Informații generale
Un mol este cantitatea unei substanțe care conține același număr de atomi ca și în 12 grame de atomi de carbon 12, adică 6 × 10 ³ de atomi.
Concentrația soluției poate fi măsurată în diferite moduri, de exemplu ca raportul dintre masa soluției dizolvate și volumul total al soluției. În acest articol vom lua în considerare concentrația molară. care se măsoară ca raport între cantitatea de substanță în moli și volumul total al soluției. În cazul nostru, substanța este o substanță solubilă și măsuram volumul întregii soluții, chiar dacă alte substanțe sunt dizolvate în ea. Cantitatea unei substanțe este numărul constituenților elementari, de exemplu, atomii sau moleculele de materie. Întrucât chiar și într-o cantitate mică de substanță există, de obicei, un număr mare de constituenți elementari, se utilizează unități speciale, molii, pentru a măsura cantitatea unei substanțe. Un mol este egal cu numărul de atomi din 12 g de carbon-12, adică de aproximativ 6 × 10 ² de atomi.
Este convenabil să folosim molii în cazul în care lucrăm cu cantitatea de substanță atât de mică încât cantitatea lor să poată fi măsurată cu ușurință de dispozitivele casnice sau industriale. În caz contrar, ar fi necesar să lucrați cu un număr foarte mare, incomod sau cu o greutate sau un volum foarte mic, dificil de găsit fără echipament de laborator specializat. Cel mai adesea, atunci când lucrăm cu moli, se folosesc atomi, deși este posibil să se utilizeze și alte particule, de exemplu molecule sau electroni. Trebuie să vă reamintim că dacă atomii nu sunt utilizați, atunci trebuie să specificați. Uneori concentrația molară se numește și molaritate.
Este necesar să nu confundăm molaritatea cu molalitatea. Spre deosebire de molaritate, molalitatea este raportul dintre cantitatea de substanță solubilă și masa solventului și nu masa întregii soluții. Când solventul este apă și cantitatea de substanță solubilă este mică în comparație cu cantitatea de apă, molaritatea și molitatea sunt similare în valoare, dar în alte cazuri acestea sunt de obicei diferite.
Greutatea unui mol de substanțe diferite. Acesta poate fi găsit folosind tabelul periodic.
Factorii care afectează concentrația molară
Concentrația molară depinde de temperatură, deși această dependență este mai puternică pentru unii și mai slabă pentru alte soluții, în funcție de ce substanțe sunt dizolvate în ele. Unii solvenți se extind cu creșterea temperaturii. În acest caz, dacă substanțele dizolvate în acești solvenți nu se extind împreună cu solventul, concentrația molară a întregii soluții scade. Pe de altă parte, în unele cazuri, solventul se evaporă cu o temperatură în creștere și cantitatea de substanță solubilă nu se modifică - în acest caz, concentrația soluției va crește. Uneori se întâmplă invers. Uneori, schimbarea temperaturii afectează modul în care substanța solubilă se dizolvă. De exemplu, o parte sau toată substanța solubilă încetează să se dizolve și concentrația soluției scade.
Concentrația molară este măsurată în moli pe unitatea de volum, de exemplu, moli pe litru sau moli pe metru cub. Marca pe metru cub este o unitate SI. Molaritatea poate fi de asemenea măsurată utilizând alte unități de volum.
Cum se găsește concentrația molară
Pentru a găsi concentrația molară, trebuie să cunoașteți cantitatea și volumul substanței. Cantitatea substanței poate fi calculată utilizând formula chimică a acestei substanțe și informații privind masa totală a acestei substanțe în soluție. Adică, pentru a afla cantitatea de soluție în mol, învățăm din tabelul Mendeleyev masa atomică a fiecărui atom din soluție și apoi împărțim masa totală a substanței cu masa atomică totală a atomilor din moleculă. Înainte de a adăuga împreună masa atomică, trebuie să vă asigurați că înmulțim masa fiecărui atom cu numărul de atomi din moleculă pe care o analizăm.
De asemenea, puteți face calculele în ordine inversă. Dacă se cunoaște concentrația molară a soluției și formula substanței solubile, este posibilă cunoașterea cantității de solvent în soluție, în mol și grame.
Să găsim molaritatea soluției din 20 de litri de apă și 3 linguri de sodă. Într-o lingură - aproximativ 17 grame, și în trei - 51 de grame. Soda este bicarbonat de sodiu, a cărui formulă este NaHCO3. În acest exemplu, vom folosi atomi pentru a calcula molaritatea, găsim astfel masa atomică a constituenților de sodiu (Na), hidrogen (H), carbon (C) și oxigen (O).
Na: 22,989769
H: 1,00794
C: 12,0107
O: 15.9994
Concentrația molară de 1 zahăr cubic într-o ceașcă de ceai este de 0,049 moli pe litru.
Deoarece oxigenul din formula este O3, este necesară multiplicarea masei atomice a oxigenului cu 3. Obținem 47.9982. Acum adăugăm masele tuturor atomilor și obținem 84.006609. Masa atomică este indicată în tabelul Mendeleyev în unități de masă atomică sau a. Calculele noastre sunt, de asemenea, în aceste unități. Unu a. e. m este egal cu masa unui mol de substanță în grame. Aceasta este, în exemplul nostru - masa unui mol de NaHCO3 este de 84,006609 grame. În sarcina noastră - 51 de grame de sodă. Să găsim masa molară, împărțind 51 de grame într-un mol, adică 84 de grame, și obținem 0,6 moli.
Se pare că soluția noastră este de 0,6 moli de sodă, dizolvată în 20 de litri de apă. Să ne împărțim această cantitate de sodă la volumul total al soluției, adică la 0,6 mol / 20 litri = 0,03 mol / l. Deoarece o cantitate mare de solvent și o cantitate mică de substanță solubilă au fost utilizate în soluție, concentrația sa este scăzută.
Să luăm în considerare un alt exemplu. Să găsim concentrația molară a unei bucăți de zahăr într-o ceașcă de ceai. Zahărul de masă este compus din zaharoză. În primul rând, găsim greutatea unui mol de zaharoză, a cărui formulă este C12H22O11. Folosind tabelul periodic găsim masele atomice și determinăm masa a 1 mol de zaharoză: 12 × 12 + 22 × 1 + 11 × 16 = 342 grame. Într-un cub de zahăr, 4 grame, care ne dă 4/342 = 0,01 molare. O ceașcă de ceai aproximativ 237 mililitri, atunci concentrația de zahăr într-o ceașcă de ceai este de 0,01 mol / 237 ml x 1000 (pentru a converti mililitri la litri) = 0,049 moli pe litru.
cerere
În stoichiometrie, se determină cantitatea de substanțe care interacționează una cu cealaltă într-o reacție chimică, precum și cantitatea de substanțe obținute ca urmare a acestei reacții.
Concentrația molară este convenabilă: la aceeași temperatură și presiune, un mol de gaze diferite ocupă același volum, iar această proprietate poate fi utilizată în calcule diferite.
Concentrația molară este utilizată pe scară largă în calculele legate de reacțiile chimice. Secțiunea de chimie în care relațiile dintre substanțele din reacțiile chimice sunt calculate și adesea lucrează cu molii se numește stoichiometrie. concentrație molara poate fi găsită prin formula chimică a produsului final, care devine apoi materia solubilă ca în exemplul cu soluție de sodă, dar este, de asemenea, posibil mai întâi să găsească o substanță în conformitate cu formulele de reacții chimice în timpul cărora se formează. Pentru a face acest lucru, trebuie să cunoașteți formulele de substanțe implicate în această reacție chimică. Rezolvarea ecuației reacției chimice formula recunosc moleculele de solut, și apoi găsi masa moleculei și concentrația molară de tabel periodic ca în exemplele de mai sus. Desigur, calculele pot fi făcute și în ordine inversă, utilizând informații despre concentrația molară a substanței.
Când știm substanțe care reacționează chimic una cu cealaltă, putem învăța formula prin rezolvarea ecuației reacției chimice. Adăugând materialul obținut în această reacție la soluție, este posibil să se găsească concentrația molară, ca în exemplele anterioare.
Să luăm în considerare un exemplu simplu. De data aceasta, amestecați sifonul cu oțet pentru a vedea o reacție chimică interesantă. Atât oțetul, cât și sucul sunt ușor de găsit - cu siguranță sunt în bucătărie. Așa cum s-a menționat mai sus, formula de sodă este NaHC03. Oțetul nu este o substanță pură, ci o soluție de acid acetic 5% în apă. Formula acidului acetic este CH3COOH. Concentrația acidului acetic în oțet poate fi mai mare sau mai mică de 5%, în funcție de producător și de țara în care este fabricat, deoarece în diferite țări concentrația de oțet este diferită. În acest experiment, nu vă puteți îngrijora reacțiile chimice ale apei cu alte substanțe, deoarece apa nu reacționează cu sodă. Numai volumul de apă este important pentru noi, când mai târziu vom calcula concentrația soluției.
În primul rând, rezolvăm ecuația reacției chimice dintre sodă și acid acetic:
NaHCO3 + CH3COOH → NaC2H3O2 + H2CO Na
Produsul de reacție este H 2 CO 3, o substanță care, datorită stabilității scăzute, reacționează din nou chimic.
Reacția conduce la apă (H20), dioxid de carbon (C02) și acetat de sodiu (NaC2H3O2). Se amestecă acetat de sodiu rezultat cu apă și se găsește concentrația molară a acestei soluții, la fel cum înainte am găsit concentrația de zahăr în ceai și concentrația de sodă în apă. Atunci când se calculează volumul de apă, este necesar să se ia în considerare apa în care se dizolvă acidul acetic. Acetat de sodiu este o substanță interesantă. Se utilizează în încălzitoarele chimice, de exemplu în încălzitoarele de mână.
Utilizarea stoichiometriei pentru calcularea cantității de substanțe care intră într-o reacție chimică sau de reacție, pentru care vom găsi mai târziu concentrația molară, trebuie remarcat faptul că numai o cantitate limitată de substanță poate reacționa cu alte substanțe. Acest lucru afectează, de asemenea, cantitatea produsului final. Dacă se cunoaște concentrația molară, atunci, dimpotrivă, este posibil să se determine cantitatea de produse inițiale prin metoda de calcul invers. Această metodă este adesea folosită în practică, în calcule legate de reacțiile chimice.
Când folosiți rețete, fie în gătit, fie în fabricarea medicamentelor, fie în crearea unui mediu ideal pentru pescuitul de acvariu, trebuie să cunoașteți concentrația. În viața de zi cu zi, este mai des convenabil să se utilizeze grame, dar în industria farmaceutică și chimie, concentrația molară este mai des utilizată.
În fabricarea medicamentelor care vin în contact cu membranele din organism, de exemplu în fabricarea picăturilor de ochi, este necesar să se echilibreze concentrația osmotică a medicamentului cu concentrația de lichid în organism. Dacă acest lucru nu se face, atunci datorită diferenței de concentrație osmotică, lichidul va începe să se miște prin membrană, ceea ce poate provoca complicații.
În domeniul farmaceutic
Când se creează medicamente, concentrația molară este foarte importantă, deoarece depinde de modul în care medicamentul afectează organismul. Dacă concentrația este prea mare, atunci medicamentele pot fi chiar letale. Pe de altă parte, dacă concentrația este prea mică, atunci medicamentul este ineficient. În plus, concentrația este importantă în schimbul de fluide prin membranele celulare din organism. Atunci când se determină concentrația unui lichid care trebuie fie să treacă prin, fie invers, să nu treacă prin membrane, utilizați fie o concentrație molară, fie cu ajutorul acestuia se găsește o concentrație osmotică. Concentrația osmotică este utilizată mai des decât concentrația molară. Dacă concentrația unei substanțe, de exemplu a unui medicament, este mai mare pe o parte a membranei, în comparație cu concentrația de pe cealaltă parte a membranei, de exemplu în interiorul ochiului, soluția mai concentrată se va deplasa prin membrană la locul unde concentrația este mai mică. Un astfel de flux de soluție prin membrană este adesea problematic. De exemplu, dacă un lichid se deplasează într-o celulă, de exemplu, într-o celulă sanguină, este posibil ca datorită acestui flux de lichid membrana să fie deteriorată și ruptă. Scurgerile de lichid din celulă sunt, de asemenea, problematice, din această cauză performanța celulei este afectată. Orice fluid indus de medicație curge prin membrană din celulă sau în celulă este de dorit să se prevină și în acest scop se încearcă concentrarea medicamentului să o facă asemănătoare cu concentrația de fluid din corp, de exemplu, în sânge.
Pacientul primește medicamentul prin perfuzie intravenoasă din picături.
Trebuie notat că în unele cazuri concentrațiile molare și osmotice sunt egale, dar acest lucru nu este întotdeauna cazul. Aceasta depinde de faptul dacă substanța dizolvată dizolvată în apă se dizolvă în ioni în timpul disocierii electrolitice. Calculând concentrația osmotică, luați în considerare particulele în general, în timp ce calculați concentrația molară ia în considerare numai anumite particule, de exemplu, molecule. Prin urmare, dacă, de exemplu, lucrăm cu molecule, dar substanța se rupe în ioni, atunci moleculele vor fi mai mici decât numărul total de particule (inclusiv molecule și ioni) și de aceea concentrația molară va fi mai mică decât concentrația osmotică. Pentru a converti concentrația molară la o concentrație osmotică, trebuie să cunoaștem proprietățile fizice ale soluției.
În fabricarea produselor farmaceutice, farmacistul ia în considerare și tonicitatea soluției. Tonicitatea este o proprietate a unei soluții care depinde de concentrare. Spre deosebire de concentrația osmotică, tonicitatea este concentrația de substanțe care nu trec prin membrană. Procesul de osmoză determină soluții cu o concentrație mai mare pentru a se deplasa în soluții cu o concentrație mai scăzută, dar dacă membrana împiedică această mișcare fără a trece o soluție prin ea însăși, se exercită o presiune asupra membranei. O astfel de presiune este, de obicei, problematică. Dacă medicamentul este destinat să pătrundă în sânge sau în alt lichid în organism, atunci este necesar să se echilibreze tonicitatea acestui medicament cu tonicitatea fluidului din corp pentru a evita presiunea osmotică a membranelor din corp.
Pentru a echilibra tonicitatea, medicamentele sunt adesea dizolvate în soluție izotonică. Soluția izotonică este o soluție de sare de masă (NaCl) în apă cu o concentrație care vă permite să echilibrați tonicitatea fluidului în corp și tonicitatea unui amestec al acestei soluții și al medicamentului. De obicei, soluția izotonică este depozitată în recipiente sterile și turnată intravenos. Uneori se folosește în forma sa pură și, uneori, ca un amestec cu un medicament.
Ați putea fi interesat și de alți convertori din grupul "Hidraulică și hidromecanică - lichide":
Hidraulică și hidromecanică - fluide
Hidraulica este știința legilor mișcării și a echilibrului lichidelor și modurile în care aceste legi pot fi aplicate la rezolvarea problemelor practicii inginerești. Hidraulica este caracterizată printr-o abordare specială a studierii fenomenelor fluxului de lichide; stabilește dependențe aproximative, limitându-se, în multe cazuri, la o mișcare unidimensională, folosind experimentul pe scară largă, atât în condiții de laborator cât și in situ. Hidromecanica este stiinta aplicata (sectiunea mecanica a mediilor continue) care studiaza echilibrul si miscarile fluide. Hidromecanica este subdivizata in hidrostatica. care studiază fluidul în echilibru, precum și hidrodinamica. care studiaza mișcarea unui lichid.
Concentrația molară
Concentrația molară a soluției este o cantitate care caracterizează compoziția cantitativă a soluției și numeric egală cu numărul de moli ai substanței dizolvate într-un litru de soluție. Sistemul internațional de unități (SI) este măsurat în moli / m³.
Mole (denumită mol) este o unitate pentru măsurarea cantității unei substanțe. Corespunde cantității de substanță conținând 6,02214129 (27) × 10²³ particule (molecule, atomi, ioni sau alte particule structurale identice). 6,02214129 (27) × 10²³ este constanta lui Avogadro, egală cu numărul de atomi din 12 grame de carbon pur-12 (²C). Astfel, numărul de atomi dintr-un mol de substanță este constant și egal cu numărul de Avogadro NA. Cu alte cuvinte, un mol reprezintă cantitatea unei substanțe a cărei masă, exprimată în grame, este numeric egală cu masa ei în unități atomice de masă.
Folosind convertorul de concentrație molar
Aceste pagini conțin convertoare de unități de măsură, permițându-vă să traduceți rapid și cu precizie valori de la o unitate la alta, precum și de la un sistem de unități la altul. Convertoarele sunt utile pentru ingineri, traducători și oricine lucrează cu diferite unități de măsură.
Pentru a reprezenta numere foarte mari și foarte mici în acest calculator, este utilizată o înregistrare exponențială a calculatorului. care este o formă alternativă a înregistrării exponențiale (științifice) normalizate, în care numerele sunt scrise sub forma a · 10 x. De exemplu: 1 103 000 = 1,103 · 10 6 = 1,103E + 6. Aici E (scurt pentru exponent) - înseamnă "· 10 ^", adică ". multiplicați cu zece la putere. “. Înregistrarea exponențială a computerului este utilizată pe scară largă în calculele științifice, matematice și de inginerie.
- Selectați unitatea care trebuie convertită din lista stângă a unităților.
- Selectați unitatea care urmează să fie convertită din lista corectă a unităților.
- Introduceți un număr (de exemplu, "15") în câmpul "Valoare inițială".
- Rezultatul va apărea imediat în câmpul "Rezultat" și în câmpul "Valoare convertită".
- De asemenea, puteți introduce un număr în câmpul din dreapta "Valoare convertită" și citiți rezultatul transformării în câmpurile "Valoare originală" și "Rezultat".
Dacă observați o inexactitate în calcule sau o eroare în text sau dacă aveți nevoie de un alt convertor pentru a converti de la o unitate de măsură la alta, care nu este pe site-ul nostru - scrieți-ne!