화학 농도 방법, 단위, 몰탈 (Molality) 및 양극성 (Molarity) 표현하기



그 화학 물질 농도 솔루션에서 용질의 상대적 양을 수치로 측정 한 것입니다. 이 측정은 농도 단위로 용제 또는 용액의 양 또는 부피에 대한 용질의 관계를 나타냅니다. "농도"라는 용어는 존재하는 용질의 양과 관련이있다 : 더 많은 용질이있는 동안 해가 더 집중 될 것이다.

이러한 단위는 용질의 농도가 두더지 또는 동등 물로 표시 될 때 용액 또는 화학 물질의 성분의 질량 및 / 또는 부피의 크기가 고려 될 때 물리적 일 수 있으며, 아보가드로 수.

따라서 분자량 또는 원자량과 Avogadro의 수를 사용하여 특정 용질의 농도를 표현할 때 물리적 단위를 화학적 단위로 변환 할 수 있습니다. 따라서 모든 유닛을 동일한 솔루션으로 변환 할 수 있습니다..

색인

  • 1 희석되고 농축 된 용액
  • 집중을 표현하는 2 가지 방법
    • 2.1 정성적인 묘사
    • 2.2 용해도에 의한 분류
    • 2.3 정량 표기법
  • 3 농도 단위
    • 3.1 상대 농도 단위
    • 3.2 희석 된 농도 단위
    • 3.3 두더지를 기준으로 한 농도 단위
    • 3.4 형식과 정규성
  • 4 Molarity
    • 4.1 운동 1
    • 4.2 운동 2
  • 5 정상
    • 5.1 계산
    • 5.2 운동 1
  • 6 몰리
    • 6.1 운동 1
  • 7 화학 물질 농도에 관한 권고 사항 및 중요 정보
    • 7.1 용액의 ​​부피는 항상 용매의 부피보다 크다.
    • 7.2 성질의 유용성
    • 7.3 수식은 암기되지 않지만 그 단위 나 정의는
  • 8 참고 

희석되고 농축 된 용액

농도가 매우 희석되거나 농축 된 경우 어떻게 알아 차릴 수 있습니까? 언뜻보기에는 그것의 관능 또는 화학적 성질의 표현에 의해; 즉, 감각을인지하거나 측정 할 수있는 사람들.

위 이미지는 중크롬산 칼륨 농도의 희석을 보여줍니다 (K2크롬2O7), 주황색을 나타냅니다. 왼쪽에서 오른쪽으로 볼 때 농도가 희석 될 때 색상의 강도가 어떻게 감소 하는지를 볼 수 있습니다..

이러한 희석은 이러한 방식으로 농축 된 농축액으로부터 희석 된 농도를 얻는 것을 가능하게한다. 색상 (오렌지색 가슴에있는 다른 "숨겨진"속성)은 농도가 물리적 또는 화학적 단위와 같은 방식으로 변경됩니다.

그러나 화학 물질 농도 단위는 무엇입니까? 그중 용액의 몰 농도 또는 몰 농도가 있으며, 용액의 총 부피에 대한 용질의 몰수를 리터 단위로 나타냅니다.

또한 용질의 몰수를 말하지만 정확히 1 킬로그램 인 용매 또는 용매의 표준화 된 양에 포함되어있는 몰랄도 또는 몰랄 농도라고도합니다.

이 용매는 순수한 것이거나 용액이 하나 이상의 용매를 함유하는 경우 몰 일량은 용매 혼합물의 킬로그램 당 용질의 몰 일 것이다.

그리고 세 번째 화학 물질 농도 단위는 용액 1 리터당 용질의 화학 당량 수를 나타내는 용액의 정상 농도 또는 정상 농도입니다.

표준이 표현되는 단위는 리터당 당량 (Eq / L)이고 의학에서는 사람 혈청의 전해질 농도가 리터당 밀리 당량 (mEq / L)으로 표시됩니다..

집중력을 표현하는 방법

솔루션의 집중도는 세 가지 주요 방법으로 표시 할 수 있습니다. 비록 다양한 용어와 단위를 가지고 있어도이 값의 척도를 표현하는 데 사용할 수 있습니다 : 질적 설명, 양적 표기법 및 용어의 분류 용해도.

작업하는 언어와 상황에 따라 혼합물의 농도를 표현하는 3 가지 방법 중 하나를 선택하게됩니다.

정성적인 설명

주로 비공식 및 비 기술적 언어로 사용되는 혼합물의 농도에 대한 정성적인 기술은 형용사의 형태로 표현되며, 솔루션의 농도 수준을 일반화 된 방식으로 나타냅니다..

이런 식으로, 질적 묘사에 따른 농도의 최소 수준은 "희석 된"해결책의 농도이며, 최대는 "농축 된".

용액의 총 부피에 따라 용액의 용질 비율이 매우 낮 으면 희석 된 용액을 사용합니다. 솔루션을 희석하려는 경우 더 많은 양의 솔벤트를 추가하거나 용질을 줄이는 방법을 찾아야합니다.

이제 솔루션의 전체 볼륨에 따라 많은 양의 용질을 사용하는 경우 집중 솔루션에 대해 설명합니다. 용액을 집중 시키거나, 용질을 추가하거나, 용제의 양을 줄이려면.

이러한 의미에서, 질적 묘사는 수학적 측정이 없기 때문에뿐만 아니라 경험적 품질 (과학적 증거없이 시각적 인 특징, 냄새 및 맛이 원인이 될 수 있음) 때문에이 분류라고 불린다..

용해도 별 분류

농도의 용해도는 온도, 압력 및 용해 또는 부유 물질과 같은 조건에 따라 용액을 가진 용질의 최대 용량을 나타냅니다.

용액은 측정시 용해 된 용질의 수준에 따라 세 가지 유형으로 분류 할 수 있습니다 : 불포화, 포화 및 과포화 용액.

- 불포화 용액은 용액이 용해 될 수있는 적은 양의 용질을 포함하는 용액입니다. 이 경우 용액은 최대 농도에 도달하지 않았다..

- 포화 용액은 최대 용질이 특정 온도에서 용매에 용해 된 용액입니다. 이 경우 두 물질 사이에 균형이 있고 용액은 더 많은 용질을 받아 들일 수 없습니다 (침전이 발생하기 때문에).

- 과포화 용액은 용액이 평형 조건 하에서 수용 할 수있는 것보다 더 많은 용질을 갖는다. 이는 포화 용액을 가열하여 정상보다 더 많은 용질을 첨가함으로써 성취됩니다. 한 번 추워지면 용질이 자동으로 침전되지 않지만 불안정성 때문에이 방해가 발생할 수 있습니다.

정량 표기법

기술 또는 과학 분야에서 사용되는 솔루션을 연구하는 순간 정확한 질량 및 / 또는 부피 값에 따라 농도를 설명하는 단위로 측정되고 표현 된 정밀도가 필요합니다.

이것이 양적 표기법에서 용액의 농도를 표현하는 데 사용되는 일련의 단위가있는 이유입니다.이 단위는 물리적 화학적으로 나뉘며 차례로 자체 세분화되어 있습니다.

물리적 농도의 단위는 "상대 농도"의 단위이며 백분율로 표시됩니다. 백분율 농도를 나타내는 세 가지 방법이 있습니다 : 질량 백분율, 백분율 백분율 및 백분율 백분율.

대조적으로, 화학적 단위의 단위는 용액에 대한 몰 량, 그램 당 등량, 백만 분율 및 기타 용질의 특성을 기반으로합니다.

이러한 단위는 농도를 측정 할 때 정밀도가 가장 높기 때문에 일반적으로 화학 용액 작업에 대해 알고 자하는 이유입니다.

집중력 단위

이전 섹션에서 설명한 것처럼 정량적으로 용액의 농도를 계산할 때 계산은 그 목적을 위해 기존 단위에 의해 관리되어야합니다..

또한 농도 단위는 상대 농도, 희석 농도, 몰 기준의 농도 단위 및 기타 추가 단위로 나뉩니다..

상대 농도 단위

상대 농도는 이전 절에서 명명 된 것처럼 백분율로 표시됩니다. 이 단위는 질량 - 질량 백분율, 체적 - 체적 백분율 및 질량 - 체적 백분율로 나누어지며 다음과 같이 계산됩니다 :

- % 질량 = 용질의 질량 (g) / 총 용액의 질량 (g) × 100

- % 부피 = 용질의 부피 (ml) / 총 용액의 부피 (ml) × 100

- % 질량 / 부피 = 용질 질량 (g) / 총 용적 (ml) × 100

이 경우 전체 용액의 질량 또는 부피를 계산하려면 용질의 질량 또는 용적을 용매의 질량 또는 부피와 함께 추가해야합니다.

희석 된 농도 단위

희석 된 농도의 단위는 희석 된 용액 내에서 미량의 형태로 존재하는 매우 작은 농도를 나타내는 데 사용되는 단위입니다. 이 장치들에 제공되는 가장 보편적 인 사용법은 공기를 오염시키는 매개체로서 다른 기체에서 용존 기체의 흔적을 발견하는 것이다.

이 단위는 백만 분의 일 (ppm), ppb (parts per billion) 및 pppt (parts per trillion)의 형태로 표시되며 다음과 같이 표현됩니다.

- ppm = 1 mg 용질 / 1 L 용액

- ppb = 1 μg 용질 / 1 L 용액

- ppt = 1ng 용질 / 1ℓ 용액

이 표현에서 mg은 밀리그램 (0.001 g), μg는 마이크로 그램 (0.000001 g), ng는 나노 그램 (0.000000001 g)과 같습니다. 이러한 단위는 또한 볼륨 / 볼륨으로 표현 될 수 있습니다..

두더지 단위의 농도 단위

몰을 기준으로 한 농도 단위는 몰분율, 몰 퍼센트, 몰 농도 및 몰량 (이 마지막 두 개는이 기사의 끝 부분에서 더 잘 설명됩니다).

물질의 몰분율은 총 분자 또는 원자의 함수로서 모든 구성 분자 (또는 원자)의 분율입니다. 그것은 다음과 같이 계산됩니다 :

XA = 물질 A의 몰수 / 용액 중의 총 몰수

이 과정은 용액의 다른 물질들에 대해서 반복되며, X의 합A + XB + XC ... 하나와 같아야합니다..

어금니 비율은 X와 비슷한 방식으로 작동합니다A, 그 비율에 따라서 만 :

A = X의 양극 백분율A x 100 %

마지막 절에서, 몰 농도와 몰랄이 상세히 논의 될 것이다..

형식과 정규성

마지막으로, 현재 사용하지 않는 두 가지 농도 단위가있다 : 형식과 정규성.

용액의 형식은 전체 용액 1 리터당 중량 - 수식 그램 수를 나타냅니다. 그것은 다음과 같이 표현됩니다 :

F = 아니오 P.F.G / L 용액

이 표현에서 P.F.G는 물질의 각 원자의 무게와 같으며 그램으로 표현된다.

대신, 정규성은 솔루션의 리터로 나눠진 등가물의 수를 나타냅니다.

N = 용질 / L ​​용액의 당량 그램

상기 표현에서, 등량 g의 용질은 몰 수 H에 의해 계산 될 수있다+, OH- 또는 분자의 유형에 따라 다른 방법.

양극성

용질의 몰 농도 또는 몰 농도는 용액의 1 리터 (L)에 포함 된 용질 (n)의 몰수를 표현하거나 관련시키는 화학적 농도의 단위입니다.

몰 농도는 대문자 M으로 표시되고 용질의 몰수 (n)를 결정하기 위해 용질의 g (g)을 용질의 분자량 (MW)으로 나눈다.

또한, 용질의 분자량 PM은 화학적 원소의 원자량 (PA) 또는 원자 질량의 합계로부터 이들이 결합하여 용질을 형성하는 비율을 고려하여 얻어진다. 따라서, 다른 soluutos는 자신의 MP를가집니다 (항상 그렇지는 않습니다).

이러한 정의는 해당 계산을 수행하는 데 사용되는 다음 수식에 요약되어 있습니다.

Molarity : M = n (용질의 몰수) / V (용액의 리터)

몰수 : n = 용질 g / 용질 PM

운동 1

45 g의 Ca (OH) 2로 제조 된 용액의 몰 상도를 계산한다.2 250 mL의 물에 용해.

계산해야 할 첫 번째 것은 Ca (OH)2 (수산화칼슘). 그것의 화학 공식에 따르면, 화합물은 칼슘 양이온과 두 개의 산화성 음이온이다. 여기에 전자의 무게가 더 적거나 더 많아서 무시할 만하다. 그래서 원자량이 취해진 다.

용질의 몰수는 다음과 같습니다 :

n = 45 g / (74 g / mol)

n = 0.61 몰의 Ca (OH)2

0.61 몰의 용질이 얻어 지지만이 몰은 250 mL의 용액에 용해된다는 것을 기억하는 것이 중요합니다. 양극화의 정의는 리터 또는 1000 mL로 한 경우, 상기 용액 1000 mL에 포함 된 몰수를 계산하기 위해 3의 간단한 규칙을 만들어야한다

250 mL의 용액에 => 0.61 mole의 용질이있을 경우

           1000 mL의 용액에 => x 얼마나 많은 몰이 있습니까??

x = (0.61 mol) (1000 mL) / 250 mL

X = 2.44 M (mol / L)

또 다른 방법

공식을 적용하기 위해 두더지를 얻는 다른 방법은 250 mL를 리터로 가져와 3 개의 규칙을 적용해야합니다.

1000 ml => 1 리터 인 경우

250 ml => x 몇 리터입니까??

x = (250 mL) (1 L) / 1000 mL

x = 0.25 L

Molarity 공식으로 그 때를 대체하십시오 :

M = (용질 0.61 몰) / (용제 0.25L)

M = 2.44mol / L

운동 2

HCl 용액이 2.5M이라는 것은 무엇을 의미합니까??

HCl 용액은 2.5 몰이며, 이는 1 리터가 2.5 몰의 염산.

정상

표준 또는 동등한 농도는 대문자 N으로 지정된 용액의 화학적 농도의 단위입니다. 이 농도 단위는 용질의 반응성을 나타내며 리터 단위로 표현 된 용액의 부피와 용질 당량 수 (Eq)와 동일합니다.

N = Eq / L

당량 수 (Eq)는 당량 (PEq)과 용질 그램 수.

 Eq = g 용질 / PEq

당량 또는도 그램 당량이라고는 제타 델타라고 방정식을 요약하기위한 목적 용질 분할 계수 등가의 분자량을 얻기 위해 계산된다 (CL 하프 타임 DIFF).

PEq = PM / ΔZ

계산

정규성의 계산은 등가 계수 또는 ΔZ에서 매우 특정한 변화를 가지며, 이는 또한 용질 또는 반응성 종이 참여하는 화학 반응의 유형에 따라 달라집니다. 이 변형의 일부 사례는 다음과 같습니다.

-그것이 산 또는 염기, ΔZ 또는 등가 인자 일 때, 그것은 수소 이온의 수 (H+)  또는 OH 히드 록실- 용질을 가져라. 예를 들어, 황산 (H2그래서4)에는 두 개의 산성 양자가 있기 때문에 두 개의 등가물이 있습니다..

-산화 - 환원 반응에서 ΔZ는 특정 경우에 따라 산화 또는 환원 공정에 관여하는 전자의 수에 해당합니다. 여기에 화학 반응식과 반응식의 균형을 맞추는 역할이 있습니다..

-또한,이 등가 계수 또는 ΔZ는 강수로 분류 된 반응에서 침전되는 이온의 수에 해당합니다.

운동 1

Na 185 g의 법칙을 결정하십시오.2그래서4 1.3L 용액.

이 용액의 용질의 분자량이 먼저 계산됩니다 :

두 번째 단계는 등가 계수 또는 ΔZ를 계산하는 것입니다. 이 경우, 황산 나트륨은 염이기 때문에, 양이온 또는 금속 Na의 원자가 또는 전하+, 소금 또는 용질의 화학 공식의 첨자 인 2를 곱합니다.

Na2그래서4 => ΔZ = 발렌시아 양이온 x 서브 인덱스

ΔZ = 1 × 2

등가의 가중치를 얻으려면 해당 방정식에서 대체됩니다.

 PEq = (142.039 g / mol) / (2 당량 / 몰)

 PEq = 71.02g / 당량

그런 다음 다른 간단한 계산을 다시 사용하여 등가물 수를 계산할 수 있습니다.

Eq = (185g) / (71.02g / 당량)

당량 수 = 2,605 Eq

마지막으로 필요한 모든 데이터를 사용하여 정규성은 다음과 같이 정의하여 계산됩니다.

 N = 2,605 Eq / 1,3 L

N = 2.0 N

몰리

Molality는 소문자로 지정됩니다. m 1 킬로그램의 용매에 존재하는 용질의 몰수와 같다. 이것은 몰랄 농도라고도하며 다음 공식에 의해 계산됩니다.

m = 용매의 몰량 / 용매의 Kg

양극 액은 1 리터의 용액에 함유 된 용질 몰수의 관계를 수립하지만, 몰탈 률은 1 킬로그램의 용매에 존재하는 용질의 몰수를 의미합니다.

용액이 하나 이상의 용매로 제조되는 경우에, 몰탈은 용매 혼합물의 킬로그램 당 용질의 몰과 동일하게 나타낼 것이다.

운동 1

150 g의 수크로오스 (C12H22 개월011)와 300g의 물.

이 용액의 용질 몰을 계산하기 위해 먼저 자당의 분자량을 결정한다.

자당의 몰수는 다음과 같이 계산됩니다.

n = (150g 슈 크로스) / (342.109g / mol)

n = 0.438 몰의 수 크로스

용매 그램을 킬로그램으로 취하고 최종 공식을 적용한 후.

그 때를 대체하십시오 :

m = 수크로오스 0.438 몰 / 물 0.3 킬로그램

m = 1.46 몰 C12H22 개월011/ Kg H2O

현재 몰 계성의 최종 표현에 대한 논쟁이 있지만,이 결과는 또한 다음과 같이 표현 될 수있다 :

1.26m12H22 개월011 또는 1.26 molal

용질의 질량으로, 몰랄 농도의 측면에서, 용액의 농도를 표현하는 어떤 경우에 유리한 것으로 간주되고, 사소한 변동 또는 온도 또는 압력의 효과에는 별다른 변화가없는 용매; 가스상의 용질을 사용하는 용액 에서처럼.

또한, 특정 용질로 언급되는이 농도 단위는 용출시 다른 용질의 존재에 의해 변하지 않는다고 지적된다.

화학 물질 농도에 관한 권장 사항 및 중요 정보

용액의 부피는 항상 용매의 부피보다 크다.

솔루션 연습 문제가 해결되면 솔루션 볼륨을 마치 솔벤트처럼 해석하는 오류가 발생합니다. 예를 들어, 1g의 초콜릿 파우더가 1 리터의 물에 용해되면, 용액의 부피는 1 리터의 물의 부피와 같지 않습니다.

왜 안돼? 용질은 항상 용매 분자 사이의 공간을 차지하기 때문입니다. 용매가 용질에 대해 높은 친화도를 가질 때, 용해 후 부피 변화는 웃거나 무시할 수있다..

그러나 그렇지 않다면, 그리고 더 많은 양의 용질이 있다면, 용적 변화가 고려되어야합니다. 따라서 : Vsolvente + Vsoluto = Vsolución. 희석 된 용액에서만 또는 용질의 양이 적을 때 유효 함 Vsolvente = Vsolution.

이 오류는 특히 액체 용질로 작업 할 때 염두에 두어야합니다. 예를 들어, 초콜릿 분말을 녹이는 대신 꿀을 알코올에 녹인 다음 첨가 한 꿀의 양은 용액의 전체 부피에 상당한 영향을 미칩니다.

따라서,이 경우 용질의 용적을 용제의 용적에 첨가해야한다.

친숙의 유용성

-농축 된 용액의 몰 농도를 알면 M1은 용액의 몰 농도는 용액으로부터 제조되는 용액 및 M2의 초기 몰 농도에 해당하는 간단한 수식 M1V1 = M2V2을 계산하여 희석 허용 M1.

-솔루션의 양이 많음을 알면 다음 공식을 사용하여 솔루션의 정규 율을 쉽게 계산할 수 있습니다. 정규성 = 등가 x x M

수식은 기억되지 않지만 단위 나 정의는

그러나 때때로 기억은 농도 계산과 관련된 모든 방정식을 기억하지 못합니다. 이를 위해 각 개념을 명확하게 정의하는 것이 매우 유용합니다..

정의에서 유닛은 다음을 사용하여 작성됩니다. 전환 요인 결정하고자하는 것에 해당하는 것을 표현한다..

예를 들어, 몰탈이 있고 그것을 정규성으로 변환하려면 다음과 같이 진행하십시오.

(mol / Kg 용매) x (kg / 1000g) (g 용매 / mL) (mL 용매 / mL 용액) (1000mL / L) (Eq / mol)

(g 용매 / mL)는 용매의 밀도이다. 용어 (mL 용매 / mL 용액)는 용액의 양이 실제로 용매에 얼마나 상응하는지 나타냅니다. 많은 연습 문제에서이 마지막 용어는 실용적인 이유로 1과 같습니다..

참고 문헌

  1. 입문 화학 -1일 캐나다 판. 정량 단위의 농도. 11 장 솔루션. 찍은 것 : opentextbc.ca
  2. 위키 백과. (2018). 동등한 농도 출처 : en.wikipedia.org
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  4. Whitten, Davis, Peck & Stanley. 화학 (8 판). CENGAGE Learning, p 101-103, 512, 513.
  5. 수용액 - 양극성. 찍은 것 : chem.ucla.edu
  6. Quimicas.net (2018). 정상의 예. 원본 주소 'quimicas.net'.