Löslighetär ämnens förmåga att lösas upp i vatten. Vissa ämnen löser sig mycket bra i vatten, vissa till och med i obegränsade mängder. Andra - bara i små mängder, och ytterligare andra - löses knappt upp alls. Därför delas ämnen in i lösliga, lättlösliga och praktiskt taget olösliga.

Lösliga ämnen inkluderar de ämnen som är lösta i 100 g vatten i en mängd av mer än 1 g (NaCl, socker, HCl, KNO 3). Lite lösliga ämnen löses i en mängd av 0,01 g till 1 g i 100 g vatten (Ca (OH) 2, CaSO 4). Praktiskt taget olösliga ämnen kan inte lösas i 100 g vatten i en mängd större än 0,01 g (metaller, CaCO 3 , BaSO 4).

Under loppet av kemiska reaktioner i vattenlösningar kan olösliga ämnen bildas, som fälls ut eller är i suspension, vilket gör lösningen grumlig.

Det finns en tabell över löslighet i vatten av syror, baser och salter, som återspeglar om föreningen är löslig. Alla salter av kalium och natrium, liksom alla nitrater (salter av salpetersyra) är mycket lösliga i vatten. Från sulfater (salter av svavelsyra) är kalciumsulfat svårlösligt, barium- och blysulfater är olösliga. Blyklorid är svårlösligt, medan silverklorid är olösligt.

Om det finns ett streck i cellerna i löslighetstabellen betyder det att föreningen reagerar med vatten, vilket resulterar i att det bildas andra ämnen, dvs föreningen finns inte i vatten (till exempel aluminiumkarbonat).

Alla fasta ämnen, även de som är mycket lösliga i vatten, löser sig endast i vissa mängder. Ämneslöslighet uttrycks som ett tal som anger den största massan av ett ämne som kan lösas i 100 g vatten under vissa förhållanden (vanligtvis temperatur). Så vid 20 ° C, 36 g bordsalt (natriumklorid NaCl), mer än 200 g socker löses i vatten.

Å andra sidan finns det inga olösliga ämnen alls. Alla praktiskt taget olösliga ämnen, även i mycket små mängder, men löser sig i vatten. Till exempel löses krita i 100 g vatten vid rumstemperatur i en mängd av 0,007 g.

De flesta ämnen löser sig bättre i vatten med ökande temperatur. NaCl är dock nästan lika lösligt vid vilken temperatur som helst, medan Ca(OH)2 (kalk) är mer lösligt vid lägre temperaturer. Baserat på ämnenas löslighets beroende av temperatur, byggs löslighetskurvor.

Om en viss mängd av ett ämne fortfarande kan lösas i en lösning vid en given temperatur, så kallas en sådan lösning omättad. Om löslighetsgränsen nås, och mer av ämnet inte kan lösas upp, så säger de att lösningen är mättad.

När en mättad lösning kyls minskar ämnets löslighet, och följaktligen börjar det fällas ut. Ofta frigörs ämnet i form av kristaller. För olika salter har kristaller sin egen form. Så kristallerna av bordssalt är kubiska i form, i kaliumnitrat ser de ut som nålar.

Klass: 8

Presentation för lektionen

Tillbaka framåt

Uppmärksamhet! Förhandsvisningen av bilden är endast i informationssyfte och representerar kanske inte hela presentationen. Om du är intresserad av detta arbete, ladda ner den fullständiga versionen.

Lärobok: Rudzitis G.E., Feldman F.G. Kemi: en lärobok för utbildningsinstitutioner i årskurs 8 / G.E. Rudzitis, F.G. Feldman. – 12:e uppl. - M .: Utbildning, JSC "Moskva läroböcker", 2009. - 176 s.

Mål: att bilda elevernas föreställningar om ämnens löslighet, lösningar, koncentrationer av lösningar.

Uppgifter:

• bidra till systematiseringen av begreppsapparaten: lösningsmedel, löst ämne, lösning, löslighet av ämnen i vatten, koncentration av lösningar
• « 5 » - styrka, bevisa; " 4 » - karakterisera, tillämpa; " 3 " - säga;
• bidra till att förbättra speciella ämnesfärdigheter: lösa och komponera uppgifter om ämnet "Lösningar"
• bidra till bildandet av allmänna pedagogiska färdigheter:
• a) pedagogisk och intellektuell (analysera fakta, upprätta orsakssamband, lägg fram en hypotes, jämför, klassificera, dra slutsatser);
• b) pedagogisk och informativ (arbeta med text, konvertera en textuppgift till en teckenuppgift);
• c) pedagogisk och organisatorisk (förstå innebörden av uppgiften, avsätta tid för att slutföra uppgifter, planera arbetet med att organisera arbetet, utöva självkontroll);
• bidra till bildandet av elevers kritiska tänkande (kritiskt bedöma sin egen kunskap om ämnet och jämföra dem med vetenskapliga);

Uppförandeformulär: lektion med användning av IKT, inkludering av parade, individuella former av organisering av pedagogisk och kognitiv aktivitet hos elever.

Träningspassets längd: 90 minuter.

Användning av pedagogisk teknik: heuristisk inlärningsmetod, kollaborativt lärande

UNDER KLASSERNA

I. Organisatoriskt ögonblick - 3 minuter: mobiliserande början (hälsa, kontrollera beredskapen för lektionen, organisera elevernas uppmärksamhet), information om lektionens syfte och förlopp, motivation

II. Frontalkonversation (12 min)

– Hur ofta möter vi lösningar i livet? Vilka lösningar känner vi till? (Hav, floder, hav; hushållslösningar: saltlösning, sockerlösning, tvättpulverlösning etc.; medicinska lösningar etc.)
– Vad är grunden för de flesta av de lösningar vi känner till? (Vatten)
– Låt oss fundera på hur lösningen bildas? ( Bilaga 1 , bild 2)

Var skedde upplösningen? (När det gäller bordssalt och kaliumoxid)
Var ägde den kemiska reaktionen rum? (När det gäller kaliumoxid bildades ett nytt ämne)
– Vad är likheten mellan bildandet av en blandning (suspension och emulsion) med bildandet av en lösning?
Vad är skillnaden mellan en upplösningsprocess och en kemisk reaktion? (Inga nya ämnen bildas)

III. Att lära sig nytt material. Förklaring av läraren med inslag av frontalsamtal och problemlösning. 30 minuter.

1. Låt oss försöka formulera vad som är en lösning? (bild 3)

Definition: lösningarär homogena system som består av lösningsmedelsmolekyler och lösta partiklar, mellan vilka fysikaliska och kemiska interaktioner sker.

2. Löslighet b (bild 4) - ett ämnes förmåga att bilda homogena system med andra ämnen (lösningsmedel) - lösningar

• Från det lösta ämnets natur
• Från temperatur

3. Beroende av lösta ämnens natur (bild 5). Alla ämnen är indelade i:

• väl löslig,
• måttligt lösbar,
• praktiskt taget olöslig.

*Arbeta med löslighetstabellen

4. Ämnes löslighets beroende av temperatur (bild 6)

*Arbeta med grafen över ämnens löslighet.
* I Kara-Bogaz-Gol-bukten (Turkmenistan), vid en vattentemperatur på +50C, fälls en vit fällning av Na2SO4-salt ut i botten, och över denna temperatur försvinner fällningen. Hur tror du att detta kan förklaras?

5. Lösningar är alltså (bild 7):

6. Löslighetsfaktorär massan av ett ämne (g) som kan lösas i en liter lösningsmedel (l)

Till exempel är lösligheten för NANO3 80,5 g/l vid 10°C. Det betyder att vid en given temperatur kan 80,5 g natriumnitrat lösas upp i en liter vatten.

IV. Låt oss lösa problemet (bild 8)

I 400 ml. vatten vid 200C kan lösa upp 48 g kaliumsulfat. Vad är lösligheten av kaliumsulfat vid en given temperatur?

*** Intressant fakta. Eftersom det kaliumsulfat erkänt som ett säkert kosttillskott, den är godkänd för användning i länderna i Europeiska unionen och på Ryska federationens territorium. Oftast finner kaliumsulfat sin användning som tillsats som saltersättning. Dessutom fungerar det som surhetsreglerande medel i drycker.

Lös problemet (bild 9).

Eleverna löser problemet i par.

Tigern har lagat mat 20 oC 2 lösningar: 5 liter koppar(II)kloridlösning - (blå lösning) och 3 liter järn(III)kloridlösning - (gul lösning). För att förbereda lösningar tog han 2,8 kg. FeCl3 och 3,2 kg. CuCl2. Vilken av lösningarna visade sig han vara mättad, och vilken - inte?
På 20 oC lösligheten för CuCl2 är 730 g/l, lösligheten för FeCl3 är 920 g/l

Lösning:

Lösligheten av CuCl 2 är 730 g / l, därför, för att förbereda 5 liter av en mättad lösning, behöver han 730 x 5 \u003d 3650, han tog 3,2 kg \u003d 3200 g. Detta betyder att lösningen omättad.
Lösligheten av FeCl 3 är 920 g / l, därför, för att förbereda 3 liter av en mättad lösning, behöver han 920 x 3 \u003d 2760, han tog 2,8 kg \u003d 2800 g. Därför lösningen mättad.

Dessa begrepp är till exempel relativa
25 % HCl-lösning koncentreras och
25 % H2SO4-lösning - utspädd

8. Uttryck av koncentrationen av lösningar (bild 11)

Ett sätt att uttrycka koncentrationen av lösningar är massfraktionen (w)

9. Lös problem (bild 12):.

Uppgift 1. Beräkna massandelen av lösningen i %, som erhålls om 50 g av ämnet löses i 450 g vatten.

W helvete 2. Beräkna massan av vatten och massa salt som måste tas för att framställa 300 g av en lösning med en massfraktion på 15%.

10. Lös problemen (bilder 13, 14, 15).

Uppgifterna löses i par - 30 min.

Uppgift 1. För att bearbeta blommor måste Nalle Puh förbereda 2 kg 2 % natriumnitratlösning. Hjälp honom att beräkna massan vatten och saltmassan som han behöver ta?

Uppgift 2. Hjältarna i denna tecknade serie måste behandla musikinstrument med cirka 20 % hemlig lösning. De har 700 g av denna lösning i en koncentration av 45%. Hur mycket vatten behöver de tillsätta för att få det de behöver?

Uppgift 3. Slutför moster Owls uppgift. Beräkna massfraktionen av lösningen som kommer att erhållas om 120 g salt löses i 1,4 kg. vatten.

Uppgift 4. Läkaren blandade två lösningar: 150 g av en 25 % lösning och 400 g av en 42 % lösning. Hjälp honom att beräkna massfraktionen av den resulterande lösningen.

Uppgift 5. Masha tog 700 g vatten till buljongen, tillsatte 1,5 teskedar salt (15 g), provade det - lösningen verkade för salt för henne, och hon tillsatte 500 g vatten. En lösning med vilken massfraktion salt fick Mashenka?

Uppgift 6. Mössen hjälpte Askungen att förbereda den magiska lösningen. De tog två lösningar: 200 g av en 10% lösning av ett hemligt ämne och 250 g av en 25% lösning av samma ämne. Sedan tillsatte de 30 g av ämnet till den resulterande lösningen. Hur mycket vatten ska tillsättas i Askungen så att massan av lösningen är 15 %?

V. Kontrollera lösta problem på tavlan– 14 min. ( Bilaga 2 )

VI. Läxa(bild 16) - 1 min.

1. Lös problem 1,2,3,4 sidan 81
2. Hitta ditt problem i ämnet "Lösningar". Skriv ner det på ett 12 cm x 7 cm kort av vitt papper.

I nästa lektion kommer vi att göra en utlottning av dina uppgifter. Ni kommer att lösa varandras problem och ge varandra betyg.

En lösning är ett homogent system bestående av två eller flera ämnen, vars innehåll kan ändras inom vissa gränser utan att homogeniteten störs.

Vatten lösningar består av vatten(lösningsmedel) och löst ämne. Tillståndet för ämnen i en vattenlösning, om nödvändigt, indikeras med en nedsänkt (p), till exempel KNO 3 i lösning - KNO 3 (p) .

Lösningar som innehåller en liten mängd löst ämne kallas ofta utspädd medan lösningar med hög halt av lösta ämnen koncentrerad. En lösning där ytterligare upplösning av ett ämne är möjlig kallas omättad och en lösning i vilken ett ämne upphör att lösas under givna förhållanden är mättad. Den sista lösningen är alltid i kontakt (i heterogen jämvikt) med det olösta ämnet (en eller flera kristaller).

Under speciella förhållanden, såsom försiktig (utan omrörning) kylning av en het omättad lösning fastämnen kan bildas övermättad lösning. När en kristall av ett ämne införs separeras en sådan lösning i en mättad lösning och en fällning av ämnet.

I enlighet med kemisk teori om lösningar D. I. Mendeleev, upplösningen av ett ämne i vatten åtföljs, för det första, förstörelse kemiska bindningar mellan molekyler (intermolekylära bindningar i kovalenta ämnen) eller mellan joner (i joniska ämnen), och därmed blandas ämnets partiklar med vatten (där även en del av vätebindningarna mellan molekyler förstörs). Kemiska bindningar bryts på grund av den termiska energin från vattenmolekylernas rörelse, och i detta fall kosta energi i form av värme.

För det andra, en gång i vattnet, utsätts ämnets partiklar (molekyler eller joner) för hydrering. Som ett resultat, hydraterar- föreningar med obestämd sammansättning mellan partiklar av ett ämne och vattenmolekyler (den inre sammansättningen av partiklarna av ett ämne i sig förändras inte när det löses upp). Denna process åtföljs framhävning energi i form av värme på grund av bildning av nya kemiska bindningar i hydrater.

I allmänhet en lösning kyls ner(om kostnaden för värme överstiger dess frigöring), eller värms upp (annars); ibland - om kostnaden för värme och dess frisättning är lika - förblir lösningens temperatur oförändrad.

Många hydrater är så stabila att de inte bryts ner även när lösningen är helt avdunstad. Så, fasta kristallhydrater av salter CuS045H2O, Na2CO310H2O, KAl (SO4)212H2O, etc. är kända.

Innehållet av ett ämne i en mättad lösning vid T= const kvantifierar löslighet detta ämne. Löslighet uttrycks vanligtvis som massan av löst ämne per 100 g vatten, till exempel 65,2 g KBr/100 g H 2 O vid 20 °C. Därför, om 70 g fast kaliumbromid införs i 100 g vatten vid 20 °C, kommer 65,2 g salt att gå i lösning (som kommer att mättas), och 4,8 g fast KBr (överskott) kommer att finnas kvar vid botten av bägaren.

Man bör komma ihåg att innehållet av lösta ämnen i rik lösning lika, i omättad lösning mindre och i övermättad lösning Mer dess löslighet vid en given temperatur. Så, en lösning framställd vid 20 ° C av 100 g vatten och natriumsulfat Na 2 SO 4 (löslighet 19,2 g / 100 g H 2 O), med ett innehåll

15,7 g salt - omättad;

19,2 g salt - mättad;

2O,3 g salt är övermättad.

Lösligheten av fasta ämnen (tabell 14) ökar vanligtvis med ökande temperatur (KBr, NaCl), och endast för vissa ämnen (CaSO 4 , Li 2 CO 3) observeras motsatsen.

Gasernas löslighet minskar med ökande temperatur och ökar med ökande tryck; till exempel, vid ett tryck på 1 atm, är lösligheten för ammoniak 52,6 (20 ° C) och 15,4 g / 100 g H2O (80 ° C), och vid 20 ° C och 9 atm är den 93,5 g / 100 g H 2 O.

I enlighet med löslighetsvärdena särskiljs ämnen:

– väl löslig, vars massa i en mättad lösning står i proportion till massan av vatten (till exempel KBr - vid 20 ° C är lösligheten 65,2 g / 100 g H 2 O; 4,6 M lösning), de bildar mättade lösningar med en molaritet på mer än 0,1 M;

– måttligt lösbar, vars massa i en mättad lösning är mycket mindre än massan av vatten (till exempel CaSO 4 - vid 20 ° C är lösligheten 0,206 g / 100 g H 2 O; 0,015 M lösning), de bildar mättade lösningar med en molaritet av 0,1–0,001 M;

– praktiskt taget olöslig vars massa i en mättad lösning är försumbar jämfört med lösningsmedlets massa (till exempel AgCl - vid 20 ° C, lösligheten är 0,00019 g per 100 g H 2 O; 0,0000134 M lösning), de bildar mättade lösningar med en molaritet på mindre än 0,001 M.

Sammanställt enligt referensdata löslighetstabell vanliga syror, baser och salter (Tabell 15), i vilka typen av löslighet anges, noteras ämnen som inte är kända för vetenskapen (ej erhållna) eller som helt sönderdelas av vatten.

Ett ämnes förmåga att lösa sig i vatten eller annat lösningsmedel kallas löslighet. Den kvantitativa egenskapen för löslighet är löslighetskoefficienten, som visar vad som är den maximala massan av ett ämne som kan lösas i 1000 eller 100 g vatten vid en given temperatur. Ett ämnes löslighet beror på lösningsmedlets och ämnets beskaffenhet, på temperatur och tryck (för gaser). Lösligheten av fasta ämnen ökar i allmänhet med ökande temperatur. Gasernas löslighet minskar med ökande temperatur, men ökar med ökande tryck.

Beroende på deras löslighet i vatten delas ämnen in i tre grupper:

• 1. Mycket löslig (sid.). Lösligheten av ämnen är mer än 10 g i 1000 g vatten. Till exempel löses 2000 g socker i 1000 g vatten, eller 1 liter vatten.
• 2. Något löslig (m.). Lösligheten av ämnen är från 0,01 g till 10 g av ett ämne i 1000 g vatten. Till exempel löses 2 g gips (CaSO4 * 2H20) i 1000 g vatten.
• 3. Praktiskt taget olöslig (n.). Ämnes löslighet är mindre än 0,01 g av ett ämne i 1000 g vatten. Till exempel löses 1,5 * 10_3 g AgCl i 1000 g vatten.

När ämnen löses upp kan mättade, omättade och övermättade lösningar bildas.

En mättad lösning är en lösning som innehåller den maximala mängden löst ämne under givna förhållanden. När ett ämne tillsätts till en sådan lösning löser sig ämnet inte längre.

En omättad lösning är en lösning som innehåller mindre löst ämne än en mättad lösning under givna förhållanden. När ett ämne tillsätts till en sådan lösning löser sig ämnet fortfarande.

Ibland är det möjligt att få en lösning där det lösta ämnet innehåller mer än i en mättad lösning vid en given temperatur. En sådan lösning kallas övermättad. Denna lösning erhålls genom att försiktigt kyla den mättade lösningen till rumstemperatur. Övermättade lösningar är mycket instabila. Kristallisering av ett ämne i en sådan lösning kan orsakas av att man gnuggar väggarna i kärlet där lösningen är belägen med en glasstav. Denna metod används när man utför vissa kvalitativa reaktioner.

Lösligheten av ett ämne kan också uttryckas genom den molära koncentrationen av dess mättade lösning.

Upplösningsprocessens hastighet beror på de ämnen som löses upp, tillståndet på deras ytor, lösningsmedlets temperatur och koncentrationen av den slutliga lösningen.

Blanda inte ihop begreppen "mättad" och "utspädd" lösning. Till exempel är en mättad lösning av silverklorid (1,5 * 10-3g / l) yavl. mycket utspädd och omättad lösning av socker (1000 g / l) - koncentrerad.

Koncentration av lösningar och metoder för dess uttryck

Enligt moderna begrepp kan den kvantitativa sammansättningen av en lösning uttryckas med både dimensionslösa kvantiteter och kvantiteter med dimensioner. Dimensionslösa storheter brukar kallas fraktioner. 3 typer av fraktioner är kända: massa (u), volym (c), molar (h)

Massfraktionen av ett löst ämne är förhållandet mellan massan av det lösta ämnet X och lösningens totala massa:

u (X) \u003d t (X) / t

där w(X) är massfraktionen av det lösta ämnet X, uttryckt i fraktioner av en enhet; m(X) - massa av löst ämne X, g; m är lösningens totala massa, g.

Om massfraktionen av löst natriumklorid i lösningen är 0,03, eller 3 %, betyder det att 100 g av lösningen innehåller 3 g natriumklorid och 97 g vatten.

Volymfraktion av ett ämne i en lösning - förhållandet mellan volymen av ett löst ämne och summan av volymerna av alla ämnen som är involverade i bildandet av en lösning (före blandning)

c(X)= V(X)/AV

Molfraktionen av ett ämne i en lösning är förhållandet mellan mängden av ämnet och summan av mängderna av alla ämnen i lösningen.

h(X)=p(X)/?p

Av alla typer av fraktioner inom analytisk kemi används massfraktionen oftast. Volymfraktionen används vanligtvis för lösningar av gasformiga ämnen och vätskor (på apotek för lösningar av etylalkohol) Det numeriska värdet uttrycks i bråkdelar av en enhet och sträcker sig från 0 (rent lösningsmedel) till 1 (rent ämne. Som ni vet, en hundradels enhet kallas procent. Procent - detta är inte en måttenhet, utan bara en synonym för begreppet "en hundradel". Till exempel, om massandelen av NaOH i en viss lösning är 0,05, då istället för fem hundradelar kan du använda värdet 5% Procent kan inte vara massa, volym eller molar, och kan bara beräknas efter massa, volym eller mängd ämne.

Massfraktionen kan också uttryckas i procent.

Till exempel innehåller en 10 % natriumhydroxidlösning 10 g NaOH och 90 g vatten i 100 g av en lösning.

Cmas(X) = m(X)/tcm 100 %.

Volymprocent - procentandelen av volymen av ett ämne som ingår i blandningens totala volym. Indikerar antalet milliliter av ämnet i 100 ml av blandningens volym.

Snyft % \u003d V/Vcm * 100

Förhållandet mellan lösningens volym och massa (t) uttrycks med formeln

där c är lösningens densitet, g/ml; V är lösningens volym, ml.

De dimensionella kvantiteterna som används för att beskriva den kvantitativa sammansättningen av lösningar inkluderar koncentrationen av ett ämne i en lösning (massa, molar) och molaliteten av ett löst ämne. Om tidigare några metoder för att beskriva den kvantitativa sammansättningen av en lösning kallades koncentrationer av ett ämne , så idag har detta begrepp blivit smalare.

Koncentration är förhållandet mellan massan eller mängden av ett löst ämne och volymen av en lösning. Således är massfraktionen, enligt det moderna tillvägagångssättet, inte längre en koncentration och bör inte kallas en procentkoncentration.

Masskoncentration är förhållandet mellan massan av ett löst ämne och volymen av en lösning. Denna typ av koncentration betecknas som g (X), s (X) eller inte att förväxla med lösningens densitet, s * (X)

Masskoncentrationsenheten är kg/m3 eller motsvarande, g/l. Masskoncentrationen, som har dimensionen g/ml, kallas lösningens titer

Molär koncentration - C (X) - är förhållandet mellan mängden av ett löst ämne (mol) och volymen av en lösning (1 l) Beräknat som förhållandet mellan mängden ämne p (X) som finns i en lösning och volymen av denna lösning V:

C(X) = n(X)/Vp= m(X)/M(X)V

där m(X) är massan av det lösta ämnet, g; M(X) är molmassan av det lösta ämnet, g/mol. Molkoncentrationen uttrycks i mol/dm3 (mol/l). Den vanligaste enheten är mol/l. Om 1 liter av en lösning innehåller 1 mol av ett löst ämne, kallas lösningen molär (1 M). Om 1 liter lösning innehåller 0,1 mol eller 0,01 mol av ett löst ämne, kallas lösningen respektive decimolar (0,1 M), centimolar (0,01 M), 0,001 mol-millimolar (0,001 M)

Måttenheten för molär koncentration är mol/m3, men i praktiken används vanligtvis en multipel av enheten, mol/l. Istället för beteckningen "mol / l" kan du använda "M" (och ordet lösning är inte längre nödvändigt att skriva) Till exempel betyder 0,1 M NaOH detsamma som C (NaOH) \u003d 0,1 mol / l

En mullvad är en enhet av kemisk mängd av ett ämne. En mol är en del av ett ämne (dvs en sådan mängd) som innehåller lika många strukturella enheter som det finns atomer i 0,012 kg kol. 0,012 kg kol innehåller 6,02*1023 kolatomer. Och denna portion är 1 mol. Samma antal strukturella enheter finns i 1 mol av vilket ämne som helst. det vill säga en mol är mängden av ett ämne som innehåller 6,02 * 1023 partiklar. Detta värde kallas Avogadro-konstanten.

Den kemiska mängden av alla ämnen innehåller samma antal strukturella enheter. Men för varje ämne har dess strukturella enhet sin egen massa. Därför kommer massorna av samma kemiska mängder av olika ämnen också att vara olika.

Molmassa är massan av en del av ett ämne med en kemisk mängd på 1 mol. Det är lika med förhållandet mellan massan m av ett ämne och motsvarande mängd ämne n

I International System of Units uttrycks molär massa i kg/mol, men g/mol används oftare inom kemi.

Det bör noteras. Att molmassan numeriskt sammanfaller med massorna av atomer och molekyler (i amu) och med de relativa atom- och molekylmassorna.

Till skillnad från fasta ämnen och vätskor upptar alla gasformiga ämnen med en kemisk mängd på 1 mol samma volym (under samma förhållanden) Detta värde kallas molvolymen och betecknas

Därför att Eftersom gasvolymen beror på temperatur och tryck, tas gasvolymerna vid beräkningar under normala förhållanden (0? C och ett tryck på 101,325 kPa). förhållandet mellan volymen av någon del av gasen och den kemiska mängden gas är ett konstant värde lika med 22,4 dm3/mol, dvs. Molar volym av eventuell gas under normala förhållanden = 22,4 dm3/mol

Förhållandet mellan molmassa, molarvolym och densitet (liters massa)

c= M/Vm, g/dm3

Begreppet molär koncentration kan hänvisa till både molekylen eller formelenheten för ett löst ämne och dess ekvivalent. Ur grundläggande synvinkel spelar det ingen roll vad vi talar om: koncentrationen av svavelsyramolekyler - C (H2SO4) eller "halvor av svavelsyramolekyler" - C (1/2 H2SO4). Molkoncentrationen av ekvivalenten av ett ämne kallades förr normalkoncentrationen. Dessutom kallades molarkoncentrationen ofta molaritet, även om en sådan term inte rekommenderas (den kan förväxlas med molalitet)

Molaliteten hos ett löst ämne är förhållandet mellan mängden av ett ämne i lösning och lösningsmedlets massa. Ange molalitet som m(X), b(X), Cm(X):

Cm(X)= n(X)/mS

Enheten för molalitet är mol/kg. Molalitet, enligt modern terminologi, är inte en koncentration. Den används i fall där lösningen är under icke-isotermiska förhållanden. En temperaturförändring påverkar lösningens volym och leder därmed till en förändring i koncentrationen – samtidigt som molaliteten förblir konstant.

För den kvantitativa karakteriseringen av standardlösningar används vanligtvis den molära koncentrationen (av ett ämne eller motsvarande till ett ämne)

Normalitet av lösningar. Gram motsvarighet.

Koncentrationen av lösningar i titrimetrisk analys uttrycks ofta i termer av titer, d.v.s. ange hur många gram av ett löst ämne som finns i 1 ml av en lösning. Det är ännu bekvämare att uttrycka det i termer av normalitet.

Normalitet är ett tal som anger hur många gramekvivalenter av ett löst ämne som finns i 1 liter av en lösning.

Ett ämnes gramekvivalent (g-ekvivalent) är antalet gram av det, kemiskt ekvivalent (motsvarar) en gramatom väte i denna reaktion.

Cn \u003d peq / V; Cn = z n/V,

Där peq är antalet ekvivalenter av det lösta ämnet, peq = z n, V är volymen av lösningen i liter, n är antalet mol av det lösta ämnet, z är den effektiva valensen för det lösta ämnet

För att hitta gramekvivalenten måste du skriva reaktionsekvationen och räkna ut hur många gram av ett givet ämne som motsvarar 1 gram av en väteatom i det.

Till exempel:

HCl + KOH KCl + H2O

En gramekvivalent av en syra är lika med en grammolekyl - en mol (36,46 g) HCl, eftersom det är denna mängd syra som motsvarar ett gram väteatom som interagerar med alkalihydroxyljoner under reaktionen.

Följaktligen, en gram-molekyl av H2SO4 i reaktionerna:

H2SO4 + 2NaOH Na2S04 + 2H2O

Motsvarar två gram väteatomer. Därför är gramekvivalenten H2SO4? grammolekyler (49,04 g).

Till skillnad från en gram-molekyl, en gram-atom, är detta antal inte konstant, utan beror på reaktionen i vilken det givna ämnet är inblandat.

Eftersom en gram-atom av OH- reagerar med en gram-atom av H + och därför är ekvivalent med den senare, hittas gram-ekvivalenterna för baserna på liknande sätt, men med den enda skillnaden att de i detta fall måste delas med antalet grammolekyler som deltar i reaktionen OH-joner.

Tillsammans med gramekvivalenten inom analytisk kemi används ofta begreppet milligramekvivalent. En milligramekvivalent (mg ekvivalent) är lika med en tusendels gramekvivalent (E:1000) och är ekvivalentvikten av ett ämne uttryckt i milligram. Till exempel är 1 g-ekv HCl 36,46 g och 1 mekv HCl är 36,46 mg.

Av begreppet en ekvivalent som en kemiskt ekvivalent kvantitet följer att gramekvivalenterna är just de viktmängder som de reagerar med varandra.

Det är uppenbart att 1 mg-eq av dessa ämnen, vilket är 0,001 g-eq, finns i 1 ml en-normala lösningar av dessa ämnen. Därför visar normaliteten hos en lösning hur många gramekvivalenter av ett ämne som finns i 1 liter eller hur många milligramekvivalenter av det som finns i 1 ml av en lösning. Lösningarnas normalitet betecknas med bokstaven n. Om 1 liter lösning innehåller 1 g-ekv. ämnen, då kallas en sådan lösning 1 normal (1 n), 2 g-ekv - två-normal (2 n), 0,5 g-ekv - halvnormal, 0,1 g-ekv - decinormal (0,1n), 0,01 g -eq - centinormal, 0,001 g-equiv - millinormal (0,001n). Naturligtvis visar lösningens normalitet dessutom antalet milligramekvivalenter av det lösta ämnet i 1 ml av lösningen. Till exempel innehåller 1n-lösning 1 mEq och 0,5 n - 0,5 mEq av ett löst ämne per 1 ml. Framställningen av normala lösningar kräver förmågan att beräkna gramekvivalenter av en syra, bas eller salt.

Gram-ekvivalent är antalet gram av ett ämne som är kemiskt ekvivalent (dvs ekvivalent) med en gramatom eller gramjon väte i en given reaktion.

Np: HCl + NaOH= NaCl+H2O

Det kan ses att en HCl gram-molekyl deltar i reaktionen med en H+ gram-jon som interagerar med OH-jonen. Uppenbarligen, i det här fallet, är gramekvivalenten HCl lika med dess grammolekyl och är 36,46 g. Emellertid beror gramekvivalenten av syror, baser och salter på förloppet av reaktionerna där de deltar. För att beräkna dem skrivs i varje fall en ekvation och det bestäms hur många gram av ämnet som motsvarar 1 gramatom väte i denna reaktion. H-P, molekyler av fosforsyra H3PO4, som deltar i reaktionen

H3PO4 + NaOH=NaH2PO4+ H2O

Ger bara en H+-jon och dess gramekvivalent är lika med en grammolekyl (98,0 g). I reaktionen

H3P04 + 2NaOH = Na2HPO4+ 2H2O

varje molekyl motsvarar två gram vätejoner. Därför gram-motsv. Är hon jämställd? grammolekyler, dvs 98:2=49g

Slutligen kan H3PO4-molekylen också delta i reaktionen med tre vätejoner:

H3P04 + 3NaOH=Na3P04+ 3H2O

det är tydligt att i denna reaktion är H3PO4 grammolekylen ekvivalent med tre H+ gramjoner och gramekvivalenten av syran är 1/3 av grammolekylen, dvs. 98:3=32,67g

Gram-ekvivalent-baser beror också på reaktionens karaktär. När man beräknar gramekvivalenten för en bas, dividerar man vanligtvis dess grammolekyl med antalet OH-joner som deltar i reaktionen, eftersom en OH-gramjon är ekvivalent med en H+ gramjon, därför baserat på ekvationerna

Ordningen för omvandling från en typ av koncentration till en annan. Beräkningar med molär koncentration

I de flesta fall, när man beräknar med hjälp av molkoncentrationen, utgår man från proportionerna som relaterar till molkoncentrationen och molmassan

Där C (X) är lösningens koncentration i mol/l, M är molmassan, g/mol; m(X)/ är massan av det lösta ämnet i gram, p(X) är mängden löst ämne i mol, Vp är volymen av lösningen i liter. Exempel, beräkna molkoncentrationen av 2 liter av 80 g av NaOH.

C(X) = m(X)/M Vp; M = 40 g/mol; C (X) \u003d 80g / 40g / mol * 2l \u003d 1 mol / l

Beräkningar med normalitet

Där Sp är koncentrationen av lösningen i mol/l; M-molar massa, g/mol; m(X)/ är massan av det lösta ämnet i gram, p(X) är mängden löst ämne i mol, Vp är lösningens volym i liter.

Koncentration av lösningar och metoder för dess uttryck (Kemisk analys i termisk kraftteknik, Moskva. MPEI Publishing House, 2008)

De kvantitativa förhållandena mellan massorna av reagerande ämnen uttrycks av ekvivalentlagen. Kemiska grundämnen och deras föreningar inleder kemiska reaktioner med varandra i strikt definierade masskvantiteter som motsvarar deras kemiska ekvivalenter.

Låt följande reaktion ske i systemet:

aX+ b Y > Reaktionsprodukter.

Reaktionsekvationen kan också skrivas som

X + b/a Y > Reaktionsprodukter,

vilket betyder att en partikel av ämne X är ekvivalent med b/a partiklar av ämne Y.

Attityd

Ekvivalensfaktor, ett dimensionslöst värde som inte överstiger 1. Användningen som bråkvärde är inte särskilt bekväm. Oftare används det reciproka av ekvivalensfaktorn - ekvivalensnumret (eller ekvivalenttalet) z;

Värdet på z bestäms av den kemiska reaktion som ett givet ämne deltar i.

Det finns två definitioner av motsvarigheten:

• 1. En ekvivalent är en viss verklig eller betingad partikel som kan fästa, frigöra eller på annat sätt vara likvärdig med en vätejon i syra-basreaktioner eller en elektron i redoxreaktioner.
• 2. Ekvivalent - en betingad partikel av ett ämne, z gånger mindre än dess motsvarande formelenhet. Formelenheter i kemi är faktiskt existerande partiklar, såsom atomer, molekyler, joner, radikaler, villkorade molekyler av kristallina ämnen och polymerer.

Enheten för mängden ämnesekvivalenter är mol eller mmol (tidigare g-eq eller mg-eq). Värdet som krävs för beräkningar är molmassan av ekvivalenten av ämnet Meq (Y), g / mol, lika med förhållandet mellan massan av ämnet mY och mängden ämnesekvivalenter neq (Y):

Mekv(Y) = mY / nekv(Y)

sedan neq

Följaktligen

Mekv(Y) =MY/zY

där MY är molmassan av ämne Y, g/mol; nY är mängden ämne Y, mol; zY är ekvivalensnumret.

Koncentrationen av ett ämne är en fysisk storhet (dimensionell eller dimensionslös) som bestämmer den kvantitativa sammansättningen av en lösning, blandning eller smälta. Olika metoder används för att uttrycka koncentrationen av en lösning.

Molär koncentration av ämne B eller koncentration av mängden ämne - förhållandet mellan mängden löst ämne B och volymen av lösningen, mol / dm3,

St = nv / Vp = mv / Mv Vp

där nv är mängden ämne, mol; Vp är volymen av lösningen, dm3; MB -- ämnets molmassa, g/mol; mB är massan av det lösta ämnet, g.

Den förkortade formen av den molära koncentrationsenheten M = mol/dm3 är bekväm att använda.

Molär koncentration av ekvivalenter av ämne B - förhållandet mellan antalet ekvivalenter av ämne B och volymen av lösningen, mol / dm3? n:

Seq (V) \u003d n equiv (V) / Vp \u003d mv / Mv Vp \u003d mv zv / Mv Vp

där neq är mängden ämnesekvivalenter, mol; Mekv -- molmassa av ämnesekvivalenter, g/mol; zB är ett ekvivalensnummer.

Användning av termerna "normalitet" och "normalkoncentration" och måttenheter g-eq/dm3, mg-eq/dm3 rekommenderas inte, liksom symbolen N, för den förkortade beteckningen av molkoncentrationen av ämnesekvivalenter .

Masskoncentration av ämne B - förhållandet mellan massan av det lösta ämnet B och lösningens volym, g / dm3,

Massfraktion av löst ämne B är förhållandet mellan massan av löst ämne B och lösningens massa:

Sv = mv / mr = mv / s Vp

där mr är lösningens massa, g; c är lösningens densitet, g/cm3.

Användningen av termen "procentkoncentration" rekommenderas inte.

Molfraktionen av ett löst ämne B är förhållandet mellan mängden av detta ämne och den totala mängden av alla ämnen som utgör lösningen, inklusive lösningsmedlet,

XV= nV / ? ni, ? ni = nВ + n1 + n2 +.....+ ni

Molaliteten för ämne B i lösning är mängden löst ämne B som finns i 1 kg lösningsmedel, mol / kg,

Cm \u003d nv / ms \u003d mv / Mv ms

där ms är lösningsmedlets massa, kg.

Titer - Titern för en lösning av ämne B är koncentrationen av en standardlösning lika med massan av ämne B som finns i 1 cm3 lösning, g / cm3,

För närvarande rekommenderas inte användningen av många termer, men i praktiken av vattenbehandling och i produktion använder specialister dessa termer och måttenheter, därför kommer de vanliga termerna och måttenheterna att användas för att eliminera avvikelser. i framtiden, och ny terminologi kommer att anges inom parentes.

Enligt lagen om ekvivalenter reagerar ämnen i motsvarande mängder:

neq (X) = neq (Y), och neq (X) = Seq (X) Vx och neq (Y) = Seq (Y) Vy

därför kan man skriva

Sekv (X) Vx = Sekv (Y) Vy

där neqv(X) och neqv(Y) -- mängden ämnesekvivalenter, mol; Seq (X) och Seq (Y) - normala koncentrationer, g-eq / dm3 (molära koncentrationer av ämnesekvivalenter, mol / dm3); VX och VY är volymer av reagerande lösningar, dm3.

Låt oss anta att det är nödvändigt att bestämma koncentrationen av en lösning av en titrerad substans X-- Ceq(X). För att göra detta, mät noggrant en alikvot av denna VX-lösning. Därefter utförs en titreringsreaktion med en lösning av ämne Y med en koncentration av Ceq (Y) och notera hur mycket lösning som används för titrering av VY - titrant. Vidare, enligt lagen om ekvivalenter, kan vi beräkna den okända koncentrationen av en lösning av ämne X:

Jämvikt i lösningar. Sanna lösningar och suspensioner. Jämvikt i systemet "fällning - mättad lösning". Kemisk jämvikt

Kemiska reaktioner kan fortgå på ett sådant sätt att de ämnen som tas helt omvandlas till reaktionsprodukter - som man säger, reaktionen går till slutet. Sådana reaktioner kallas irreversibla. Ett exempel på en irreversibel reaktion är nedbrytningen av väteperoxid:

2H2O2 = 2H2O + O2 ^

Reversibla reaktioner fortgår samtidigt i två motsatta riktningar. därför att de produkter som erhålls som ett resultat av reaktionen interagerar med varandra för att bilda utgångsämnena. Till exempel: när jodånga interagerar med väte vid 300 ° C, bildas vätejodid:

Men vid 300°C sönderdelas vätejodid:

Båda reaktionerna kan uttryckas med en allmän ekvation, som ersätter likhetstecknet med reversibilitetstecknet:

Reaktionen mellan utgångsämnena kallas en direkt reaktion, och dess hastighet beror på koncentrationen av utgångsämnena. En kemisk reaktion mellan produkter kallas en omvänd reaktion, och dess hastighet beror på koncentrationen av utgångsämnena. En kemisk reaktion mellan produkter kallas en omvänd reaktion, och dess hastighet beror på koncentrationen av de erhållna ämnena. I början av en reversibel process är hastigheten på den framåtriktade reaktionen maximal och hastigheten för den omvända är noll. När processen fortskrider minskar hastigheten för den direkta reaktionen, eftersom koncentrationen av de tagna ämnena minskar, och hastigheten för den omvända reaktionen ökar, när koncentrationen av de erhållna ämnena ökar. När hastigheterna för båda reaktionerna blir lika, inträder ett tillstånd som kallas kemisk jämvikt. I kemisk jämvikt stannar varken framåt- eller bakåtreaktionerna; båda rör sig i samma hastighet. Därför är den kemiska jämvikten en rörlig, dynamisk jämvikt. Tillståndet för kemisk jämvikt påverkas av koncentrationen av reagerande ämnen, temperatur och för gasformiga ämnen - trycket i systemet.

Genom att ändra dessa förhållanden är det möjligt att flytta jämvikten åt höger (i detta fall kommer produktutbytet att öka) eller åt vänster. Offset chem. jämvikt följer Le Chatelier-principen:

Under steady state-jämvikt är produkten av koncentrationerna av reaktionsprodukterna dividerat med produkten av koncentrationerna av utgångsmaterialen (för en given reaktion, T=const) ett konstant värde som kallas jämviktskonstanten.

När yttre förhållanden förändras skiftar den kemiska jämvikten i riktning mot reaktionen som försvagar denna yttre påverkan. Så, med en ökning av koncentrationen av reagerande ämnen, skiftar jämvikten mot bildandet av reaktionsprodukter. Införandet av ytterligare mängder av någon av reaktanterna i jämviktssystemet accelererar reaktionen i vilken den förbrukas. En ökning av koncentrationen av utgångsämnena förskjuter jämvikten mot bildning av reaktionsprodukter. En ökning av koncentrationen av reaktionsprodukter förskjuter jämvikten mot bildning av utgångsmaterial.

Reaktioner som uppstår i processen för kemisk analys. Typer av reaktioner. Karakteristisk. Typer av kemiska reaktioner

Kemiska reaktioner kan delas in i fyra huvudtyper:

sönderfall	anslutningar	utbyte
Nedbrytningsreaktion- kallas en sådan chem. reaktion, hos en katt. från en komplex sak-va visar det sig två eller fler. enkla eller komplexa ämnen: 2H2O > 2H2^ +02^3	En sammansatt reaktion är en sådan reaktion, i vilket ett mer komplext ämne bildas av två eller flera enkla eller komplexa ämnen:	En substitutionsreaktion är en reaktion som sker mellan enkla och komplexa ämnen, med en katt. atomer är enkelt. saker ersätter atomerna i ett av elementen i en komplex substans: Fe+CuCl2> Cu+FeCl2 Zn+CuCl2>ZnCl2+Cu	En utbytesreaktion är en reaktion där två komplexa ämnen byter ut sina beståndsdelar och bildar två nya ämnen: NaCl+AgNO3=AgCl+NaNO3

Beroende på frigöring och absorption av energi delas kemiska reaktioner in i exotermiska, som går med frigöring av värme till miljön och endotermiska, som går med absorption av värme från miljön.

Vetenskapen om metoder för att analysera sammansättningen av en analyt, (i vid bemärkelse) och metoder för en omfattande kemisk studie av ämnen som omger oss på jorden kallas analytisk kemi. Ämnet analytisk kemi är teori och praktik av olika analysmetoder. Analysen av ett ämne utförs för att fastställa dess kvalitativa eller kvantitativa kemiska sammansättning.

Uppgiften med kvalitativ analys är att upptäcka grundämnen, ibland föreningar som utgör ämnet som studeras.Kvantitativ analys gör det möjligt att bestämma det kvantitativa förhållandet mellan dessa komponenter.

I en kvalitativ analys, för att fastställa analytens sammansättning, tillsätts andra ämnen till den, vilket orsakar sådana kemiska omvandlingar, som åtföljs av bildandet av nya föreningar med specifika egenskaper:

• - ett visst fysiskt tillstånd (fällning, vätska, gas)
• - känd löslighet i vatten, syror, alkalier och andra lösningsmedel
• - karakteristisk färg
• - kristallin eller amorf struktur
• - lukt

Kvalitativ analys i studiet av sammansättningen av ett okänt ämne föregår alltid kvantitativ, eftersom. valet av metod för att kvantifiera analytens beståndsdelar beror på de data som erhålls med hjälp av en kvalitativ analys. Resultaten av en kvalitativ analys gör det inte möjligt att bedöma egenskaperna hos de material som studeras, eftersom egenskaperna inte bara bestäms av vilka delar objektet som studeras består av, utan också av deras kvantitativa förhållande. När du startar en kvantitativ analys är det nödvändigt att veta exakt den kvalitativa sammansättningen av ämnet som studeras; genom att känna till ämnets kvalitativa sammansättning och det ungefärliga innehållet av komponenterna är det möjligt att välja rätt metod för kvantitativ bestämning av det element som är intressant för oss.

I praktiken är uppgiften som analytikern står inför vanligtvis mycket förenklad på grund av att den kvalitativa sammansättningen av de flesta av de studerade materialen är välkänd.

Metoder för kvantitativ analys

Metoder för kvantitativ analys, beroende på arten av den experimentella tekniken som används för den slutliga bestämningen av analytens beståndsdelar, är indelade i 3 grupper:

• - kemisk
• - fysiskt
• - fysikalisk-kemisk (instrumentell)

Fysiska metoder - analysmetoder med vilka du kan bestämma sammansättningen av ämnet som studeras, utan att tillgripa användningen av kemiska reaktioner. Fysiska metoder inkluderar:

• - spektralanalys - baserad på studier av emissionsspektra (eller emission och absorption av de ämnen som studeras)
• - luminiscerande (fluorescerande) - analys baserad på observation av luminescens (glöd) hos de analyserade ämnena, orsakad av inverkan av ultravioletta strålar
• - röntgenstruktur - baserad på användningen av röntgenstrålar för att studera materiens struktur
• - masspektrometrisk analys
• - metoder baserade på mätning av densiteten av de studerade föreningarna

Fysikalisk-kemiska metoder är baserade på studiet av fysikaliska fenomen som uppstår under kemiska reaktioner, åtföljda av en förändring i lösningens färg, färgintensitet (kolorimetri), elektrisk ledningsförmåga (konduktometri)

Kemiska metoder är baserade på användningen av de kemiska egenskaperna hos grundämnen eller joner.

Kemisk	Fysikalisk-kemiska
Gravimetrisk	Titrimetrisk	Kolorimetrisk	Elektrokemisk
Metoden för kvantitativ analys består i den exakta mätningen av massan av den analyserade komponenten i provet, isolerad i form av en förening med känd sammansättning eller i form av ett element. Det klassiska namnet på viktmetoden	Metoden för kvantitativ analys är baserad på att mäta volymen (eller massan) av en lösning av ett reagens med känd koncentration, som konsumeras för reaktionen med analyten. De är indelade efter typ av reaktioner i 4 metoder: - syra-bas (alkalinitet, surhet) - redox (bikromat - ämnet titreras med en lösning av kaliumdikromat, permanganatometry, jodometri) - komplexometrisk: (titrant Trilon B)	Metod för kvantitativ analys baserad på bedömning av lösningens färgintensitet (visuellt eller med hjälp av lämpliga instrument). Fotometrisk bestämning är endast möjlig om färgen på lösningarna inte är för intensiv, därför används mycket utspädda lösningar för sådana mätningar. I praktiken används fotometriska bestämningar särskilt ofta när halten av motsvarande element i föremålet som studeras är lågt och när metoderna för gravimetrisk och titrimetrisk analys är olämpliga. Snabbheten i bestämningen bidrar till den utbredda användningen av den fotometriska metoden.	Metoden för kvantitativ analys, den behåller den vanliga principen för titrimetriska bestämningar, men ögonblicket för slutförandet av motsvarande reaktion ställs in genom att mäta lösningens elektriska ledningsförmåga (konduktometrisk metod), eller genom att mäta potentialen hos en eller annan elektrod nedsänkt i testlösningen (potentiometrisk metod)

I kvantitativ analys särskiljs makro-, mikro- och semi-mikrometoder.

I makroanalys tas relativt stora (ca 0,1 g eller mer) portioner av det undersökta fasta ämnet eller stora volymer av lösningar (flera tiotals milliliter eller mer). Det huvudsakliga arbetsverktyget i denna metod är en analytisk våg, som tillåter vägning med en noggrannhet på 0,0001-0,0002 g, beroende på vågens utformning (dvs. 0,1-0,2 mg).

I mikro- och semi-mikrometoder för kvantitativ analys används vikter från 1 till 50 mg och lösningsvolymer från tiondels milliliter till flera milliliter. för dessa metoder används mer känsliga vågar, såsom mikrovågar (vägningsnoggrannhet upp till 0,001 mg), samt mer noggrann utrustning för att mäta volymer av lösningar.

Volumetrisk analys, väsen och egenskaper hos metoden. Begreppet titrering, titer. Allmänna titreringstekniker, titersättningsmetoder

Titrimetrisk (volumetrisk) analys Essensen av analys.

Titrimetrisk analys erbjuder en enorm fördel jämfört med gravimetrisk analys när det gäller hastighet. Vid titrimetrisk analys mäts volymen av en reagenslösning som konsumeras för reaktionen, vars koncentration (eller titer) alltid är exakt känd. En titer förstås vanligtvis som antalet gram eller milligram av ett löst ämne som finns i 1 ml av en lösning. Sålunda, vid titrimetrisk analys, utförs den kvantitativa bestämningen av kemikalier oftast genom att noggrant mäta volymerna av lösningar av två ämnen som reagerar med varandra.

I analysen placeras en titrerad reagenslösning i ett mätkärl som kallas en byrett, och den hälls gradvis i testlösningen tills det på ett eller annat sätt fastställs att den förbrukade mängden reagens motsvarar mängden av analyt. Denna operation kallas titrering.

Ett titrerbart ämne är ett ämne vars lösningskoncentration ska bestämmas. I detta fall måste volymen av lösningen av den titrerbara substansen vara känd.

En titrering är en lösning av ett reagens som används för titrering, vars koncentration är känd med hög noggrannhet. Det kallas ofta för en standardlösning (arbetslösning) eller titrerad lösning.

Lösningen kan beredas på flera sätt:

• - enligt den exakta vikten av utgångsämnet (endast kemiskt rena stabila föreningar, vars sammansättning strikt motsvarar den kemiska formeln, såväl som lätt rengjorda ämnen, kan användas som utgångsämnen);
• - enligt fixanal (enligt en strikt definierad mängd av ett ämne, vanligtvis 0,1 mol eller dess fraktion, placerad i en glasampull);
• - genom ett ungefärligt prov med efterföljande bestämning av koncentrationen enligt den primära standarden (det är nödvändigt att ha en primär standard - ett kemiskt rent ämne med exakt känd sammansättning som uppfyller de relevanta kraven);
• - genom att späda en tidigare beredd lösning med en känd koncentration.

Titrering är den huvudsakliga metoden för titrimetrisk analys, som består i att gradvis tillsätta en reagenslösning med känd koncentration från en byrett (titrant) till den analyserade lösningen tills ekvivalenspunkten uppnås. Fastställer ofta ekvivalenspunkten. Det är möjligt på grund av det faktum att det färgade reagenset ändrar sin färg under reaktionen (under titrering av oxiderbarhet). Eller så tillsätts ämnen till testlösningen som genomgår någon förändring under titreringen och därigenom möjliggör fixering av ekvivalenspunkten, dessa ämnen kallas indikatorer. Huvudkarakteristiken för indikatorer anses inte vara värdet för slutpunkten för titreringen, utan intervallet för indikatorfärgövergången. Färgförändringen på indikatorn blir märkbar för det mänskliga ögat inte vid ett specifikt pT-värde,

Övergångsintervall för syra-basindikatorer

Indikator	övergång, pH	syraform	Huvudform
Alizarin gul					lila
tymolftalein				Färglös
Fenolftalein				Färglös
Cresol lila					Lila
Fenolröd
Bromtymol blå
metylrött
metylorange
Bromfenol blå

Men även om indikatorer finns tillgängliga är deras användning inte alltid möjlig. I allmänhet bör starkt färgade eller grumliga lösningar inte titreras med indikatorer, eftersom färgförändringen på indikatorn blir svår att urskilja.

I sådana fall fixeras ibland ekvivalenspunkten genom att ändra några av lösningens fysikaliska egenskaper under titreringen. Elektrotitrimetriska analysmetoder är baserade på denna princip. Till exempel den konduktometriska metoden, där ekvivalenspunkten hittas genom att mäta lösningens elektriska ledningsförmåga; potentiometrisk metod baserad på att mäta en lösnings redoxpotential (potentiometrisk titreringsmetod).

Dessutom är det nödvändigt att den tillsatta titrerade reagenslösningen används uteslutande för reaktionen med analyten, dvs. under titreringen bör inga sidoreaktioner inträffa som omöjliggör en exakt beräkning av analysresultaten. På samma sätt är frånvaron av ämnen i lösningen som stör reaktionsförloppet eller förhindrar fixeringen av ekvivalenspunkten nödvändig.

Endast de kemiska interaktioner mellan det titrerade ämnet och titranten som uppfyller följande krav kan användas som reaktion:

• 1) reaktionen måste vara strikt stökiometrisk, dvs. den kemiska sammansättningen av det titrerbara ämnet, titreringsmedlet och reaktionsprodukterna måste vara strikt definierad och oförändrad;
• 2) reaktionen måste fortgå snabbt, eftersom förändringar kan inträffa i lösningen under lång tid (på grund av konkurrerande reaktioner), vars natur och inverkan på huvudtitreringsreaktionen är ganska svår att förutsäga och ta hänsyn till;
• 3) reaktionen måste fortgå kvantitativt (om möjligt fullständigt), d.v.s. jämviktskonstanten för titreringsreaktionen bör vara så hög som möjligt;
• 4) det måste finnas ett sätt att bestämma slutet av reaktionen. .

I titrimetri särskiljs följande titreringsalternativ:

• - direkt titreringsmetod. Titranten tillsätts direkt till ämnet som ska titreras. Denna metod används om alla krav för titreringsreaktionen är uppfyllda;
• - tillbakatitreringsmetod. Ett känt överskott av titrering tillsätts till ämnet som ska titreras, reaktionen fullbordas och sedan titreras överskottet av oreagerad titrering med en annan titrering, dvs. titreringen som används i den första delen av experimentet omvandlas i sig till den titrerbara substansen i den andra delen av experimentet. Denna metod används om reaktionshastigheten är låg, det inte är möjligt att välja en indikator, biverkningar observeras (till exempel förluster av analyten på grund av dess flyktighet), eller om reaktionen inte är stökiometrisk; - metod för indirekt titrering med substituent. En stökiometrisk reaktion av den titrerbara föreningen med ett annat reagens utförs, och den nya föreningen som erhålls från denna reaktion titreras med en lämplig titrering. Metoden används om reaktionen är icke-stökiometrisk eller sker långsamt.

UPPLÖSNING.

ÄMNENS LÖSLIGHET I VATTEN.

I UPPLÖSNING OCH LÖSNINGAR.

UPPLÖSNING. LÖSNINGAR.

Fysisk teori (van't Hoff,

Ostwald, Arrhenius).

Upplösningär en diffusionsprocess

a lösningarär homogena blandningar.

kemisk teori (Mendeleev,

Kablukov, Kistyakovsky).

Upplösningär en kemisk process

interaktioner med lösta ämnen

med vatten, - hydreringsprocessen,

a lösningar Dessa föreningar är hydrater.

Modern teori.

Upplösning- Detta är en fysikalisk-kemisk process som sker mellan lösningsmedlet och partiklarna i det lösta ämnet och åtföljs av diffusionsprocessen.

Lösningar- dessa är homogena (homogena) system som består av partiklar av ett löst ämne, ett lösningsmedel och produkterna av deras interaktion - hydrater.

II TEKEN PÅ KEMISKA INTERAKTION UNDER UTLÖSNING.

1. Termiska fenomen.

ü Exotermisk - dessa är fenomen som åtföljs av frigöring av värme/upplösning av koncentrerad svavelsyra H2SO4 i vatten/.

ü Endotermisk- dessa är fenomen som åtföljs av absorption av värme/upplösning av kristaller av ammoniumnitrat NH4NO3 i vatten/.

2. Färgförändring.

CuSO4 + 5H2O → CuSO4∙ 5H2O

vita blå kristaller

kristaller

3. Volymförändring.

III BEROENDE AV FASTA ÄMNEN AV UTLÖSNING.

1. Av ämnenas natur:

ü mycket löslig i vatten / mer än 10 g ämne per 100 g vatten /;

ü lätt löslig i vatten /mindre än 1g/;

ü praktiskt taget olöslig i vatten /mindre än 0,01g/.

2. Från temperatur.

IV TYPER AV LÖSNINGAR PER LÖSLIGHET.

Ø Beroende på graden av löslighet:

ü omättad lösning - en lösning i vilken, vid en given temperatur och tryck, ytterligare upplösning av det ämne som redan finns i den är möjlig.

ü mättad lösning - en lösning som är i fasjämvikt med det lösta ämnet.

ü Övermättad lösning - en instabil lösning där halten av ett löst ämne är större än i en mättad lösning av samma ämne vid dessa värden för temperatur och tryck.

Ø Beroende på förhållandet mellan det lösta ämnet och lösningsmedlet:

ü koncentrerad;

ü utspädd.

TEORI OM ELEKTROLYTISK DISSOCIATION (TED).

I. Teorin om elektrolytisk dissociation (TED) föreslogs av en svensk vetenskapsman Svante Arrhenius 1887

Senare utvecklades och förbättrades TED. Den moderna teorin om vattenlösningar av elektrolyter, förutom teorin om elektrolytisk dissociation av S. Arrhenius, innehåller idéer om hydrering av joner (,), teorin om starka elektrolyter (, 1923).

II. ÄMNEN

elektrolyter - ämnen, lösningar

eller vars smälter uppförande

elektricitet.

/syror, salter, baser/

Icke-elektrolyter Ämnen vars lösningar eller smälter inte leder elektricitet.

/enkla ämnen/

JONER är laddade partiklar.

ü katjoner /kat+/ är positivt laddade partiklar.

ü anjoner /an-/– negativt laddade partiklar

III. HUVUDSAKLIGA BESTÄMMELSER I TED:

ü Den spontana processen för nedbrytning av en elektrolyt till joner i en lösning eller i en smälta kallas elektrolytisk dissociation .

ü I vattenlösningar är joner inte i fria, utan i hydrerad tillstånd, d.v.s. omgiven av dipoler av vatten och kemiskt förknippad med dem. Joner i hydratiserat tillstånd skiljer sig i egenskaper från joner i materias gasformiga tillstånd.

ü För samma lösta ämne ökar dissociationsgraden när lösningen späds ut.

ü I lösningar eller smältor av elektrolyter rör sig joner slumpmässigt, men när en elektrisk ström passerar genom en lösning eller smälta av en elektrolyt rör sig jonerna i en riktning: katjoner - till katoden, anjoner - till anoden.

MEKANISM FÖR ELEKTROLYTISK DISSOCIATION

1. ED av joniska ämnen:

ü Orientering av vattendipoler i förhållande till kristalljoner.

ü Upplösningen av kristallen till joner (korrekt dissociation).

ü Hydrering av joner.

2. ED av ämnen med en kovalent polär typ av kemisk bindning.

ü Förstörelse av vätebindningar mellan vattenmolekyler, bildning av vattendipoler.

ü Orientering av vattendipoler i förhållande till en polär molekyls dipoler.

ü Stark bindningspolarisation, som ett resultat av vilken det gemensamma elektronparet helt förskjuts till atompartikeln av ett mer elektronegativt element.

ü Upplösning av materia till joner (korrekt dissociation).

ü Hydrering av joner.

GRAD AV ELEKTROLYTISK DISSOCIATION /α/

1. Grad av ED är förhållandet mellan antalet sönderfallna molekyler och det totala antalet partiklar i lösningen.

α = ─ ∙ 100 %

Ntotal

2. Enligt storleken på graden av ED delas ämnen in:

ü starka elektrolyter /HCl; H2SO4; NaOH; Na2CO3/

ü medelstarka elektrolyter /H3PO4/

ü svaga elektrolyter /H2CO3; H2SO3/.

KEMISK DIKTATION

OM ÄMNET: "ELETROLYTISK DISSOCIATION"

1. Alla vattenlösliga baser är starka elektrolyter.

2. Endast vattenlösliga salter genomgår hydrolys.

3. Dissociation är en reversibel process.

4. Kärnan i neutraliseringsreaktionen, CH3COOH + KOH → CH3COOH + H2O, reflekterad i form av en kort jonisk ekvation av en kemisk reaktion är: H++ OH- → H2O.

5. BaSO4 ; AgClär vattenolösliga salter, så de dissocierar inte till joner.

6. Är dissociationsekvationen för följande salter korrekt:

ü Na2SO4 → 2Na+ + SO42-

ü KCl → K+ + Cl-

7. Dissociationsekvationen för svavelsyra har följande form: H2 SÅ3 → 2 H+ + SÅ3 2- .

8. Den verkliga dissociationsgraden för en stark elektrolyt är mindre än 100 %.

9. Som ett resultat av neutralisationsreaktionen bildas alltid salt och vatten.

10. Endast vattenlösliga baser - alkalier, är elektrolyter.

11. Ekvationerna för kemiska reaktioner som presenteras nedan är jonbytesreaktioner:

ü 2KOH + SiO2 → K2SiO3 + H2O

ü Al2O3 + 2NaOH → 2NaAlO2 + H2O

ü CuO + 2HCl → CuCl2 + H2O

12. Svavelsyra är en svag syra, så den sönderdelas till vatten (H2O) och svaveldioxid (SO2).

H2SO3 → H2O + SO2.

KODEN

1. Nej /exklusive NH3∙H2O/

2. Nej: Al2S3 + 2H2O → 2AlOHS + H2S

3. Nej. /Dissociation av endast svaga elektrolyter är en reversibel process, starka elektrolyter dissocierar irreversibelt/.

4. Nej: CH3COOH + OH - → CH3COO= + H2O.

5. Nej. /Dessa salter är olösliga i förhållande till vatten, men de kan dissociera/.

6. Nej. /Dessa salter är starka elektrolyter, så de dissocierar irreversibelt/.

7. Nej. /Flerbasiska syror dissocierar stegvis/.

8. Nej. /Den sanna dissociationsgraden är lika med 100%/.

9. Nej: NH3(g.) + HCl(g.) → NH4Cl, vattenbildning förblir tveksam.

10. Nej. /Alla baser är elektrolyter/.

11. Nej. /Dessa är utbytesreaktioner, men joniska/.

12. Nej. /Sönderdelning av svavelsyra sker eftersom det är en skör syra/.

BESTÄMMELSER

SAMMANSTÄLLNING AV JONISKA EKVATIONER FÖR KEMISKA REAKTIONER.

1. Enkla ämnen, oxider, såväl som olösliga syror, salter och baser bryts inte ned till joner.

2. Lösningar används för jonbytesreaktionen, så även dåligt lösliga ämnen finns i lösningar i form av joner. /Om ett svårlösligt ämne är den ursprungliga föreningen, sönderdelas det till joner när man sammanställer joniska ekvationer för kemiska reaktioner/.

3. Om det dåligt lösliga bildas som ett resultat av reaktionen, då när man skriver joniska ekvationen anses det vara olösligt.

4. Summan av de elektriska laddningarna på vänster sida av ekvationen måste vara lika med summan av de elektriska laddningarna på höger sida.

VILLKOR

JONBYTESREAKTIONER

1. Bildandet av ett lågdissocierande ämne av vatten - H2O:

ü HCl + NaOH → NaCl + H2O

H+ + Cl- + Na+ + OH- → Na+ + Cl- + H2O

H+ + OH - → H2O

ü Cu(OH)2 + H2SO4 → CuSO4 + 2H2O

Cu(OH)2 + 2H+ + SO42- → Cu2+ + SO42- + 2H2O

Cu(OH)2 + 2H+ → Cu2+ + 2H2O

2. Nederbörd:

ü FeCl3 + 3NaOH → Fe(OH)3↓ + 3NaCl

Fe3++ 3Cl - + 3Na+ + 3OH- → Fe(OH)3↓ + 3Na++ 3Cl-

Fe3++ 3OH - → Fe(OH)3↓

ü BaCl2 + H2SO4 → BaSO4↓ + 2HCl

Ba2++ 2Cl - + 2H++ SO42- → BaSO4↓ + 2H++ 2Cl-

Ba2++ SO42- → BaSO4↓

ü AgNO3 + KBr → AgBr↓ + KNO3

Ag+ + NO3- + K++ Br - → AgBr↓ + K++ NO3-

Ag+ + Br - → AgBr↓

3. Gasutsläpp:

ü Na2CO3 + 2HCl → 2NaCl + H2O + CO2

2Na++ CO32-+ 2H++ 2Cl- → 2Na++ 2Cl - + H2O + CO2

CO32-+ 2H+ → H2O + CO2

ü FeS + H2SO4 → FeSO4 + H2S

FeS + 2H++ SO42-→ Fe2++ SO42-+ H2S

FeS + 2H+ → Fe2++ H2S

ü K2SO3 + 2HNO3 → 2KNO3 + H2O + SO2

2K++ SO32-+ 2H++ 2NO3- → 2K++ 2NO3- + H2O + SO2