Z raztopinami različnih snovi se srečujemo vsak dan. Ni verjetno, da si vsak od nas predstavlja, kako veliko vlogo igrajo ti sistemi. Večina njihovega vedenja je danes postala jasna s podrobnimi preučevanjem tisočletja. V vsem tem času je bilo uvedenih veliko izrazov, ki jih preprost človek nerazumi. Ena izmed njih je normalnost rešitve. Kaj je to? O tem bomo govorili v našem članku. In začeli bomo s potapljanjem v preteklost.
Zgodovina raziskav
Prvi svetli umi, ki so začeli preučevati rešitve, so bili tako znani kemiki, kot so Arrhenius, Van Hoff in Ostwald. Naslednje generacije kemikov so se pod vplivom svojega dela začele poglabljati v raziskovanje vodnih in razredčenih raztopin. Seveda so si nabrali ogromno znanja, vendar so bile ignorirane nevodne rešitve, ki mimogrede igrajo tudi veliko vlogo tako v industriji kot tudi na drugih področjih človeškega življenja.
V teoriji nevodnih raztopin je bilo veliko nerazumljivega. Na primer, če se je v vodi s povečanjem stopnje disocijacije prevodnost povečala v analognih sistemih, vendar z drugačnim topilom namesto vode, je bilo obratno. Majhne vrednosti električne prevodnosti pogosto ustrezajo visokim stopnjam disocijacije. Anomalije so spodbudile znanstvenike k preučevanju tega področja kemije. Nabralo se je veliko podatkov, katerih obdelava nam je omogočila iskanje vzorcev, ki dopolnjujejo teorijo elektrolitske disocijacije. Poleg tega je bilo mogoče razširiti znanje o elektrolizi in naravi kompleksnih ionov organskih in anorganskih spojin.
Nato so se študije na področju koncentriranih raztopin začele izvajati bolj aktivno. Takšni sistemi se po lastnostih bistveno razlikujejo od razredčenih zaradi dejstva, da s povečanjem koncentracije raztopljene snovi njegova interakcija s topilom začne igrati vse pomembnejšo vlogo. Več o tem v naslednjem razdelku.
Trenutno samo teorija elektrolitske disociacije razlaga najboljše vedenje ionov, molekul in atomov v raztopini. Od ustanovitve Svanteja Arrenija v 19. stoletju je doživel nekaj sprememb. Odkriti so bili nekateri zakoni (na primer zakon o razredčenju Ostwalda), ki se nekoliko niso ujemali s klasično teorijo. Toda zahvaljujoč kasnejšemu delu znanstvenikov je bila teorija spremenjena in v sedanji obliki še vedno obstaja in z veliko natančnostjo opisuje rezultate, pridobljene z eksperimentalnimi sredstvi.
Glavno bistvo elektrolitske teorije disociacije je, da se snov, ko se raztopi, razpade na svoje sestavne ione - delce, ki imajo naboj. Glede na sposobnost razkroja (disociacije) na dele ločite med močnimi in šibkimi elektroliti. Močni praviloma popolnoma disociirajo na ione v raztopini, medtem ko šibki - v zelo majhni meri.
Ti delci, v katere se molekula razgradi, lahko delujejo s topilom. Ta pojav imenujemo solvacija. Vendar se to ne zgodi vedno, saj je to posledica prisotnosti naboja na molekulih iona in topila. Na primer, molekula vode je dipol, to je delček, ki je na eni strani pozitivno nabit, na drugi pa negativno nabit. In ioni, v katere razpada elektrolit, imajo tudi naboj. Tako te delce privlačijo nasprotno nabiti strani. A to se zgodi le s polarnimi topili (takšna je voda). Na primer, v raztopini katere koli snovi v heksanu ne bo prišlo do raztapljanja.
Za preučevanje rešitev je pogosto potrebno vedeti količino topljene snovi. Včasih je nadomestiti nekatere količine v formule zelo neprijetno. Zato obstaja več vrst koncentracij, med katerimi je normalnost raztopine. Zdaj bomo podrobno povedali o vseh načinih izražanja vsebnosti snovi v raztopini in njenih načinih izračuna.
Koncentracija raztopine
V kemiji se uporabljajo številne formule, nekatere pa so zgrajene tako, da je bolj priročno vzeti vrednost v eni ali drugi točno določeni obliki.
Prva in najbolj znana oblika izražanja koncentracije je masni delež. Izračuna se zelo preprosto. Moramo samo deliti maso snovi v raztopini z njeno skupno maso. Tako dobimo odgovor v delih enote. Če množimo dobljeno število s sto, odgovor dobimo v odstotkih.
Nekoliko manj znana oblika je volumski delež. Najpogosteje se uporablja za izražanje koncentracije alkohola v alkoholnih pijačah. Izračuna se tudi precej preprosto: volumen raztopljene snovi delimo na prostornino celotne raztopine. Tako kot v prejšnjem primeru lahko odgovor dobite v odstotkih. Oznake pogosto označujejo: "40 vol. Vol.", Kar pomeni: 40 volumskih odstotkov.
Druge vrste koncentracije se pogosto uporabljajo v kemiji. Preden pa gremo k njim, se pogovorimo, kaj je mol neke snovi. Količino snovi lahko izrazimo na različne načine: masa, prostornina. Toda molekule vsake snovi imajo svojo težo in po masi vzorca je nemogoče razumeti, koliko molekul je v njej, in to je potrebno za razumevanje kvantitativne komponente kemijskih transformacij. Za to so vnesli količino, kakršna je mol snovi. Pravzaprav je en mol določeno število molekul: 6,02 * 10 23. Temu se reče številka Avogadro. Najpogosteje se za izračun količine produktov reakcije uporablja taka enota, kot je mol snovi. V zvezi s tem obstaja še ena oblika izražanja koncentracije - molarnost. To je količina snovi na enoto prostornine. Molarnost je izražena v mol / L (beri: mol na liter).
V sistemu je zelo podobna prejšnji vrsti izražanja vsebnosti snovi: molalnost. Od molarnosti se razlikuje po tem, da določa količino snovi ne v enotni prostornini, temveč v enotni masi. In izraženo je v molih na kilogram (ali drug večkratnik, na primer, na gram).
Tako pridemo do zadnjega obrazca, o katerem bomo zdaj razpravljali ločeno, saj njegov opis zahteva malo teoretičnih informacij.
Normalnost rešitve
Kaj je to? In kako se razlikuje od prejšnjih vrednosti? Najprej morate razumeti razliko med takšnimi pojmi, kot sta normalnost in molarnost rešitev. Pravzaprav se razlikujejo le za en znesek - število enakovrednosti. Zdaj si lahko celo predstavljate, kakšna je normalnost rešitve. To je le spremenjena molarnost. Ekvivalentno število označuje število delcev, ki lahko delujejo z enim molom vodikovih ionov ali hidroksidnih ionov.
Seznanili smo se, kaj je normalnost rešitve. Toda vredno je kopati globlje in videli bomo, kako preprosta je ta na videz zapletena oblika opisovanja koncentracije. Torej bomo podrobneje analizirali, kakšna je normalnost rešitve.
Formulo iz besednega opisa je precej enostavno predstavljati. Videti bo tako: Cn= z * n / N Tu je z faktor enakovrednosti, n količina snovi, V volumen raztopine. Prva vrednost je najbolj zanimiva. Samo prikazuje ekvivalent snovi, to je število resničnih ali namišljenih delcev, ki lahko reagirajo z enim minimalnim delcem druge snovi. V resnici se normalnost raztopine, katere formula je bila predstavljena zgoraj, kvalitativno razlikuje od molarnosti.
Zdaj pa preidimo na drug pomemben del: kako določiti normalnost rešitve. To je nedvomno pomembno vprašanje, zato ga je vredno preučiti z razumevanjem vsake količine, navedene v enačbi, predstavljeni zgoraj.
Kako najti normalnost rešitve?
Formula, ki smo jo preučili zgoraj, je v naravi izključno uporabljena. Vse vrednosti, ki so v njej, se v praksi enostavno izračunajo. Pravzaprav je zelo enostavno izračunati normalnost raztopine ob poznavanju nekaterih vrednosti: mase raztopljene snovi, njene formule in prostornine raztopine. Ker poznamo formulo molekul snovi, lahko najdemo njeno molekularno maso. Razmerje mase vzorca topljenca in molske mase bo enako številu molov snovi. In ob poznavanju volumna celotne raztopine lahko zagotovo rečemo, kakšna je naša molarna koncentracija.
Naslednja operacija, ki jo moramo izvesti za izračun normalnosti rešitve, je dejanje iskanja faktorja enakovrednosti. Da bi to naredili, moramo razumeti, koliko delcev nastane kot posledica disociacije, ki lahko pritrdijo protone ali hidroksilne ione. Na primer, v žveplovi kislini je ekvivalenčni faktor 2, zato se normalnost raztopine v tem primeru izračuna tako, da se preprosto pomnoži z 2 molarnostjo.
