Chúng ta bắt gặp các dung dịch chứa nhiều chất khác nhau mỗi ngày. Nhưng không chắc mỗi người trong chúng ta đều nhận ra những hệ thống này đóng vai trò to lớn như thế nào. Phần lớn hành vi của họ ngày nay đã trở nên rõ ràng thông qua nghiên cứu chi tiết trong hàng nghìn năm. Trong suốt thời gian này, nhiều thuật ngữ mà người bình thường không thể hiểu được đã được đưa ra. Một trong số đó là tính bình thường của giải pháp. Nó là gì? Điều này sẽ được thảo luận trong bài báo của chúng tôi. Hãy bắt đầu bằng cách đi sâu vào quá khứ.
Lịch sử nghiên cứu
Những bộ óc thông minh đầu tiên bắt đầu nghiên cứu giải pháp là những nhà hóa học nổi tiếng như Arrhenius, van't Hoff và Ostwald. Dưới ảnh hưởng của công trình nghiên cứu của họ, các thế hệ nhà hóa học tiếp theo bắt đầu đi sâu vào nghiên cứu dung dịch nước và loãng. Tất nhiên, họ đã tích lũy được một lượng kiến thức khổng lồ, nhưng các dung dịch không chứa nước lại không được chú ý đến, nhân tiện, nó cũng đóng một vai trò lớn trong cả ngành công nghiệp và các lĩnh vực khác của đời sống con người.
Có rất nhiều điều khó hiểu trong lý thuyết về các dung dịch không chứa nước. Ví dụ, nếu trong hệ thống nước, giá trị của độ dẫn điện tăng lên khi mức độ phân ly tăng lên, thì trong các hệ thống tương tự, nhưng với một dung môi khác thay vì nước, thì ngược lại. Giá trị điện nhỏđộ dẫn điện thường tương ứng với mức độ phân ly cao. Sự dị thường đã thúc đẩy các nhà khoa học khám phá lĩnh vực hóa học này. Một mảng lớn dữ liệu đã được tích lũy, việc xử lý chúng giúp chúng ta có thể tìm ra các quy luật bổ sung cho lý thuyết về sự phân ly điện ly. Ngoài ra, có thể mở rộng kiến thức về sự điện li và bản chất của ion phức trong các hợp chất hữu cơ và vô cơ.
Sau đó, các nghiên cứu tích cực hơn đã bắt đầu trong lĩnh vực giải pháp tập trung. Các hệ thống như vậy khác biệt đáng kể về các tính chất so với các hệ thống loãng do thực tế là với sự gia tăng nồng độ của chất hòa tan, sự tương tác của nó với dung môi bắt đầu đóng một vai trò ngày càng quan trọng. Thông tin thêm về điều này trong phần tiếp theo.
Thuyết
Hiện tại, lời giải thích tốt nhất về hoạt động của các ion, phân tử và nguyên tử trong dung dịch chỉ là lý thuyết về sự phân ly điện ly. Kể từ khi được tạo ra bởi Svante Arrhenius vào thế kỷ 19, nó đã trải qua một số thay đổi. Một số định luật được phát hiện (chẳng hạn như định luật pha loãng của Ostwald) phần nào không phù hợp với lý thuyết cổ điển. Tuy nhiên, nhờ công trình nghiên cứu tiếp theo của các nhà khoa học, lý thuyết đã được sửa đổi và ở dạng hiện đại, lý thuyết này vẫn tồn tại và mô tả các kết quả thu được bằng thực nghiệm với độ chính xác cao.
Bản chất chính của thuyết phân ly điện ly là một chất khi bị hòa tan sẽ bị phân hủy thành các ion - các hạt mang điện tích. Tùy theo khả năng phân hủy (phân ly) thành các bộ phận mà mạnh yếu.chất điện giải. Những chất mạnh có xu hướng phân ly hoàn toàn thành các ion trong dung dịch, trong khi những chất yếu chỉ ở một mức độ rất nhỏ.
Những hạt này mà phân tử bị vỡ ra có thể tương tác với dung môi. Hiện tượng này được gọi là quá trình solvat hóa. Nhưng nó không phải lúc nào cũng xảy ra, vì nó là do sự hiện diện của điện tích trên các phân tử ion và dung môi. Ví dụ, phân tử nước là một lưỡng cực, nghĩa là một hạt mang điện tích dương ở một bên và mang điện âm ở mặt kia. Và các ion mà chất điện phân bị phân hủy cũng có điện tích. Do đó, các hạt này bị hút bởi các mặt mang điện trái dấu. Nhưng điều này chỉ xảy ra với các dung môi phân cực (chẳng hạn như nước). Ví dụ, trong dung dịch chứa bất kỳ chất nào trong hexan, quá trình solvat hóa sẽ không xảy ra.
Để nghiên cứu các dung dịch, thường rất cần biết lượng chất tan. Đôi khi rất bất tiện khi thay thế một số lượng nhất định vào công thức. Do đó, có một số loại nồng độ, trong số đó là nồng độ bình thường của dung dịch. Bây giờ chúng ta sẽ nói chi tiết về tất cả các cách thể hiện hàm lượng của một chất trong dung dịch và các phương pháp tính nó.
Nồng độ của dung dịch
Có rất nhiều công thức trong hóa học và một số công thức trong số đó được xây dựng theo cách thuận tiện hơn để lấy giá trị ở dạng cụ thể này hay dạng khác.
Dạng biểu thị nồng độ đầu tiên và quen thuộc nhất với chúng ta là phần khối lượng. Nó được tính toán rất đơn giản. Chúng ta chỉ cần chia khối lượng của chất trong dung dịch cho tổng khối lượng của nó. Cho nênDo đó, chúng ta nhận được câu trả lời dưới dạng phân số của một. Nhân số kết quả với một trăm, chúng tôi nhận được câu trả lời dưới dạng phần trăm.
Một dạng ít được biết đến hơn một chút là phân số thể tích. Thông thường nó được sử dụng để thể hiện nồng độ cồn trong đồ uống có cồn. Nó cũng được tính toán khá đơn giản: chúng ta chia thể tích của chất tan cho thể tích của toàn bộ dung dịch. Như trong trường hợp trước, bạn có thể nhận được câu trả lời dưới dạng phần trăm. Các nhãn thường ghi: "40% vol.", Có nghĩa là: 40 phần trăm âm lượng.
Trong hóa học, các dạng cô đặc khác thường được sử dụng. Nhưng trước khi chuyển sang chúng, chúng ta hãy nói về một nốt ruồi của một chất là gì. Lượng của một chất có thể được biểu thị bằng các cách khác nhau: khối lượng, thể tích. Nhưng xét cho cùng, phân tử của mỗi chất đều có khối lượng riêng, tính theo khối lượng của mẫu thì không thể hiểu được có bao nhiêu phân tử trong đó, và điều này cần thiết để hiểu thành phần định lượng của các phép biến đổi hóa học. Đối với điều này, một lượng chẳng hạn như một mol của một chất đã được giới thiệu. Trên thực tế, một mol là một số phân tử nhất định: 6,021023. Đây được gọi là số của Avogadro. Thông thường, một đơn vị như mol của một chất được sử dụng để tính lượng sản phẩm của một phản ứng. Về vấn đề này, có một hình thức biểu thị nồng độ khác - nồng độ mol. Đây là lượng chất trên một đơn vị thể tích. Nồng độ mol được biểu thị bằng mol / L (đọc là: mol trên lít).
Có một dạng biểu thức rất giống cho hàm lượng của một chất trong một hệ: mol. Nó khác với nồng độ mol ở chỗ nó xác định lượng của một chất không phải bằng một đơn vị thể tích mà bằng một đơn vị khối lượng. Và thể hiện trong những lời cầu nguyệntrên kilogam (hoặc bội số khác, chẳng hạn như trên gam).
Vì vậy, chúng ta đến với biểu mẫu cuối cùng, bây giờ chúng ta sẽ thảo luận riêng, vì mô tả của nó yêu cầu một số thông tin lý thuyết.
Giải pháp chuẩn tắc
Đây là gì? Và nó khác với các giá trị trước đó như thế nào? Trước tiên, bạn cần hiểu sự khác biệt giữa các khái niệm như tính chuẩn và nồng độ mol của các dung dịch. Trên thực tế, chúng chỉ khác nhau một giá trị - số tương đương. Bây giờ bạn thậm chí có thể tưởng tượng mức độ bình thường của giải pháp là như thế nào. Nó chỉ là một số mol đã được sửa đổi. Số đương lượng cho biết số hạt có thể tương tác với một mol ion hydro hoặc ion hydroxit.
Chúng tôi đã làm quen với tính bình thường của giải pháp. Nhưng sau tất cả, nó đáng để đào sâu hơn, và chúng ta sẽ thấy điều này thoạt nhìn đơn giản, hình thức mô tả sự tập trung phức tạp như thế nào. Vì vậy, chúng ta hãy xem xét kỹ hơn tính bình thường của giải pháp.
Công thức
Khá dễ dàng để hình dung một công thức từ mô tả bằng lời nói. Nó sẽ giống như sau: Cn=zn / N. Ở đây z là hệ số đương lượng, n là lượng chất, V là thể tích dung dịch. Giá trị đầu tiên là thú vị nhất. Nó chỉ cho thấy sự tương đương của một chất, tức là số lượng các hạt thực hoặc ảo có thể phản ứng với một hạt tối thiểu của một chất khác. Bởi vì điều này, trên thực tế, tính chuẩn của giải pháp, công thức của nó đã được trình bày ở trên, về mặt chất lượng là khác nhautừ nồng độ mol.
Và bây giờ chúng ta hãy chuyển sang một phần quan trọng khác: cách xác định tính chuẩn của dung dịch. Đây chắc chắn là một câu hỏi quan trọng, vì vậy cần tiếp cận nghiên cứu của nó với sự hiểu biết về từng giá trị được chỉ ra trong phương trình được trình bày ở trên.
Làm thế nào để tìm ra tính chuẩn của một giải pháp?
Công thức chúng ta đã thảo luận ở trên hoàn toàn được áp dụng. Tất cả các giá trị được đưa ra trong đó đều có thể dễ dàng tính toán trong thực tế. Trên thực tế, rất dễ dàng tính được độ chuẩn của dung dịch khi biết một số đại lượng: khối lượng của chất tan, công thức của nó và thể tích của dung dịch. Vì chúng ta biết công thức của các phân tử của một chất, chúng ta có thể tìm thấy trọng lượng phân tử của nó. Tỷ số giữa khối lượng của một mẫu chất tan với khối lượng mol của nó sẽ bằng số mol của chất đó. Và khi biết thể tích của toàn bộ dung dịch, chúng ta có thể biết chắc chắn nồng độ mol của chúng ta là bao nhiêu.
Thao tác tiếp theo mà chúng ta cần thực hiện để tính chuẩn của nghiệm là thao tác tìm hệ số tương đương. Để làm được điều này, chúng ta cần hiểu có bao nhiêu hạt được hình thành do sự phân ly có thể gắn proton hoặc ion hydroxyl. Ví dụ, trong axit sunfuric, hệ số đương lượng là 2, và do đó tính chuẩn của dung dịch trong trường hợp này được tính bằng cách đơn giản nhân số mol của nó với 2.
Đơn
Trong phân tích hóa học, người ta thường phải tính độ chuẩn và nồng độ mol của các dung dịch. Điều này rất thuận tiện chotính công thức phân tử của các chất.
Còn gì để đọc?
Để hiểu rõ hơn về tính chất thường của dung dịch, cách tốt nhất là mở sách giáo khoa hóa học phổ thông. Và nếu bạn đã biết hết những thông tin này thì nên tham khảo thêm giáo trình môn hóa phân tích dành cho sinh viên chuyên ngành hóa học.
Kết
Nhờ bài viết, chúng tôi nghĩ rằng bạn đã hiểu rằng độ chuẩn của dung dịch là một dạng biểu thị nồng độ của một chất, được sử dụng chủ yếu trong phân tích hóa học. Và bây giờ nó không phải là một bí mật cho bất kỳ ai biết nó được tính như thế nào.
