده مى شود.

(2)- غلظت معمولى (C): اين نوع واحد غلظت عبارت است از مقدار گرم وزن ماده حل شده اى كه در يک ليتر از محلول وجود دارد و آن را با علامت (C) نشان مى دهند به عنوان مثال در محلول gr/Lit 40 هيدروكسيد سديم به ميزان 40 گرم هيدروكسيد سديم در يک ليتر از محلول وجود دارد كه البته در آزمايشگاه هاى شيمى از اين نوع واحد غلظت كمتر استفاده مى شود.

(3)- غلظت مولاريته (M): اين نوع واحد غلظت عبارت است از تعداد مول هاى ماده حل شده اى كه در يک ليتر از محلول وجود دارد و آن را با علامت (M) نشان داده و به صورت مولار بيان مى كنند به عنوان مثال در محلول 3M هيدروكسيد سديم به ميزان 3 مول هيدروكسيد سديم وجود دارد كه در آزمايشگاه هاى شيمى اين نوع واحد غلظت كاربرد زيادى دارد.

(3)- غلظت مولاليته (m): اين نوع واحد غلظت عبارت است از تعداد مول هاى ماده حل شده اى كه در 1000 گرم از يک حلال وجود دارد و آن را با علامت (m) نشان داده و به صورت مولال بيان مى كنند به عنوان مثال براى تهيه محلول 3m هيدروكسيد سديم بايد به ميزان 3 مول هيدروكسيد سديم را در 1000 گرم آب حل كرد كه البته درآزمايشگاه هاى شيمى ازاين نوع واحد غلظت كمتر استفاده مى شود.

(5)- غلظت نرماليته (N): اين نوع واحد عبارت است از تعداد اكیوالانهاى ماده حل شده اى كه در يک ليتر از محلول وجود دارد و آن را با علامت (N) نشان داده و به صورت نرمال بيان مى كنند كه در آزمايشگاه هاى شيمى اين نوع واحد غلظت كاربرد زيادى دارد و براى تعيین واحد اكى والان گرم يک ماده مى توان ازرابطه E=M/n استفاده كرد كه درآن (M) جرم مولكولى ماده مورد نظر برحسب گرم بوده ولى مقدار (n) بستگى به نوع واكنش و نوع تركيب دارد كه با توجه به يكى از دو مورد زير تعيين مى شود:
(الف)- در واكنش هاى خنثى شدن اسيدها و بازها مقدار (n) برابر تعداد مول هاى (H+) اسيد و يا تعداد مول هاى (OH-) باز است كه در ازاى يک مول از اسيد و يا باز در واكنش شركت مى كنند به عنوان مثال درواكنش
H3PO4 + 3NaOH → Na3PO4 + 3H2O
چون هر سه هيدروژن (H+) اسيد فسفريک (H3PO4) در واكنش شركت مى كند بنابراين مقدار (n) براى اسيد فسفريک در اين واكنش برابر 3 مى باشد و يا در واكنش
H3PO4 + 2NaOH → Na2HPO4 + 2H2O
چون دو هيدروژن (H+) اسيد فسفريک (H3PO4) در واكنش شركت مى كند بنابراين مقدار (n) براى اسيد فسفريک در اين واكنش برابر 2 مى باشد پس در نتيجه واحد اكى والان براى واكنش اول به صورت يک سوم مول (98 تقسیم بر 3 گرم) و براى واكنش دوم به صورت يک دوم مول يا 39 گرم (98 تقسیم بر 2) مى باشد.
(ب)- در مورد نمکها، مقدار (n) برابر حاصل ضرب ظرفيت فلز در تعداد اتم هاى فلز در فرمول تجربى نمک است. به عنوان مثال واحد اكى والان براى (FeSO4) با توجه به اين كه در آن مقدار n مساوی 1(تعداد فلز Fe) ضرب در 2(ظرفیت فلز) است (Fe2+) برابر 76 گرم (152 تقسیم بر 2) و يا واحد اكى والان براى (Fe2(SO4)3) با توجه به اين كه مقدار n مساوی2 ضرب در 3 است (2Fe3+) برابر 152تقسیم بر 6 گرم مى باشد. بنابراين اگر در يک ليتر از محلولى یک واحد اكى والان از ماده حل شونده وجود داشته باشد به آن محلول یک نرمال و به همين ترتيب اگر در آن 2 واحد اكى والان از ماده حل شونده وجود داشته باشد به آن محلول 2 نرمال و نيز اگر در هر ليتر آن یک دهم واحد اكى والان از ماده حل شونده وجود داشته باشد به آن محلول دسى نرمال (یک دهم نرمال) مى گويند.

روابط ميان واحدهاى غلظت:

با استفاده از روابط ميان واحدهاى غلظت مى توان آنها را به يكديگر تبديل نموده و در مسائل گوناگون به كار برد كه به طورى كه روابط زير ميان آنها برقرار مى باشد:

دانستنی های شیمی

مطالب مشابه :

دسترسی به سایت دانشگاه آزاد اسلامی مسجدسلیمان

دستورالعمل ومراحل انجام کارآموزی

گزارش کار تهیه ی زاج کروم

تیتراسیون کربنات و بی کربنات در سودا

گزارش کار آزمایشگاه شیمی آلی 1

دانشگاه آزاد مسجدسلیمان

وسایل ازمایشگاهی

دانستنی های شیمی