Pdf downloaden
Pdf downloaden
In de Chemie of Scheikunde is een oplossing een homogeen mengsel van twee zaken -- een opgeloste stof en een oplosmiddel of oplosmiddel waarin de stof wordt opgelost. Concentratie is een maat voor de hoeveelheid opgeloste stof in een oplosmiddel. Er kunnen veel redenen zijn om de concentratie van een oplossing te bepalen, maar de scheikunde die erbij komt kijken is hetzelfde, of je nu test wat het chloorniveau is in een zwembad of bij het uitvoeren van een levensreddende analyse op een bloedmonster. Deze gids leert je een aantal fundamentele onderdelen van de scheikunde van oplossingen, om je vervolgens door de procedure te loodsen van een veel voorkomende, praktische toepassing - aquarium onderhoud.
Stappen
-
1Notatiewijze van concentraties. Een concentratie van een stof is de hoeveelheid van die opgeloste stof gedeeld door de hoeveelheid oplosmiddel. Maar, omdat er verschillende manieren zijn om de hoeveelheid uit te drukken van een gegeven substantie, is het ook mogelijk om een concentratie op verschillende manieren weer te geven. Hier vind je de meest voorkomende schrijfwijzen: [1] X Bron
- Gram per liter (g/L.) De massa van een opgeloste stof in gram, opgelost in een gegeven volume van een oplossing (wat niet per se hetzelfde is als het volume van het oplosmiddel.) Meestal gebruikt voor oplossingen van vaste stoffen in vloeibare oplosmiddelen.
- Molariteit (M.) Het aantal mol van een opgeloste stof gedeeld door het volume van de oplossing.
- Deeltjes per miljoen (ppm.) De verhouding tussen het aantal deeltjes (meestal in gram) van een opgeloste stof per een miljoen deeltjes van een oplossing, vermenigvuldigd met 10 6 . Meestal gebruikt voor zeer verdunde oplossing in water (1 L water = 1000 gram.)
- Percentage van samengestelde stof. De verhouding van deeltjes (weer in gram) van een opgeloste stof per 100 deeltjes van een oplossing, uitgedrukt in een percentage.
-
2Weet welke gegevens je nodig hebt om een concentratie te vinden. Behalve bij molariteit (zie hieronder), vereisen de gangbare schrijfwijzen van een concentratie zoals hierboven aangegeven, dat je weet wat de massa van de opgeloste stof en de massa of het volume van de resulterende oplossing is. Veel scheikundige problemen die vragen om de concentratie van een oplossing te vinden, geven je deze informatie niet. Is dit het geval, dan zal je moeten werken met wat je wel weet om achter deze informatie te komen.
- Voorbeeld: Stel we moeten de concentratie (in gram per liter) van een oplossing vinden, gemaakt door het oplossen van 1/2 theelepel zout in 2 liter water. We weten ook dat 1 theelepel zout ongeveer 6 gram is. [2] X Bron In dit geval is de conversie is gemakkelijk - vermenigvuldig: 1/2 theelepels x (6 gram/1theelepel) = 3 gram zout. 3 gram zout gedeeld door 2 liter of water = 1.5 g/L
-
3Leer hoe je de molariteit kunt berekenen. Molariteit vereist dat je het aantal mol van jouw opgeloste stof weet, maar deze kun je gemakkelijk afleiden, als je de massa van de opgeloste stof en de scheikundige formule kent. Elk chemisch element heeft een bekende "molaire massa" (MM) – een specifieke massa voor een mol van dat element. Deze molaire massa's zijn terug te vinden in het periodieke stelsel (meestal onder het chemische symbool en de naam van het element.) Tel gewoon de molaire massa's bij elkaar op van de componenten van de opgeloste stof om de molaire massa uit te rekenen. Vermenigvuldig vervolgens de bekende massa van de opgeloste stof met de (1/ MM van je opgeloste stof) om de hoeveelheid van jouw opgeloste stof in mol te vinden.
- Voorbeeld: Stel we willen de molariteit vinden van de bovengenoemde zoutoplossing. Nog even recapituleren, we hebben 3 gram zout (NaCl) in 2 liter water. Begin door uit te vinden wat de molaire massa is van Na en Cl door te kijken in het periodieke stelsel. Na = ongeveer 23 g/mol en Cl = ongeveer 35,5 g/mol. Dus, de MM van NaCl = 23 + 35,5 = 58,5 g/mol. 3 gram NaCl x (1 mol NaCl/58,5 g NaCl) = 0,051 mol NaCl. 0,051 mol NaCl / 2 liter water = .026 M NaCl
-
4Oefen standaardopgaven over het berekenen van concentraties. De bovenstaande kennis is alles wat je nodig hebt om de concentraties te berekenen in eenvoudige situaties. Als je de massa of het volume van de oplossing en de hoeveelheid opgeloste stof weet die in beginsel zijn toegevoegd, of je kunt dit afleiden uit de gegeven informatie bij de opgave, dan zou je in staat moeten zijn om de concentratie van een oplossing met gemak te berekenen. Maak oefenopgaven om je vaardigheden te verbeteren. Zie de onderstaande voorbeeldopgaven:
- Wat is de molariteit van NaCL in een 400 ml oplossing, verkregen door het toevoegen van 1.5 gram NaCl aan water?
- Wat is de concentratie, in ppm, van een oplossing gemaakt door het toevoegen van 0,001 g lood (Pb) aan 150 L water? (1 L water = 1000 gram) In dit geval zal het volume van de oplossing met een minuscule hoeveelheid toenemen door het toevoegen van de stof, dus kun je het volume van het oplosmiddel gebruiken als het volume van de oplossing.
- Vind de concentratie in gram per liter van een 0,1 L oplossing gemaakt door het toevoegen van 1/2 mol KCl aan water. Bij dit probleem moet je van voor naar achteren werken, waarbij je gebruik maakt van de molaire massa van KCL om het aantal gram KCl te berekenen in de opgeloste stof.
Advertentie
-
1Begrijpen wanneer je een titratie moet toepassen. Titreren is een techniek die wordt gebruikt door chemici om te berekenen wat de hoeveelheid opgeloste stof is, aanwezig in een oplossing. Om een titratie uit te voeren zorg je voor een chemische reactie tussen de opgeloste stof en een andere reagens (meestal ook opgelost). Omdat je de exacte hoeveelheid weet van je tweede reagens en je weet de chemische vergelijking van de reactie tussen de reagens en de opgeloste stof, kun je berekenen wat de hoeveelheid is van jouw opgeloste stof, door te meten hoeveel van de reagens je nodig hebt voor de reactie met de opgeloste stof volledig is.
- Dus, titraties kunnen erg handig zijn bij het berekenen van de concentratie van een oplossing als je niet weet hoeveel opgeloste stof in beginsel was toegevoegd.
- Als je wel weet hoeveel van een opgeloste stof aanwezig is in de oplossing, dan is het niet nodig om te titreren – meet gewoon het volume van je oplossing en bereken de concentratie, zoals in Deel 1 beschreven.
-
2Maak een opstelling voor je titratie-apparatuur. Om accurate titraties te verrichten heb je schone, nauwkeurige en professionele apparatuur nodig. Gebruik een Erlenmeyer kolf of bekerglas onder een gekalibreerde buret, vastgemaakt aan een buret-houder. De tuit van de buret moet in de hals van de kolf of bekerglas zonder de wanden aan te raken.
- Zorg dat alle apparatuur van te voren is schoongemaakt, gespoeld met gedeïoniseerd water, en droog is.
-
3Vul de kolf en buret. Meet nauwkeurig een kleine hoeveelheid van de onbekende oplossing. Wanneer de stof is opgelost verspreidt het zich gelijkmatig door het oplosmiddel, dus de concentratie van dit kleine monster van de oplossing zal hetzelfde zijn als die van de originele oplossing. Vul je buret met een oplossing van een bekende concentratie die zal reageren met je oplossing. Maak een aantekening van het exacte volume van de oplossing in de buret – trek hier het uiteindelijke volume vanaf om de totale oplossing te vinden die bij de reactie is gebruikt.
- Let op: als de reactie tussen de oplossing in de buret en de opgeloste stof in de kolf geen teken van een reactie laat zien, dan zal je een indicator in de kolf moeten doen. Deze worden in de chemie gebruikt om een visueel signaal te geven wanneer een oplossing het punt van equivalentie of het eindpunt bereikt. Indicatoren worden over het algemeen gebruikt voor titraties waarbij zuur-base en redox reacties worden onderzocht, maar er zijn ook verscheidene andere indicatoren. Raadpleeg een scheikundeboek of kijk op internet om een geschikte indicator te vinden voor je reactie.
-
4Begin met de titratie. Voeg langzamerhand een oplossing toe uit de buret (de "titrant") in de kolf. Maak gebruik van een magnetisch roerstokje of een glazen roerstokje om de oplossing voorzichtig te mengen terwijl de reactie gaande is. Als je oplossing zichtbaar reageert, dan hoor je bepaalde tekens te zien dat er een reactie gaande is – verandering van kleur, belletjes, residu, etc. Maak je gebruik van een indicator, dan zie je misschien bij elke druppel die via de buret in de kolf terecht een kleurverandering.
- Als de reactie een verandering in de pH-waarde of potentiaal als resultaat kent, dan kun je pH readers of een potentiometer in de kolf doen om de voortgang van de chemische reactie te peilen.
- Voor een meer accurate titratie, monitor je de pH-waarde of potentiaal zoals hierboven aangegeven, en noteer je elke keer hoe de reactie zich voltrekt na het toevoegen van een kleine hoeveelheid titrant. Maak een grafiek van je de zuurgraad van de oplossing of van de potentiaal uitgezet tegen het volume van de toegevoegde titrant. Je krijgt scherpe veranderingen te zien in de helling van de curve op de equivalentiepunten van de reactie.
-
5Vertraag je titratie. Als je chemische reactie het eindpunt nadert, vertraag dan de titratie tot een druppelsgewijze voortgang. Als je een indicator gebruikt, dan merk je misschien op dat de kleurflitsen langer duren. Ga nu zo langzaam als mogelijk verder met titreren tot je de exacte druppel kunt vaststellen waardoor je reactie het eindpunt bereikt. In het geval van een indicator kijk je over het algemeen naar de vroegst mogelijke aanhouden kleurverandering in de reactie.
- Noteer het uiteindelijke volume in je buret. Door dit af te trekken van het startvolume in de buret, kun je het exacte volume vinden van de titrant die je hebt gebruikt.
-
6Bereken de hoeveelheid opgeloste stof in je oplossing. Gebruik de chemisch vergelijking voor de reactie tussen je titrant en de oplossing om het aantal mol opgeloste stof in je kolf te vinden. Als je eenmaal het aantal mol opgeloste stof hebt gevonden, kun je dit simpelweg delen door het volume van de oplossing in de kolf om de molariteit van de oplossing te vinden, of zet het aantal mol om in gram en deel dit door het volume van de oplossing, om de concentratie in g/L te krijgen. Dit vraagt om een beetje basiskennis van de stoichiometry.
- Bijvoorbeeld, stel dat we 25 ml 0,5 M NaOH hebben gebruikt bij het titreren van een oplossing van HCl in water tot het equivalentiepunt. De HCl oplossing had een volume van 60 ml voor de titratie. Hoeveel mol HCl zit er in onze oplossing?
- Om te beginnen, laten we eens kijken naar de chemische vergelijking voor de reactie van NaOH en HCl: NaOH + HCl > H 2 O + NaCl
- In dit geval, reageert 1 molecuul NaOH met 1 molecuul HCl met als producten water en NaCl. Dus omdat je net genoeg NaOH hebt toegevoegd om alle HCl te neutraliseren, zal het aantal mol NaOH dat in de reactie wordt verbruikt, gelijk zijn aan het aantal mol HCl in de kolf.
- Dus laten we uitvinden wat de hoeveelheid NaOH is in mol. 25 ml NaOH = 0,025 L NaOH x (0,5 mol NaOH/1 L) = 0,0125 mol NaOH.
- Omdat we hebben gededuceerd uit de reactievergeljking dat het aantal mol NaOH, verbruikt in de reactie = het aantal mol HCl in de oplossing, weten we nu dat er 0,0125 mol HCl in de oplossing aanwezig is.
-
7Bereken de concentratie van je oplossing. Nu je weet wat de hoeveelheid opgeloste stof in je oplossing is, is het gemakkelijk om de concentratie in termen van molariteit te vinden. Deel gewoon het aantal mol opgeloste stof in je oplossing door het volume van jouw oplossingsmonster ( niet het volume van de grotere hoeveelheid waarvan je het monster hebt genomen.) Het resultaat is de molariteit van jouw oplossing!
- Om de molariteit van bovenstaand voorbeeld te vinden, deel je het aantal mol HCl door het volume in de kolf. 0,0125 mol HCl x (1/0,060 L) = 0,208 M HCl.
- Om de molariteit om te zetten naar g/L, ppm, of percentage van de samenstelling, moet je het aantal mol van jouw opgeloste stof omzetten naar massa (met behulp van de molaire massa van jouw opgeloste stof.) Voor ppm en percentage van de samengestelde stof, moet je ook het volume van jouw oplossing omzetten naar massa (met behulp van een conversiefactor zoals dichtheid, of gewoon door het te wegen), en vervolgens vermenigvuldig je het resultaat met 10 6 of 10 2 , respectievelijk.
Advertentie
-
Neem een watermonster van je aquarium. Noteer nauwkeurig het volume. Als dit mogelijk is, meet dan het volume in SI eenheden zoals mL - deze zijn gemakkelijk om te zetten naar L.
- In dit voorbeeld testen we het water in het aquarium op zoutgehalte, de concentratie zout (NaCl) in het water. Stel we nemen voor dit doel een watermonster van 3 mL uit het aquarium en stel vervolgens dat het uiteindelijke antwoord gegeven moet worden in g/L.
-
Titreer het watermonster. Kies een titrant dat een duidelijk zichtbare reactie teweeg brengt in de opgeloste stof. In dit geval gebruik we een oplossing van 0,25 M AgNO 3 (zilvernitraat), een samengestelde stof die een niet-oplosbaar chloorzout produceert als het reageert met NaCl in de volgende reactie: AgNO 3 + NaCl > NaNO 3 + AgCl. Het zout (AgCl) zal zichtbaar zijn als een wolkachtige, wit residu dat blijft drijven en kan worden gescheiden van de oplossing.
- Titreer het zilvernitraat uit een buret of een kleine injectienaald in het aquariummonster tot de oplossing troebel wordt. Met een dergelijk gering monster is het belangrijk om exact te bepalen hoeveel zilvernitraat je hebt toegevoegd - bestudeer elke druppel nauwkeurig.
-
Ga door tot de reactie stopt. Wanneer het zilvernitraat stopt met het vertroebelen van de oplossing, kun je het toegevoegd aantal ml noteren. Titreer het AgNO3 erg langzaam en observeer de oplossing nauwlettend, zeker naarmate het eindpunt nadert.
- Stel dat er 3mL van de 0,25 M AgNO 3 nodig was voor de reactie ten einde liep en het water niet verder vertroebelde.
-
4Bepaal het aantal mol van de titrant. Deze stap is gemakkelijk – vermenigvuldig het volume van de titrant die je hebt toegevoegd met de molariteit. Hiermee krijg je het aantal mol titrant dat is gebruikt.
- 3 mL x 0,25 M = 0,003 L x (.25 mol AgNO 3 /1 L) = 0,000075 mol AgNO 3 .
-
5Bepaal het aantal mol van jouw opgeloste stof. Gebruik de reactievergelijking voor de conversie van het aantal mol AgNO 3 naar mol NaCl. De reactievergelijking is: AgNO 3 + NaCl > NaNO 3 + AgCl. Omdat 1 mol AgNO 3 reageert met 1 mol NaCl, weten we nu dat het aantal mol NaCl in onze oplossing = het aantal mol AgNO 3 dat is toegevoegd: 0,000075 mol.
- In dit geval: 1 mol of AgNO 3 reageert met 1 mol NaCl. Maar als 1 mol titrant reageert met 2 mol van onze opgeloste stof, dan zouden we het aantal mol van onze titrant vermenigvuldigen met 2 om het aantal mol van onze opgeloste stof te krijgen.
- In tegenstelling, als 2 mol van onze titrant reageert met 1 mol van onze opgeloste stof, dan delen we het aantal mol van de titrant door twee.
- Deze regels komen verhoudingsgewijs overeen met 3 mol titrant en 1 mol opgeloste stof, 4 mol titrant en 1 mol opgeloste stof, etc. evenals 1 mol titrant en 3 mol opgeloste stof, 1 mol titrant en 4 mol opgeloste stof, etc.
-
6Converteer je opgeloste stof aantal mol naar gram. Om dit te kunnen doen zal je de molaire massa van de opgeloste stof moeten berekenen en vermenigvuldigen met het aantal mol van jouw opgeloste stof. Om de molaire massa te vinden van NaCl, gebruik je het periodieke stelsel om het atoomgewicht van zout (Na) en Chloride (Cl) te vinden en bij elkaar op te tellen.
- MM Na = 22.990. MM Cl = 35.453.
- 22,990 + 35,453 = 58,443 g/mol
- 0,000075 mol NaCl x 58,442 g/mol = 0,00438 mol NaCl.
- Let op: Als er meer dan één van één soort molecuul in een atoom aanwezig is, dan moet je de molaire massa van dat atoom meerdere malen erbij optellen. Bijvoorbeeld, als je de molaire massa van AgNO 3 , wil vinden, dan zou je de massa of zuurstof driemaal moeten optellen omdat er drie zuurstofatomen in het molecuul zitten.
-
7Bereken de uiteindelijke concentratie. We hebben de massa van onze opgeloste stof in gram en we weten het volume van de test-oplossing. Alles wat we nu nog moeten doen is delen: 0,00438 g NaCl/0,003 L = 1,46 g NaCl/L
- Het zoutgehalte van zeewater is ongeveer 35 g NaCl/L. [3] X Bron Our aquarium isn't nearly zouty enough for marine fish.
Advertentie
Tips
- Hoewel de opgeloste stof en het oplosmiddel in verschillende toestanden kan bestaan (vast, vloeibaar of gas) als ze gescheiden zijn, zal de oplossing die wordt gevormd wanneer de stof oplost, in dezelfde toestand zijn als de toestand van het oplosmiddel.
- Ag + 2 HNO3 → AgNO3 + NO2 + H2O
- Gebruik alleen maar helder plastic of glas.
- Hier vind je een voorbeeldvideo: [1]
Advertentie
Waarschuwingen
- Bewaar de AgNO3 oplossing in een afgesloten, donkere fles. Het is gevoelig voor licht.
- Wees voorzichtig als je met sterke zuren of basen werkt. Zorg dat er voldoende frisse lucht in de ruimte aanwezig is.
- Draag een veiligheidsbril en handschoenen.
- Als je het zilver terug wilt krijgen, let dan op het volgende: Cu(s) + 2 AgNO3 (aq) → Cu(NO3)2 + 2 Ag (s) Onthoud dat (s) vast betekent.
Advertentie
Bronnen
Advertentie
Meld je aan voor de gratis nieuwsbrief van wikiHow!
Je vindt dan elke week handige handleidingen in je inbox.
Meld me aan!
