Nakakatagpo kami ng mga solusyon ng iba't ibang substance araw-araw. Ngunit malamang na hindi napagtanto ng bawat isa sa atin kung gaano kalaki ang papel na ginagampanan ng mga sistemang ito. Karamihan sa kanilang pag-uugali ay naging malinaw ngayon sa pamamagitan ng detalyadong pag-aaral sa loob ng libu-libong taon. Sa lahat ng oras na ito, maraming mga termino na hindi maintindihan ng karaniwang tao ang ipinakilala. Isa sa mga ito ay ang pagiging normal ng solusyon. Ano ito? Tatalakayin ito sa aming artikulo. Magsimula tayo sa pagsisid sa nakaraan.
Kasaysayan ng Pananaliksik
Ang unang maliliwanag na isip na nagsimulang mag-aral ng mga solusyon ay ang mga kilalang chemist gaya nina Arrhenius, van't Hoff at Ostwald. Sa ilalim ng impluwensya ng kanilang trabaho, ang mga kasunod na henerasyon ng mga chemist ay nagsimulang bungkalin ang pag-aaral ng mga may tubig at dilute na solusyon. Siyempre, nakaipon sila ng napakalaking kaalaman, ngunit ang mga solusyong hindi may tubig ay naiwan nang walang pansin, na, sa pamamagitan ng paraan, ay gumaganap din ng malaking papel kapwa sa industriya at sa iba pang larangan ng buhay ng tao.
Nagkaroon ng maraming di-kaunawaan sa teorya ng mga di-may tubig na solusyon. Halimbawa, kung sa mga may tubig na sistema ang halaga ng kondaktibiti ay tumaas na may pagtaas sa antas ng dissociation, kung gayon sa mga katulad na sistema, ngunit may ibang solvent sa halip na tubig, ito ay kabaligtaran. Maliit na halaga ng kuryenteang mga conductivity ay kadalasang tumutugma sa mataas na antas ng dissociation. Ang mga anomalya ay nag-udyok sa mga siyentipiko na galugarin ang lugar na ito ng kimika. Ang isang malaking hanay ng data ay naipon, ang pagproseso nito ay naging posible upang makahanap ng mga regularidad na pandagdag sa teorya ng electrolytic dissociation. Bilang karagdagan, naging posible na palawakin ang kaalaman tungkol sa electrolysis at ang likas na katangian ng mga kumplikadong ion ng mga organic at inorganic na compound.
Pagkatapos ay nagsimula ang mas aktibong pananaliksik sa larangan ng puro solusyon. Ang ganitong mga sistema ay makabuluhang naiiba sa mga katangian mula sa mga dilute dahil sa ang katunayan na sa pagtaas ng konsentrasyon ng dissolved substance, ang pakikipag-ugnayan nito sa solvent ay nagsisimulang maglaro ng isang lalong mahalagang papel. Higit pa tungkol dito sa susunod na seksyon.
Teorya
Sa ngayon, ang pinakamagandang paliwanag ng pag-uugali ng mga ion, molekula at atom sa solusyon ay ang teorya lamang ng electrolytic dissociation. Mula nang likhain ito ni Svante Arrhenius noong ika-19 na siglo, ito ay dumaan sa ilang mga pagbabago. Natuklasan ang ilang mga batas (tulad ng batas ng pagbabanto ni Ostwald) na medyo hindi akma sa teoryang klasikal. Ngunit, salamat sa kasunod na gawain ng mga siyentipiko, ginawa ang mga pagbabago sa teorya, at sa modernong anyo nito ay umiiral pa rin ito at inilalarawan ang mga resultang nakuha sa eksperimentong may mataas na katumpakan.
Ang pangunahing esensya ng electrolytic theory ng dissociation ay ang substance, kapag natunaw, nabubulok sa mga constituent ions nito - mga particle na may singil. Depende sa kakayahang mabulok (maghiwalay) sa mga bahagi, mayroong malakas at mahinamga electrolyte. Ang mga malalakas ay may posibilidad na ganap na maghiwalay sa mga ion sa solusyon, habang ang mga mahihina ay sa napakaliit na lawak lamang.
Ang mga particle na ito kung saan nahati ang molekula ay maaaring makipag-ugnayan sa solvent. Ang kababalaghang ito ay tinatawag na solvation. Ngunit hindi ito palaging nangyayari, dahil ito ay dahil sa pagkakaroon ng isang singil sa ion at mga solvent na molekula. Halimbawa, ang isang molekula ng tubig ay isang dipole, iyon ay, isang particle na positibong sinisingil sa isang panig at negatibong sisingilin sa kabilang panig. At ang mga ions kung saan nabubulok ang electrolyte ay mayroon ding singil. Kaya, ang mga particle na ito ay naaakit ng magkasalungat na sisingilin na mga panig. Ngunit ito ay nangyayari lamang sa mga polar solvents (tulad ng tubig). Halimbawa, sa isang solusyon ng anumang substance sa hexane, hindi magaganap ang solvation.
Upang pag-aralan ang mga solusyon, kadalasang kailangang malaman ang dami ng isang solute. Minsan napaka-abala na palitan ang ilang partikular na dami sa mga formula. Samakatuwid, mayroong ilang mga uri ng mga konsentrasyon, bukod sa kung saan ay ang normalidad ng solusyon. Ngayon ay sasabihin namin nang detalyado ang tungkol sa lahat ng paraan ng pagpapahayag ng nilalaman ng isang sangkap sa isang solusyon at mga pamamaraan para sa pagkalkula nito.
Konsentrasyon ng solusyon
Maraming formula sa chemistry, at ang ilan sa mga ito ay binuo sa paraang mas maginhawang kunin ang halaga sa isang partikular na anyo o iba pa.
Ang una, at pinakapamilyar sa atin, ang anyo ng pagpapahayag ng konsentrasyon ay ang mass fraction. Ito ay kinakalkula nang napakasimple. Kailangan lang nating hatiin ang masa ng sangkap sa solusyon sa kabuuang masa nito. KayaKaya, nakukuha natin ang sagot sa mga fraction ng isa. I-multiply ang resultang numero sa isang daan, makukuha natin ang sagot bilang porsyento.
Ang isang medyo hindi gaanong kilalang anyo ay volume fraction. Kadalasan ito ay ginagamit upang ipahayag ang konsentrasyon ng alkohol sa mga inuming nakalalasing. Kinakalkula din ito nang simple: hinahati namin ang dami ng solute sa dami ng buong solusyon. Tulad ng sa nakaraang kaso, maaari mong makuha ang sagot bilang isang porsyento. Kadalasang sinasabi ng mga label na: "40% vol.", na nangangahulugang: 40 volume percent.
Sa chemistry, kadalasang ginagamit ang ibang uri ng konsentrasyon. Ngunit bago lumipat sa kanila, pag-usapan natin kung ano ang isang nunal ng isang sangkap. Ang halaga ng isang sangkap ay maaaring ipahayag sa iba't ibang paraan: masa, dami. Ngunit pagkatapos ng lahat, ang mga molekula ng bawat sangkap ay may sariling timbang, at sa pamamagitan ng masa ng sample imposibleng maunawaan kung gaano karaming mga molekula ang nasa loob nito, at ito ay kinakailangan upang maunawaan ang dami ng bahagi ng mga pagbabagong kemikal. Para dito, ipinakilala ang naturang dami bilang isang nunal ng isang sangkap. Sa katunayan, ang isang nunal ay isang tiyak na bilang ng mga molekula: 6.021023. Ito ay tinatawag na numero ni Avogadro. Kadalasan, ang isang yunit bilang isang nunal ng isang sangkap ay ginagamit upang kalkulahin ang dami ng mga produkto ng isang reaksyon. Sa bagay na ito, mayroong isa pang anyo ng pagpapahayag ng konsentrasyon - molarity. Ito ang dami ng substance sa bawat unit volume. Ang molarity ay ipinahayag sa mol/L (read: moles per liter).
May katulad na uri ng pagpapahayag para sa nilalaman ng isang sangkap sa isang sistema: molality. Naiiba ito sa molarity dahil tinutukoy nito ang dami ng isang substance hindi sa isang unit ng volume, ngunit sa isang unit ng mass. At ipinahayag sa mga panalanginbawat kilo (o iba pang maramihan, gaya ng bawat gramo).
Kaya dumating tayo sa huling form, na tatalakayin natin ngayon nang hiwalay, dahil ang paglalarawan nito ay nangangailangan ng ilang teoretikal na impormasyon.
Solution normality
Ano ito? At paano ito naiiba sa mga nakaraang halaga? Una kailangan mong maunawaan ang pagkakaiba sa pagitan ng mga konsepto tulad ng normalidad at molarity ng mga solusyon. Sa katunayan, ang mga ito ay naiiba lamang sa pamamagitan ng isang halaga - ang equivalence number. Ngayon ay maaari mo ring isipin kung ano ang normalidad ng solusyon. Modified molarity lang yan. Ang equivalence number ay nagpapahiwatig ng bilang ng mga particle na maaaring makipag-ugnayan sa isang mole ng hydrogen ions o hydroxide ions.
Nakilala namin kung ano ang normalidad ng solusyon. Ngunit pagkatapos ng lahat, ito ay nagkakahalaga ng paghuhukay ng mas malalim, at makikita natin kung gaano kasimple ito, sa unang sulyap, kumplikadong anyo ng paglalarawan ng konsentrasyon. Kaya, tingnan natin kung ano ang normalidad ng solusyon.
Formula
Madaling isipin ang isang formula mula sa isang pandiwang paglalarawan. Magiging ganito ito: Cn=zn/N. Narito ang z ay ang equivalence factor, n ang dami ng substance, V ang volume ng solusyon. Ang unang halaga ay ang pinaka-kawili-wili. Ipinapakita lamang nito ang katumbas ng isang sangkap, iyon ay, ang bilang ng mga tunay o haka-haka na mga particle na maaaring tumugon sa isang kaunting particle ng isa pang sangkap. Sa pamamagitan nito, sa katunayan, ang normalidad ng solusyon, ang pormula na ipinakita sa itaas, ay naiiba sa husay.mula sa molarity.
At ngayon ay lumipat tayo sa isa pang mahalagang bahagi: kung paano matukoy ang normalidad ng solusyon. Ito ay walang alinlangan na isang mahalagang tanong, kaya sulit na lapitan ang pag-aaral nito nang may pag-unawa sa bawat halaga na ipinahiwatig sa equation na ipinakita sa itaas.
Paano mahahanap ang normalidad ng isang solusyon?
Ang formula na tinalakay natin sa itaas ay puro inilapat. Ang lahat ng mga halaga na ibinigay dito ay madaling kalkulahin sa pagsasanay. Sa katunayan, napakadaling kalkulahin ang normalidad ng isang solusyon, alam ang ilang dami: ang masa ng solute, ang formula nito at ang dami ng solusyon. Dahil alam natin ang formula ng mga molecule ng isang substance, mahahanap natin ang molecular weight nito. Ang ratio ng masa ng isang sample ng isang solute sa molar mass nito ay magiging katumbas ng bilang ng mga moles ng substance. At dahil alam natin ang dami ng buong solusyon, masasabi natin kung ano ang ating molar concentration.
Ang susunod na operasyon na kailangan nating isagawa upang makalkula ang normalidad ng solusyon ay ang pagkilos ng paghahanap ng equivalence factor. Upang gawin ito, kailangan nating maunawaan kung gaano karaming mga particle ang nabuo bilang isang resulta ng dissociation na maaaring maglakip ng mga proton o hydroxyl ions. Halimbawa, sa sulfuric acid, ang equivalence factor ay 2, at samakatuwid ang normality ng solusyon sa kasong ito ay kinakalkula sa pamamagitan lamang ng pag-multiply ng molarity nito sa 2.
Application
Sa chemical analytics, madalas kailangang kalkulahin ng isa ang normalidad at molarity ng mga solusyon. Ito ay napaka-maginhawa para sapagkalkula ng mga molecular formula ng substance.
Ano pa ang babasahin?
Upang mas maunawaan kung ano ang normalidad ng isang solusyon, pinakamahusay na magbukas ng isang aklat-aralin sa pangkalahatang kimika. At kung alam mo na ang lahat ng impormasyong ito, dapat kang sumangguni sa aklat-aralin sa analytical chemistry para sa mga mag-aaral ng chemical speci alty.
Konklusyon
Salamat sa artikulo, sa tingin namin ay naunawaan mo na ang normalidad ng isang solusyon ay isang anyo ng pagpapahayag ng konsentrasyon ng isang substance, na pangunahing ginagamit sa pagsusuri ng kemikal. At ngayon, hindi na lihim sa sinuman kung paano ito kinakalkula.
