close

Enter

Log in using OpenID

7. Διαλύματα Ι

embedDownload
ΔΙΑΛΥΜΑΤΑ
Ομογενή μίγματα χημικών ουσιών τα οποία
έχουν την ίδια χημική σύσταση και τις ίδιες
ιδιότητες (χημικές και φυσικές) σε
οποιοδήποτε σημείο τους.
Διαλύτης: η ουσία που βρίσκεται σε μεγαλύτερη
αναλογία (συνήθως) - σε διαλύματα υγρών με στερεά
ή/και αέρια τα υγρά είναι πάντοτε διαλύτες
Διαλυμένη ουσία (δ.ο.): αυτή που αποχωρίζεται πρώτη
κατά την ψύξη
Διαλύτης
Διαλ. ουσία
Διάλυμα
Διαλύματα
Αέριο
Υγρό
Στερεό
Διαλύματα
Πυκνό διάλυμα
Σκόνη
Κρύσταλλοι
Κορεσμένο
Το διάλυμα περιέχει τη μεγαλύτερη
δυνατή ποσότητα δ.ο.
Υπέρκορο
Περαιτέρω ανάμιξη δ.ο. σε κορεσμένο
διάλυμα
Πρότυπα
Γνωστής συγκέντρωσης
(τιτλοδότηση)
Ρυθμιστικά (buffer)
Σταθερό pH
α
μ
η
ρ
)
α
ί
Εναιώ
π
ο
ρ
ρ
ο
σ
ι
(
α
μ
η
Ίζ
Ηλεκτρολυτικά (ιοντικά)
Μη ηλεκτρολυτικά (μοριακά)
Υλικά
Ογκομετρικές φιάλες,
πιπέττες πληρώσεως
Ζυγός ακριβείας
Νερό
αποσταγμένο
δισαποσταγμένο
απιονισμένο
Συνήθεις εκφράσεις συγκέντρωσης
διαλυμάτων
Φυσικές μονάδες συγκέντρωσης
Εκατοστιαία (%)
Συγκέντρωση σε μέρη ανά εκατομμύριο (ppm)
Χημικές μονάδες συγκέντρωσης
Μοριακά διαλύματα (Μ)
Κανονικά διαλύματα (Ν)
Εκατοστιαία διαλύματα
Εκατοστιαία διαλύματα
Δ/μα % στερεάς ουσίας κατά βάρος ανά μονάδα βάρους W/W
Δ/μα % στερεάς ουσίας κατά βάρος ανά μονάδα όγκου W/V
Δ/μα % υγρής ουσίας κατ΄όγκο ανά μονάδα όγκου V/V
Δ/μα x% στερεάς ουσίας κατα
βάρος ανα μονάδα βάρους
W
/
W
x gr της ουσίας περιέχονται σε 100 gr διαλύματος
Όταν δεν προσδιορίζεται ο διαλύτης, εννοείται ότι είναι το Η2Ο
ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑ
Να παρασκευαστούν 1000g διαλύματος NaCl
10% W/W
σε 100g διαλύματος περιέχονται 10g NaCl
σε 1000g
"
"
x;
x=100g NaCl
Άρα διαλύω 100g NaCl σε 900g H2O
(ΕΒ H2O = 1)
Ειδικό βάρος
ο λόγος του βάρους ενός σώματος προς το βάρος ίσου όγκου αποσταγμένου
ύδατος και θερμοκρασίας 4 oC
ΑΣΚΗΣΗ
Έχω 25g NaCl διαλυμένα σε 100g H2O. Ποιά η %
W/W συγκέντρωση του διαλύματος;
σε 125g διαλύματος περιέχονται 25g NaCl
σε 100g
"
"
x;
x= 20g NaCl
Άρα το διάλυμα έχει συγκέντρωση NaCl 20% W/W
Δ/μα x% στερεάς ουσίας
κατα βάρος ανα μονάδα όγκου
V
/
W
x gr της ουσίας περιέχονται σε 100 ml διαλύματος
Είναι η πιο συνηθισμένη επί % συγκέντρωςη
ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑ
Να παρασκευαστούν 100ml διαλύματος NaCl
0,85% W/V
Ζυγίζουμε 0,85g NaCl τα διαλύουμε σε
H2O και συμπληρώνουμε τον τελικό
όγκο στα 100ml
ΑΣΚΗΣΗ
Να παρασκευαστούν 250ml διαλύματος NaCl
8,5% W/V
στα 100ml διαλύματος περιέχονται 8,5g NaCl
στα 250ml
"
"
x;
x= 8,5 x 250/100 = 21,25g NaCl
Άρα θα ζυγιστούν 21,25g NaCl, θα διαλυθούν σε Η2Ο και θα
συμπληρωθεί ο τελικός όγκος του διαλύματος στα 250ml με Η2Ο
Δ/μα x% υγρής ουσίας κατ´
όγκο ανα μονάδα όγκου
V
/
V x ml της ουσίας περιέχονται σε 100 ml διαλύματος
Όταν δεν προσδιορίζεται ο διαλύτης, εννοείται ότι είναι το Η2Ο
ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑ
Να παρασκευαστούν 100ml διαλύματος αιθανόλης
(πυκνού διαλύματος του εμπορίου) 15% V/V
Στα 100ml διαλύματος περιέχονται 15ml αιθανόλης
Άρα θα προσθέσω 15ml αιθανόλη (πυκνό διάλυμα του
εμπορίου) σε ογκομετρική φιάλη των 100ml και θα
συμπληρώσω τον τελικό όγκο του διαλύματος στα 100ml με
Η2O
ΑΣΚΗΣΗ
Να παρασκευαστούν 1000ml διαλύματος αιθανόλης
(πυκνού διαλύματος του εμπορίου) 5% V/V
στα 100ml διαλύματος
στα 1000ml
"
περιέχονται
"
5ml πυκνού δ/τος αιθανόλης
x;
"
x= 5 x 1000/100 = 50ml πυκνού διαλύματος αιθανόλης
Άρα θα προσθέσω 50ml αιθανόλης (πυκνό διάλυμα του εμπορίου) σε
ογκομετρική φιάλη των 1000ml και θα συμπληρώσω τον τελικό όγκο του
διαλύματος στα 1000ml με Η2O
Συγκέντρωση σε μέρη ανά
εκατομμύριο (ppm)
Εκφράζει τα μέρη της δ.ο. σε 1.000.000 μέρη διαλύτη
Είναι ανεξάρτητη από τις μονάδες μέτρησης
Για ουσίες σε πολύ μικρή ποσότητα (μg/g)
Γενικές έννοιες
Πυρήνας
Ηλεκτρόνια
Z
Ατομικός αριθμός = αριθμός πρωτονίων
Μαζικός αριθμός = αριθμός πρωτονίων + νετρονίων
A
Ατομικό Βάρος
μονάδα Α.Β. = 1/12 του βάρους του ατόμου του C12
Μοριακό Βάρος
Το άθροισμα όλων των ατομικών βαρών των στοιχείων
τα οποία απαρτίζουν την ένωση
Γραμμοάτομο
Το ατομικό βάρος ενός στοιχείου σε gr
Γραμμομόριο ole
M
Το μοριακό βάρος ενός στοιχείου σε gr
mole
H ποσότητα ,σε g, οποιασδήποτε ουσίας που περιέχει
τόσα στοιχειώδη σωματίδια όσα είναι τα άτομα που
περιέχονται σε 12 gr C12
6.02214129(27)×1023
mol−1
Πυρήνας
Ηλεκτρόνια
Ηλεκτρόνια σθένους
Λίθιο
Σθένος 1
Ήλιο
Σθένος 2
Χημικό σθένος
στοιχείου
Σθένος είναι ο μέγιστος αριθμός μονοσθενών
ατόμων που μπορούν να συνδεθούν με το άτομο
και ο οποίος είναι ο μέγιστος αριθμός των
πιθανών δεσμών σθένους για το δεδομένο στοιχείο
Χημικό σθένος στοιχείου
Χαρακτηρίζει την ενωτική ικανότητα ενός στοιχείου
Τα άτομα υδρογόνου που μπορούν να ενωθούν με το άτομο του
στοιχείου και να δημιουργηθεί κορεσμένο μόριο χημικής ένωσης σε μια
συγκεκριμένη αντίδραση.
Για στοιχεία που δε σχηματίζουν ενώσεις με το υδρογόνο, το σθένος
προσδιορίζεται από το σχηματισμό ένωσης με άλλο στοιχείο γνωστού
χημικού σθένος (συνήθως του Cl)
q
E
Ισοδύναμο
Το μοριακό βάρος μιας ουσίας δια του σθένους της στη
συγκεκριμένη αντίδραση.
Αν η ουσία είναι κρυσταλλική και περιέχει νερό, προσθέτουμε και το μοριακό βάρος
των μορίων του νερού πριν διαιρέσουμε δια του σθένους.
m Χιλιοστοϊσοδύναμο
Το 1/1000 του Eq
g- Γραμμοισοδύναμο
Το ισοδύναμο εκφρασμένο σε γραμμάρια
το βάρος εκείνο του στοιχείου ή της ένωσης που
μπορεί να συνδεθεί με ή να αντικαταστήσει 1g
υδρογόνου
η μάζα μιας ουσίας που θα αντιδράσει με N
ηλεκτρόνια
m
Γραμμοχιλιοστοισοδύναμο
g
Είναι το χιλιοστοισοδύναμο εκφρασμένο σε γραμμάρια
m = MB
mole = m/ΜΒ
1 Γραμμομόριο = 1 mole
1 Γραμμοισοδύναμο = 1 Γραμμομόριο / Σθένος
ς
ο
ν
έ
θ
σ
/
Β
Μ
=
ο
μ
α
ν
ύ
δ
ο
σ
ι
ο
μ
μ
α
1 Γρ
g-Eq=mol/σθένος
ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑ
Στον ορό το Na είναι 300mg/100ml. Να γίνει μετατροπή σε
g-mEq/L
Το g-Εq είναι: ΜΒ/σθένος = 23/1 = 23g
Το g-mΕq είναι: 23 x 10-3 g = 23 mg
Σε 100ml ορού περιέχονται 300mg Na άρα 300/23 = 13 g-mΕq Na
σε 1000ml
"
x; "
x = 13 x1000/100 = 130 g-mΕq Na/L
Το Εq και το mΕq είναι καθαροί αριθμοί, το g-Εq και το g-mΕq
εκφράζονται σε g και mg αντίστοιχα
Μοριακά διαλύματα
Μοριακά διαλύματα
Molarity
ή μοριακή κατ'όγκο συγκέντρωση
διάλυμα ή Μ
MMolar
Μ=moles/liter
Mole διαλυμένης ουσίας σε 1 λίτρο
διαλύματος
Πχ: διάλυμα 1M NaOH = 40 g NaOH σε τελικό όγκο
διαλύματος 1 L
Μοριακά διαλύματα
Molality
mmolal διάλυμα
ή μοριακή κατα βάρος συγκέντρωση
m=moles/Kg
Mole διαλυμένης ουσίας σε 1000 gr
διαλύτη
Το βάρος δεν επηρεάζεται από εξωγενείς παράγοντες (πχ θερμοκρασία)
πχ: διάλυμα 0,05m NaOH, σημαίνει ότι 0,05x40 =
2g NaOH (ατομικά βάρη: Na=23, O=16, H=1)
διαλύθηκαν σε 1kg H2O
C = n/V
n = m/MB
Αρχικό διάλυμα C1, V1, n mol
n=σταθερό
καινούργια συγκέντρωση C2
καινούργιος όγκος V2
n=C1*V1
n=C2*V2
C1*V1=C2*V2
Παρασκευή αραιότερων διαλυμάτων
C1V1 = C2V2
C1 = Συγκέντρωση της ουσίας στο μητρικό δ/μα (το
πυκνότερο)
V1 = Όγκος μητρικού δ/τος
C2 = Συγκέντρωση της ουσίας στο νέο δ/μα
V2 = Όγκος νέου δ/τος
Συνήθως το ζητούμενο είναι ο V1:
V1 = C2V2/C1
ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑ
Να παρασκευαστούν 100ml δ/τος γλυκόζης 0,1% W/V
από πυκνό δ/α γλυκόζης 1% W/V
V1 = 0,1x100/1 = 10ml
Άρα 10ml του πυκνού δ/τος θα αραιωθούν με νερό στα
100ml
Κανονικά διαλύματα
N
Normal διάλυμα
1 Γραμμοϊσοδύναμο διαλυμένης ουσίας σε
1 λίτρο διαλύματος
Η Normalit y ενός
διαλύματος εξαρτάται από
την αντίδραση στην οποία
μετέχει η διαλυμένη ουσία
ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑ
H3PO4 + NaOH =
NaH2PO4 + H2O
Το γραμμομόριο του Η3PO4 αντιδρά με ένα ΟΗ- , οπότε το
γραμμοϊσοδύναμο του οξέος είναι ίσον με ένα γραμμομόριο
H3PO4 + 2NaOH =
Na2HPO4 + 2H2O
Το γραμμομόριο του οξέος αντιδρά με 2 ΟΗ-, οπότε το ένα
γραμμομόριο είναι ίσο με δύο γραμμοϊσοδύναμα
H3PO4 + 3NaOH =
Na3PO4 + 3H2O
Στην τρίτη εξίσωση ένα γραμμομόριο είναι ίσο με τρία
γραμμοϊσοδύναμα.
Τιτλοδότηση κανονικών
διαλυμάτων
Παρασκευάζουμε το Ν διάλυμα με
ζύγιση
Τοποθετούμε το
πρότυπο διάλυμα με
μερικές σταγόνες
δείκτη σε ποτήρι
ζέσεως
Τιτλοδότηση κανονικών
διαλυμάτων
Προσθέτουμε σταδιακά
το διάλυμα που
παρασκευάσαμε μέχρι
εμφάνισης του δείκτη
(εξουδετέρωση) και
μετρούμε τον όγκο
που χρειάστηκε
Τιτλοδότηση κανονικών
διαλυμάτων
Από την σχέση N1V1 = N2V2 υπολογίζω την Ν2 (πραγματική)
Πραγματική / Επιθυμητή Κανονικότητα = Συντελεστής
Διόρθωσης (ΣΔ)
ΣΔ>1 : προσθέτω νερό
ΣΔ<1 : προσθέτω δ.ο.
ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑ
1Ν NaOH (40g σε 1L υδατικού δ/τος)
με ζύγιση
20 ml πρότυπου διαλύματος 1N HCl σε ποτήρι
ζέσεως + δείκτη (φαινυλοφθαλεϊνη)
Προσθέτω το NaOH μέχρι την εξουδετέρωση του οξέος
(εμφάνιση ρόδινης χροιάς). Έστω ότι χρειάστηκαν 19,5ml NaOH
Βρίσκω Ν2 = 1,02
1 g-Eq περιέχεται σε 980,39 ml δ/τος, τα οποία
πρέπει να συμπληρωθούν μέχρι τα 1000ml με
νερό για να παρασκευάσουμε διάλυμα 1Ν NaOH
Υποδιπλάσιες αραιώσεις
6 δοκιμαστικά σωληνάρια
1: 0,1ml ορό και 3,9ml διαλύτη (αρχική αραίωση 1:40)
2-6: 0,5ml διαλύτη
Μεταφέρω διαδοχικά 0,5ml από το πρώτο σωληνάριο στο δεύτερο,
από το δεύτερο στο τρίτο κ.ο.κ. (αραίωση 1:2)
1
2
3
4
5
6
1:40
1:80
1:160
1:320
1:640
1:1280
Ρυθμιστικά διαλύματα (buffers)
Ασθενή οξέα ή βάσεις + άλας τους
Διατηρούν το pH σταθερό όταν προστίθενται μικρές
ποσότητες ισχυρών οξέων ή βάσεων ή όταν αραιώνονται
ΤΟ ΔΙΑΛΥΜΑ ΕΧΕΙ ΟΡΙΣΜΕΝΟ Ph ΟΤΑΝ Η ΜΟΡΙΑΚΗ
ΠΥΚΝΟΤΗΤΑ ΤΩΝ ΔΥΟ ΟΥΣΙΩΝ ΕΙΝΑΙ Η ΙΔΙΑ
Η ρυθμιστική ικανότητα επηρεάζεται από τη μοριακή
πυκνότητα των διαλυμένων ουσιών και από τη
θερμοκρασία
Νερό
Της βρύσης
Αποσταγμένο
Δισαποσταγμένο
Απιονισμένο
Όταν δεν αναφέρεται,
εννοείται αποσταγμένο
Αποσταγμένο
Κεντρικής απόσταξης (κατάλληλο για ξέπλυμα,
υδατόλουτρο,κλπ)
Εργαστηριακής απόσταξης (διαλύματα, βασικά
αντιδραστήρια)
Απομακρύνονται τα μη πτητικά συστατικά και οι οργανικές ουσίες
Δισαποσταγμένο
Παρασκευάζεται από αποσταγμένο ή απιονισμένο
νερό
Στο εργαστήριο, χαμηλής απόδοσης αποστακτήρες
Για την παρασκευή των αντιδραστηρίων, την
εκτέλεση των εξετάσεων, των αραιώσεων σε
προσδιορισμούς μετάλλων, ιόντων, ενζύμων
Απιονισμένο
Διέλευση του νερού από στρώμα ιοντοανταλλακτικών
ρητινών
Απαλλάσσεται από το μεγαλύτερο μέρος των ουσιών
που παρεμβαίνουν στους προσδιορισμούς
Υπολογισμοί
Πόσα g NaOH υπάρχουν σε 10 ml διαλύματος NaOH 10%?
Στα 100 ml διαλύματος υπάρχουν 10 g NaCl
10ml
"
X; "
X = 1 g NaOH
Πόσα g NaOH υπάρχουν σε 100 ml διαλύματος NaOH 2Μ?
Στα 1000 ml διαλύματος υπάρχουν 2 mol NaOH
100 ml
"
X; "
X = 0,2 mol
m=mol*MB=0,2*(23+16+1)=8
Άρα σε 100ml διαλύματος 2Μ NaOH περιέχονται 8 g
NaOH
Να παρασκευαστούν 100ml δ/τος γλυκόζης 0,1% W/V από πυκνό
δ/α γλυκόζης 1% W/V
V1 = 0,1x100/1 = 10ml
Άρα 10ml του πυκνού δ/τος θα αραιωθούν με νερό στα 100ml
Author
Document
Category
Uncategorized
Views
1
File Size
10 899 KB
Tags
1/--pages
Report inappropriate content