koguse lahustunud ainet (tasakaaluolek) Üleküllastunud lahus- aeglasel jahutamisel saadud ebapüsiv süsteem, mis sisaldab lahustunud ainet üle lahustuvusega määratud koguse. Massiprotsent (C%) näitab lahustunud aine massi sajas massiosas lahuses. Ühik: protsent. Molaarsus (CM) näitab lahustunud aine moolide arvu ühes kuupdetsimeetris (1 liitris) lahuses. Ühik: mol/dm3, mol/l. Molaalsus (Cm) näitab lahustunud aine moolide arvu 1 kilogrammis lahustis. Ühik: mol/kg. Moolimurd (Cx) näitab lahustunud aine moolide arvu suhet lahusti ja kõikide lahustunud ainete moolide arvu summasse. Kui lahus koosneb lahustist ja vaid ühest lahustunud ainest, siis: Cx=naine/ (naine+nlahusti). Mitu lahustunud ainet sisaldava lahuse korral Cx=naine1/(naine1+naine2+..nlahusti) Mooliprotsent (C%, mol) näitab, mitu % moodustab lahustunud aine moolide arv lahuse moolide arvust. Ühik: %. Normaalsus (Cn)näitab lahustunud aine ekvivalentide arvu ühes liitris lahuses.
Väljasadenemine- lahustunud aine eraldumine lahusest Henry seadus- gaasi lahustuvus vedelikus on proportsionaalses sõltuvuses gaasi osarõhuga lahuse kohal. Cm=kh*p · Massiprotsent maine *100 C% = mlahus · Molaarne konsentratsioon(CM) naine m * Vlahus CM = = aine Vlahus M aine · Molaalsus (Cm) n aine Cm = mlahusti · Moolimurd (Cx) naine Cx = naine + nlahusti · Normaalne konsentratsioon naine m * Vlahus Cn = = aine Vlahus E aine 2 Kasutatud mõõteseadmed, töövahendid ja kemikaalid: Töövahendid: kaalud, kuiv keeduklaas, klaaspulk, lehter, kooniline kolb, mõõtesilinder
Massiprotsent näitab lahustunud aine massi sajas massiosas lahuses. C%= 2. Molaarne kontsentratsioon (CM) Molaarne kontsentratsioon näitab lahustunud aine moolide arvu ühes kuupdetsimeetris (ühes liitris) lahuses. CM= 3. Molaalsus (Cm) Molaalsus näitab lahustunud aine moolide arvu 1 kilogrammis lahustis. C m= 4. Moolimurd (CX) Moolimurd näitab lahustunud aine moolide arvu suhet lahusti ja kõikide lahustunud ainete moolide arvu summasse. CX= 5. ppm (parts per million) ppm näitab lahustunud aine massiosade arvu miljonis (106) massiosas lahuses. Kui ppm-ides väljendatavate lahuste kontsentratsioonid on väga madalad (lahuste tihedus 1,00 g/cm3), siis võib kehtivaks lugeda ka järgmised seosed: 1 ppm==== 6
Gaaside lahustuvus - Gaaside lahustuvus väheneb temperatuuri tõusuga ja suureneb rõhu kasvuga. Gaaside lahustuvus vees väheneb, kui vesi sisaldab lahustunud soolasid. Henry seadus - Gaasi lahustuvus vedelikus on proportsionaalses sõltuvuses gaasi osarõhuga lahuse kohal. Cm=kh*p · Massiprotsent m * 100 C % = aine mlahus · Molaarne konsentratsioon(CM) · Molaalsus (Cm) n C m = aine mlahusti · Moolimurd (Cx) naine Cx = naine + nlahusti · Normaalne konsentratsioon n m *V C n = aine = aine lahus Vlahus E aine Eksperimentaalne töö 1 NaCl sisalduse määramine liiva ja soola segus Töö eesmärk Lahuste valmistamine tahketest ainetest, kontsentratsiooni määramine tiheduse kaudu, ainete eraldamine segust, kasutades nende erinevat lahustuvust. Kasutatavad ained Naatriumkloriid segus liivaga. Töövahendid
2) Molaarne kontsentratsioon (CM) - Molaarne kontsentratsioon näitab lahustunud aine moolide arvu ühes kuupdetsimeetris (ühes liitris) lahuses 2 Lahustunud aine massi saab leida: 3) Molaalsus (Cm) Molaalsus näitab lahustunud aine moolide arvu 1 kilogrammis lahustis: NB! Murru nimetajas lahusti (vee) mass kilogrammides. 4) Moolimurd ( Moolimurd näitab lahustunud aine moolide arvu suhet lahusti ja kõikide lahustunud ainete moolide arvu summasse. Kui lahus koosneb lahustist ja vaid ühest lahustunud ainest, siis Mitut lahustunud ainet sisaldava lahuse korral tuleb murru nimetajas liita nende kõikide moolide arvud 5) Kontsentratsiooni määramine tiitrimisega HCl + NaOH NaCl + H2O Vastavalt HCl ja NaOH moolsuhtele 1 : 1 saab soolhappe otsitava kontsentratsiooni
m NaCl 100% P% NaCl = m segu Kontsentratsiooni väljendatakse ka teistes väljendusviisides: 1) Molaarsus - molaarne kontsentratsioon näitab lahustunud aine moolide arvu ühes kuupdetsimeetris (ühes liitris) lahuses. n mol C M = aine Vlahus dm 3 2) Molaalsus - molaalsus näitab lahustunud aine moolide arvu 1 kilogrammis lahustis. n mol C m = aine mlahusti kg 3) Moolimurd - moolimurd näitab lahustunud aine moolide arvu suhet lahusti ja kõikide lahustunud ainete moolide arvu summasse. naine CX = n aine + nlahusti 4) Normaalsus - näitab lahustunud aine ekvivalentide arvu ühes liitris lahuses. Ekvivalentmass on aine mass, mis keemilistes reaktsioonides vastab 1,008 massiühikule vesinikule või 8,0 massiühikule hapnikule. Ekvivalentmass sõltub nii
1. Massiprotsent (ehk protsendilisus) (C%) Massiprotsent näitab lahustunud aine massi sajas massiosas lahuses. C%= 2. Molaarne kontsentratsioon (CM) Molaarne kontsentratsioon näitab lahustunud aine moolide arvu ühes kuupdetsimeetris (ühes liitris) lahuses. CM= 3. Molaalsus (Cm) Molaalsus näitab lahustunud aine moolide arvu 1 kilogrammis lahustis. Cm= 4. Moolimurd (CX) Moolimurd näitab lahustunud aine moolide arvu suhet lahusti ja kõikide lahustunud ainete moolide arvu summasse. CX= 5. ppm (parts per million) ppm näitab lahustunud aine massiosade arvu miljonis (106) massiosas lahuses. Kui ppm-ides väljendatavate lahuste kontsentratsioonid on väga madalad (lahuste tihedus 1,00 g/cm3), siis võib kehtivaks lugeda ka järgmised seosed: 1 ppm==== 6
Massiprotsent näitab lahustunud aine massi sajas massiosas lahuses Lahuse massi ja mahu seob lahuse tihedus. Lahuse tihedus näitab lahuse ühe ruumalaühiku massi Lahustunud aine massi leidmiseks saab tuletada seose Molaarne kontsentratsioon (CM) Molaarne kontsentratsioon näitab lahustunud aine moolide arvu ühes dm 3 (ühes liitris) lahuses. Lahustunud aine massi saab leida Molaalsus (Cm) Molaalsus näitab lahustunud aine moolide arvu 1 kilogrammis lahustis Moolimurd (CX) Moolimurd näitab lahustunud aine moolide arvu suhet lahusti ja kõikide lahustunud ainete moolide arvu summasse. Kui lahus koosneb lahustist ja vaid ühest lahustunud ainest, siis Normaalne kontsentratsioon (Cn) Praeguseks vananenud mõiste, kuid leiab sageli kasutamist analüütilises keemias. Näitab lahustunud aine ekvivalentide (van. vaal) arvu ühes liitris lahuses kus, Ekvivalentmass (Eaine) on aine mass, mis keemilistes reaktsioonides vastab 1,008
C M= g dm 3 V lahus( dm 3) M aine( ) V m( ) mol mol Ja lahustunud aine massi saab leida Maine=Vlahus* CM*Maine 3. Molaalsus (Cm) Molaalsus näitab lahustunud aine moolide arvu 1 kg lahustis n aine(mol) C m= mol/kg m ahusti(kg) 4. Moolimurd (Cx) n aine Cx= n aine+ nlahusti Mitut lahustunud ainet sisaldava lahuse korral tuleb murru nimetajas liita nende kõikide moolide arvud n aine1 Cx= n aine 1+n aine 2+…+n lahusti 5. ppm (parts per million) ppm näitab lahustunud aine massiosade arvu miljonis (106) massiosas lahuses. Kasutatakse väga väikeste sisalduste esitamiseks näiteks keskkonnakeemias. Kui ppm-ides väljendatavate
Lahuste valmistamine tahketest ainetest, kontsentratsiooni määramine tiheduse kaudu, ainete eraldamine segust, kasutades nende erinevat lahustuvust. Sissejuhatus Lahustunud aine hulka kindlas lahuse või lahusti koguses (mahus) nimetatakse lahuse kontsentratsiooniks. Kontsetratsiooni väljendamiseks kasutatakse järgmiseid suurusi: Molaalsus (lahustatud aine hulk moolides ühe kilogrammi lahusti kohta). Molaarne kontsetratsioon (lahustatud aine moolide arv ühes lahuse ruumalaühikus). Moolimurd (lahustatud aine moolide arvu suhe lahusti ja kõikide lahustunud ainete moolide arvu summasse). Massiprotsent (näitab lahustunud aine massi sajas massiosas lahuses) Normaalsus (lahustunud aine ekvivalentide arv ühes liitris lahuses) ppm (parts per million) näitab lahustunud aine massiosade arvu miljonis massiosas lahuses. Kontsentarsiooni antud töös arvutatakse lineaarse interpoleerimese kaudu: Töövahendid
· 2 mõõdetud tihedusest suurem tihedus tabelis. · C otsitav massiprotsent. C = C1 + (C2 - C1)( - 1) / ( 2 - 1)= = 1,00% + (1,50% - 1,00%) / (1,0050 g/cm3 - 1,0054 g/cm3) * (1,006 g/cm3 - 1,0054 g/cm3) = 0,999925% 5. Arvutan NaCl'i massiprotsendi soola ja liiva segus. CNaCl = mNaCl / msegu = (1,006 g/cm3 * 250 cm3 * (0,999925% /100%)) / 5,01 g 50,1% 6. Liiva ja keedusoola segu molaalsus, molaarsus, moolimurd, normaalsus ja tihedus. Molaarsuse arvutamise lihtsustamiseks viin andmed üle 1L ekvivalendile. mNaCl = Vlahus * lahus * C% / 100% = 1 ,006g/cm3 * 250 cm3 * (0,999925% / 100%)= 2,51 g mNaCl = 2,51 * 4 = 10,04 g Vlahus = 0,250cm3 * 4 = 1 dm3 Cm molaalsus: Cm = naine /mlahusti = (10,04 g / 58,5 g/mol) / 1 kg 0,172 mol/kg CM molaarsus: CM = naine / Vlahus = (10,04 g / 58,5 g/mol) / 0,25 l 0,69 M
+ 363,15 + (-101,528) Leian moolimurru mõlemale ainele: Etüülbenseeni moolide arv: M(C8H10)= 12*8+10*1 = 106 g/mol 17,7558 g n(C8H10)= = = 0,168 106 / Isobutanooli moolide arv: M(C4H10O) = 12*4+ 1*10+16 = 74 g/mol 19,5579 g n(C4H10O) = = = 0,264 74 / 0,168 Etüülbenseeni moolimurd: 1 = 0,168 mol+0,264 mol = 0,39 0,264 Isobutanooli moolimurd: 2 = = 0,61 0,432mol Leian segu aururõhud: 1) 40 juures (313,15K) = = 2,86 0,39 + 3,85 0,61 = 3,46 =1 2) 50 juures (323,15K) = = 4,68 0,39 + 7,08 0,61 = 6,14 =1 3) 60 juures (333,16K) = = 7,39 0,39 + 12,32 0,61 = 10,40 =1 4) 70 juures (343,15K)
Massiprotsent (ehk protsendilisus) (C%) Massiprotsent näitab lahustunud aine massi sajas massiosas lahuses. C%= 2. Molaarne kontsentratsioon (CM) Molaarne kontsentratsioon näitab lahustunud aine moolide arvu ühes kuupdetsimeetris (ühes liitris) lahuses. CM= 3. Molaalsus (Cm) Molaalsus näitab lahustunud aine moolide arvu 1 kilogrammis lahustis. C m= 4. Moolimurd (CX) Moolimurd näitab lahustunud aine moolide arvu suhet lahusti ja kõikide lahustunud ainete moolide arvu summasse. CX= 5. ppm (parts per million) ppm näitab lahustunud aine massiosade arvu miljonis (106) massiosas lahuses. Kui ppm-ides väljendatavate lahuste kontsentratsioonid on väga madalad (lahuste tihedus 1,00 g/cm3), siis võib kehtivaks lugeda ka järgmised seosed: 1 ppm==== 6
murru nimetajas lahusti, Lahustunud aine hulka kindlas lahuse või lahusti koguses (sageli mahus) nimetatakse m lahusti [kg] kg s.t vee mass kilogrammides. lahuse kontsentratsiooniks. Kasutatavamad kontsentratsiooni väljendusviisid on järgmised: 4. Moolimurd (CX) 1. Protsentkontsentratsioon (C%) Moolimurd näitab lahustunud aine moolide arvu suhet lahusti ja kõikide lahustunud Protsentkontsentratsioon näitab lahustunud aine massi sajas massiosas lahuses ainete moolide arvu summasse. Kui lahus koosneb lahustist ja vaid ühest lahustunud ainest, siis
3. T M0 M1*10-3 M2*105 1400 0,7595 0,4336 0,34835 G0T = H0298 - TS0298 T(aM0 + bM1 + cM2) G01400 = -41170 J/mol 1400K * (-42,09 J/mol*K) 1400K * [ (27,28 + 44,14 30,00 28,41)*0,7595 + (3,26 + 9,04 10,71 4,10)*10 -3*0,4336*103 + (0,5 - 8,54 + 0,33 + 0,46)*105*0,34835*10-5 ] = 8981,8899J/mol = 8,98 kJ/mol 4. Aine Lähteaine Reageeris Tekkis Tasakaal Moole Moolimurd CO 1 x - 1x 1 0,4 = 0,6 0,6/2 = 0,3 H2O 1 x - 1x 1 0,4 = 0,6 0,3 CO2 - - x x 0,4 0,4/2 =0,2 H2 - - x x 0,4 0,2 Summa 2 -G/RT Kp = e
V 0 gaas [ dm 3 ] naine= 3 V m [dm /mol] Lahustunud aine massi saab leida maine=V la h us ∙C M ∙ M aine 1.6 Molaalsus (Cm) Molaalsus näitab lahustunud aine moolide arvu 1 kilogrammis lahustis naine [mol] maine [ g ] Cm = = 1.7 mla h usti [kg] M aine ∙ [ g /mol ] (m −m l ahus aine ) [ kg ] Moolimurd (CX) Moolimurd näitab lahustunud aine moolide arvu suhet lahusti ja kõikide lahustunud ainete moolide arvu summasse. Kui lahus koosneb lahustist ja vaid ühest lahustunud ainest, siis naine m aine CX= = naine +nla h usti m aine m l ahu sti M aine ∙ ( +
2*3,26)* 103*0,0130*10-3+(-31,04)*106*0,0043*10-6+(0,46-2*0,50)*10-5*0,0364*105]= =-90470 400 *(-218,83)400*(-1,6105)= -2336,28 J/mol = -2,3 kJ/mol 112824 Kp = e =2,018 8,314400 4) Tasakaalulise gaasisegu koostise arvutamine temperatuuril T ja rõhul P Aine Lähteaine Reageeris Tekkis Tasakaal Moolid Moolimurd CH3OH(g) - - x x CO 1 x - 1-x H2 2 2x - 2-2x Summa 3-2x 3 pCH3OH x 1-x (2-2x)2 x(3-2x )2 Kp = pH2 pCO = 3-2x :[ 3-2x * (3-2x)2 ] = ( 1- x ) (2-2x ) = 4x 3-12 x 2+9x 2x 2-4x +2 =
6) 3. Molaalne kontsentratsioon (ehk molaalsus) (𝑐𝑚 ) Molaalne kontsentratsioon näitab lahustunud aine moolide arvu ühes kilogrammis lahustis 𝑛𝑎𝑖𝑛𝑒 𝑚𝑜𝑙 𝑐𝑚 = , [ 𝑘𝑔 ] (4.7) 𝑚𝑙𝑎ℎ𝑢𝑠𝑡𝑖 4. Moolimurd (𝐶𝑥 ) Moolimurd näitab lahustunud aine moolide arvu suhet lahusti ja kõikide lahustunud ainete moolide arvu summasse. Kui lahus koosneb lahustist ja vaid ühest lahustunud ainest, siis 𝑛𝑎𝑖𝑛𝑒 𝐶𝑥 = (4.8) 𝑛𝑎𝑖𝑛𝑒 + 𝑛𝑙𝑎ℎ𝑢𝑠𝑡𝑖 5. Normaalne kontsentratsioon (ehk normaalsus) (𝐶𝑁 )
· Lahustunud aine hulka kindlas lahuse või lahusti koguses sajas massiosas lahuses (sageli mahus) nimetatakse lahuse kontsentratsiooniks. · Küllastunud lahuse kontsentratsioon on lahustuvus. · Aine massi ja mahu seob aine tihedus: · Kontsentratsiooni väljendamisviise on mitmeid, nt. molaarne kontsentratsioon, molaalne kontsentratsioon, moolimurd, massimurd, massi- või mahuprotsent jne. · Ja lahustunud aine massi leidmiseks saab neist tuletada: 29 30 5
kuivatada. 1. Leida tabelist NaCl protsendiline sisaldus lahuses, kasutades lineaarset interpoleerimist. 2. Arvutada mõõtmistulemuste (lahuse maht ja tihedus) järgi lahuses oleva naatriumkloriidi mass ning NaCl protsendiline sisaldus liiva ja soola segus. 3. Arvutada naatriumkloriidi sisaldus lahuses järgmistes kontsentratsiooni väljendusviisides: molaarsus, molaalsus, moolimurd, normaalsus, g/dm3, kg/m3. Katsetulemused: o mõõdetud tihedus 1,020 g/cm3 o 1 sellest väiksem tihedus tabelis 1,0019 g/cm3 o 2 sellest suurem tihedus tabelis 1,0054 g/cm3 o C%1 massiprotsent, mis vastab tihedusele 1 0,50 % o C%2 massiprotsent, mis vastab tihedusele 2 1,50 % o V = 250 ml = 250 cm3 Katseandmete töötlus ja tulemuste analüüs:
ning kindlasti kuivatada. Leida tabelist NaCl protsendiline sisaldus lahuses, kasutades lineaarset interpoleerimist. Arvutada mõõtmistulemuste (lahuse maht ja tihedus) järgi lahuses oleva naatriumkloriidi mass ning NaCl protsendiline sisaldus liiva ja soola segus. Arvutada naatriumkloriidi sisaldus lahuses järgmistes kontsentratsiooni väljendusviisides: molaarsus, molaalsus, moolimurd, normaalsus, g/dm3, kg/m3. Katsetulemused: mõõdetud tihedus 1,0051 g/cm3 1 sellest väiksem tihedus tabelis 1,0019 g/cm3 2 sellest suurem tihedus tabelis 1,0054 g/cm3 C%1 massiprotsent, mis vastab tihedusele 1 0,50 % C%2 massiprotsent, mis vastab tihedusele 2 1,0 % V = 250 ml = 250 cm3 Katseandmete töötlus ja tulemuste analüüs: Leian otsitava massiprotsendi C%:
lahuse ühe ruumalaühiku massi 2. Molaarne kontsentratsioon (CM) Molaarne kontsentratsioon näitab Lahustunud aine massi saab leida lahustunud aine moolide arvu ühes kuupdetsimeetris (ühes liitris) lahuses 3. Molaalsus (Cm) Molaalsus näitab lahustunud aine moolide arvu 1 kilogrammis lahustis 4. Moolimurd (CX) Mitut lahustunud ainet sisaldava Moolimurd näitab lahustunud aine lahuse korral tuleb murru nimetajas moolide arvu suhet lahusti ja kõikide liita nende kõikide moolide arvud lahustunud ainete moolide arvu summasse. Kui lahus koosneb lahustist ja vaid ühest lahustunud ainest, siis 5. ppm (parts per million) Ppm ehk parts per million näitab lahustunud aine massiosade arvu miljonis massiosas lahuses
veega ning kuivatan. Leian tabelist NaCl protsendilise sisalduse lahuses, kasutades lineaarset interpoleerimist. Arvutan mõõtmistulemuste (lahuse maht ja tihedus) järgi lahuses oleva naatriumkloriidi massi ning NaCl protsendilise sisaldus liiva ja soola segus. Arvutan naatriumkloriidi sisalduse lahuses järgmistes kontsentratsiooni väljendusviisides: molaarsus, molaalsus, moolimurd, normaalsus, g/dm3, kg/m3. Katsetulemused: mõõdetud tihedus 1,0124 g/cm3 1 sellest väiksem tihedus tabelis 1,0090 g/cm3 2 sellest suurem tihedus tabelis 1,0161 g/cm3 C% otsitav massiprotsent 1,98% 2,00% C%1 massiprotsent, mis vastab tihedusele 1 1,50% C%2 massiprotsent, mis vastab tihedusele 2 2,50% V = 250 ml = 250 cm3
8. Temperatuuri registreerimise alustamiseks klõpsan punasel noolel. Tulemusi jälgin tabeli ja graafiku kujul. Katseid sooritasin destilleeritud veega ja juhendaja poolt antud uuritava lahusega. Valemid Raoult'i II seadusest saame avaldise molaarmassi leidmiseks: Raoult'i seadus: Mittelenduva aine lahjendatud lahuse aururõhk p on võrdne lahusti aururõhuga lahuse kohal. Kus: lahusti moolimurd lahuses. Lähme üle lahustunud aine kontsentratsioonile: Teisendame: Asendades selle Clapeyron-Clausiuse võrrandisse ja tehes lihtsustuse , saame võrrandi: Selle teisendus: Teisendades moolimurru molaalsuseks: Siin asendame: ja Seega: Aururõhu suhteline langus on võrdne lahustunud aine moolimurruga lahuses. Lahustunud aine molaarmassi leidmiseks on vaja teada aururõhu langust. Sageli kasutatakse selle asemel
sajas grammis lahustis. Kui lahustuvus on suurem kui 1 g 100 grammi lahusti kohta, loetakse ainet hästilahustuvaks. Kui lahustuvus on 0,1 ja 1 g vahel 100 grammi lahusti kohta, loetakse ainet vähelahustuvaks. Kui lahustuvus on väiksem kui 0,1 g 100 grammi lahusti kohta, loetakse ainet praktiliselt mittelahustuvaks. Kontsentratsiooni väljendamisviise on mitmeid. Näiteks molaarne kontsentratsioon, molaalne kontsentratsioon, moolimurd, massimurd, normaalne kontsentratsioon jne. 5
lahuse tihedusest ρ väiksema ρ 1 ja suurema ρ 2 tiheduse ning ka neile vastavad massiprotsendid C%1 ja C%2. Hakkasin saadud mõõtmistulemuste järgi tegma arvutusi. Arvutasin otsitava massiprotsendi C% : Arvutasin lahuses oleva NaCl massi maine: Arvutasin NaCl protsendilise sisalduse liiva ja soola segus: ArvutasinNaCl sisalduse lahuses järgmistes kontsentratsiooni väljendusviisides: Molaarsus: Molaalsus: Moolimurd: Normaalsus: g/dm3 Kg/m3 Kokkuvõte või järeldused. Katse ja arvutuste tulemusena sain lahuse tiheduseks ρ=1,011 g/mol ning massiprotsendiks C%=1,9 %. Katse sooritasin enda arvates edukalt esimese korraga, kuna vastavad arvutused tundusid klappivat õppejõu poolt välja arvutatutega, seega kordus katset polnud vaja teha. Kasutatud kirjanduse loetelu. Praktikumi juhend.
• Segamise reegel: a•x:100 + b•y:100 = (a+b)•z:100 a•x+b•y=(a+b)•z ------Mis on kontsentratsioon? Kontsentratsioon näitab mingi koostisosa suhtelist sisaldust ainesegus või lahuses. ------Millise on kontsentratsioonide tüübid? Massikontsentratsioon, molaarne kontsentratsioon, molekulide kontsentratsioon, mahuline kontsentratsioon ------Kuidas saab kontsentratsiooni väljendada? Normaalsus, molaarsus, moolimurd, moolisuhe, massimurd, massisuhe, tiiter, üleküllastunud lahus ------Praktilised ainete suhtelise sisalduse määramise viisid. Protsent %, Massiprotsent, mahuprotsent, promill, ppm, ppb, ppt, Piirkonsentratsioon ------Massiprotsent. Massiprotsent: lahustunud aine mass sajas massiosas lahuses ------Mahuprotsent. Mahuprotsent ehk ruumalaprotsent (tähis Pv või C%,vol) on segus ühe komponendi maht 100 mahuühikus segus.
Gaasi mahu viimiseks ühelt Normaaltingimuselt tingimuselt (P1, T1) teisele (P2,T2) standardtingimusele: seost: Ühe mooli gaasilise aine korral: n mooli gaasi kohta kehtib seos: R – universaalne gaasikonstant Daltoni seadus. Keemiliselt inaktiivsete gaaside segu üldrõhk võrdub segu moodustavate gaaside osarõhkude summaga. Osarõhk on rõhk, mida avaldaks gaas, kui teisi gaase segus ei oleks. Xi – vastava gaasi moolimurd segus. Moolimurd- segu ühe komponendi moolide arv jagatud kõikide segus olevate komponentide moolide arv summaga Gaasilise aine molekulid liiguvad alati suunas, kus gaasi osarõhk on väiksem – toimub osarõhu ühtlustumine kogu süsteemis. Seda nähtust nimetatakse difusiooniks. Difusioon on aineosakeste soojusliikumisest tingitud protsess, mis viib kontsentratsioonide ühtlustumisele süsteemis. Gaasi suhteline tihedus on ühe gaasi massi suhe teise gaasi massi samadel tingimustel (V, P, T)
Arvutada naatriumkloriidi sisaldus lahuses järgmistes kontsentratsiooni väljendusviisides: Tallinna Tehnikaülikool 2011 M (NaCl) = 58,5g/mol M (NaCl) = 3,08 n(NaCl) = 3,08g/58,5g/mol = 0,052 mol V(lahus) = 250 cm3 (lahus) = 1,0079 g/cm3 · molaarsus, CM= n (aine)/V (lahus) = 0,05 mol /0,25 dm3 = 0,2 · molaalsus m (lahus)= V lahus * (lahus) m (lahus) = 250 cm3 * 1,0079 g/ cm3 = 251,9g = 0,249 g Cm= n (aine) / m (lahusti) => 0,05 mol / 0,249 kg = 0,2 mol / kg · moolimurd, Cx= n (aine) / n (aine) + n (lahusti) n(lahusti) = m (H20) / M (H20) => 248,82 g / 18 g/mol = 13,8 mol Cx= 0,05 mol/ 0,05+13.8mol = 0,0036 normaalsus, g/dm3, n (aine) = 0,05 / 0,250 = 0,2 g-ekv / dm3
määramine Üliõpilase nimi ja eesnimi : Õpperühm: Katb41 Töö teostamise Kontrollitud: Arvestatud: kuupäev:12.02 ja 26.02.14 Tööülesanne Määrata tasakaalukonstant lahuses toimuvale reaktsioonile CH3COOH+C2H5OH CH3COOC2H5+H2O Teooria Sellele reaktsioonile saab tasakaalukonstandi avaldada tasakaalu olukorras mõõdetud produktide ja lähteainete aktiivsuste kaudu: , kus xi on komponendi moolimurd ja i on komponendi aktiivsustegur lahuses. Andmete puudumisel komponentide aktiivsustegurite kohta, kasutame näilist tasakaalukonstanti K'x. Antud tööd kasutan näilist tasakaalukonstanti. See on püsiv suures kontsentratsioonide piirkonnas. Tasakaal reaktsioonile saabub aeglasest. Katalüsaatorina kasutan HCl, mille kontsentratsioon on küllalt suur, et muuta vee reaktsiooni ja mõjutada tasakaalukonstandi arvväärtust, kuid
määramine Üliõpilase nimi ja eesnimi : Õpperühm: Töö teostamise Kontrollitud: Arvestatud: kuupäev: Tööülesanne Määrata tasakaalukonstant lahuses toimuvale reaktsioonile CH3COOH+C2H5OH CH3COOC2H5+H2O Teooria Sellele reaktsioonile saab tasakaalukonstandi avaldada tasakaalu olukorras mõõdetud produktide ja lähteainete aktiivsuste kaudu: , kus xi on komponendi moolimurd ja i on komponendi aktiivsustegur lahuses. Andmete puudumisel komponentide aktiivsustegurite kohta, kasutame näilist tasakaalukonstanti K'x. Antud tööd kasutan näilist tasakaalukonstanti. See on püsiv suures kontsentratsioonide piirkonnas. Tasakaal reaktsioonile saabub aeglasest. Katalüsaatorina kasutan HCl, mille kontsentratsioon on küllalt suur, et muuta vee reaktsiooni ja mõjutada tasakaalukonstandi arvväärtust, kuid
korralgi. Katse lõppedes salvestasin andmete tabeli Excelisse. Teoreetiline põhjendus ja valemid Lahjendatud lahus koosneb vedelast lahustist ja temas lahustunud mittelenduvast ainest. Lahjendatud lahuste üldiste omaduste all mõistetakse neid lahjendatud lahuse omadusi, mis sõltuvad lahustist, kuid ei sõltu lahustunud aine omadustest. Raoult'i II seadus: Mittelenduva aine lahjendatud lahuse aururõhk p on võrdne lahusti aururõhuga lahuse korral: , kus x1 on lahusti moolimurd lahuses. Lahustunud aine kontsentratsioonile üleminek: Asendades x1, saame: See on Raoult'i seaduse rakenduslik kuju: Aururõhu suhteline langus on võrdne lahustunud aine moolimurruga lahuses. Lahustunud aine molekulmassi leidmiseks on vaja teada aururõhu langust . Sageli kasutatakse selle asemel lahuse keemistäpi või külmumistäpi langust. Lahusti ja lahuse külmumistemperatuuride vahelist erinevust nimetatakse külmumistemperatuuride languseks:
CM=naine/Vlahus naine= maine/ Maine Maine=Ar(Na)+Ar(Cl) Maine=23+35,5=58,5g/mol naine=5,577g/58,5g/mol=0,095mol CM=(0,095mol/0,25dm3)=0,38mol/dm3 Arvutame naatriumkloriidi sisaldus lahuses järgmistes kontsentratsiooni väljendusviisides: molaalsus Cm= naine/ mlahusti Cm= 1000*maine/ Maine *(Vlahus*lahus - maine) Cm=1000*5,577g/(58,5g/mol*(250cm3*1,014g/cm3-5,577g)=0,385mol/kg Arvutame naatriumkloriidi sisaldus lahuses järgmistes kontsentratsiooni väljendusviisides: moolimurd Cx= naine/ (nlahusti+naine) Cx= naine/((Vlahus*lahus- maine)/Mlahusti)+naine) Mlahus=M(H20)=18g/mol Cx=0,095mol/(((250cm3*1,014g/cm3-5,577g)/18g/mol)+ 0,095mol)= 0,095/ (0,095+13,7735)=0,006874=6,874*10-3 Arvutame naatriumkloriidi sisaldus lahuses järgmistes kontsentratsiooni väljendusviisides: normaalsus CN=eaine/Vlahus eaine=maine/Eaine Eaine= Maine CN=5,577g/(0,25dm *58,5g/ekv)=0,381ekv/dm3 3 Kokkuvõte
12E-12 alukonstandi K Kp väärtus etteantud temperatuuril T: -27.92 kJ/mol _^0 "(CO)+" _^0 "(Cl2) - " _^0 "(COCl2) " _^0=_298^0-T_298^0-(_0 +_1 +_(- _=++/^2 =(28,41+37,03-67,15)+(4,1+0,67-12,03) 10 ^(-3)+ (-0,46-2,85+9,04) 10 ^5/^2 = -1,71-7,26 10 ^(-3) +5,73 10 ^5/^2 / -7,26 10 ^(-3) )0,2463 10 ^3+5,73 10 ^50,2783 20 ^(-5) )=-, / a rõhul P kui lähteained on võetud stöhhiomeetrilises vahekorras ja produkte algsegus pole. moolimurd tasakaalus mool% = 2-1 = 1 => _=_=25,7 (1-x)/(1+x) 0.02 0.01 x/(1+x) 0.98 0.49 x/(1+x) 0.98 0.49 1.98 ^2 )/(((1-))/((1+)))=^2/(1-^2 )=25,7 26,7x^2 = 25,7%=( 100%)/( ) x = 0,98 termodünaamiliste suuruste andmebaasi. 108.97 kJ/mol _0 +_1 +_(-2) ^) =-, / )
Sissejuhatus: Massiprotsent (C%) näitab lahustunud aine massi sajas massiosas lahuses Molaarne kontsentratsioon (CM) näitab lahustunud aine moolide arvu ühes kuupdetsimeetris (ühes liitris) lahuses Molaalsus (Cm) näitab lahustunud aine moolide arvu 1 kilogrammis lahustis Moolimurd (CX) näitab lahustunud aine moolide arvu suhet lahusti ja kõikide lahustunud ainete moolide arvu summasse Kontsentratsiooni arvutamise valem: V y∙C y С x= ; x – aine, mille kontsentratsioon otsime tiitrimiusega, y – tilkudega lisatav Vx aine Esimene katse Töö ülesande: Määrata NaCl kotsentratsiooni liiva ja soola segus. Töö eesmärk:
Eeldan, et ruumalad on liidetavad. Leian ruumalaumurrud: Leian moolimurrud: Tabel 4. Kontsentratsiooni liik kontsentratsioon kontsentratsioon Massprotsent 76,2% 9,3% 28,8% 5,7% Molaarsus 7,38 mol/l 0,98 2,12 mol/l 0,36 Ruumalamurd 0,721 0,096 0,279 0,047 Moolimurd 0,78 0,10 0,223 0,037 Katsetulemuste K seadmesse kogus ainet peab samal ajal, kui arvutis nuppu erinevus tulemustes tulla sellest, Viga tulla ka a t
R = 0,082 atm ⋅ l ⋅ mol-1 ⋅ K-1 R = 62400 mm Hg ⋅ cm3 ⋅ mol-1 ⋅ K-1 3 Daltoni seadus. Keemiliselt inaktiivsete gaaside segu üldrõhk võrdub segu moodustavate gaaside osarõhkude summaga. Osarõhk on rõhk, mida avaldaks gaas, kui teisi gaase segus poleks. Püld = p1 + p2 + ... = Σpi 1.10 Pi = Püld ∙ Xi 1.11 Xi – vastava gaasi moolimurd segus. Moolimurd – segu ühe komponendi moolide arv jagatud kõikide segus olevate komponentide moolide arvu summaga ni Xi n 1.12 Gaasilise aine molekulid liiguvad alati suunas, kus gaasi osarõhk on väiksem – toimub osarõhu ühtlustumine kogu süsteemis. Seda nähtust nimetatakse difusiooniks. Difusioon on aineosakeste soojusliikumisest tingitud protsess, mis viib kontsentratsioonide ühtlustumisele süsteemis.
Avogadro seadus. Kõikide gaaside võrdsed ruumalad sisaldavad ühesugusel temperatuuril ja rõhul võrdse arvu molekule (või väärisgaaside korrla aatomeid). Daltoni seadus. Keemileselt inaktiivsete gaaside segu üldrõhk võrdub segu moodustavate gaaside osarõhkude summaga, Osarõhk on rõhk, mis avaldaks gaas, kui teise gaase segus pooleks. Püld = p1 + p 2 + ... = p i pi = Püld X i X i -vastava gaasi moolimurd segus Gaasi suhteline tihedus on ühe gaasi massi suhe teise gaasi massi samadel tingimustel (P,V, T) . GST on ühikuta suurus ja näitab, mitu korda on antud gaas teisest raskem või kergem m M D= 1 = 1 m2 M 2 Gaasi absoluutne tihedus normaaltingimustel e 1 dm3 gaasi mass normaaltingimustel M gaas [ g mol ] 0 = dm 3 [ 22,4 dm 3 mol ]g Ideaalgaaside seadused
Lahus Lahus (üldjuhul vedelik) koosneb lahustist ja lahustunud ainest. Lahusti on see aine, mis lahuse moodustumisel ei muuda oma agregaatolekut. Näiteks keedusoola lahustamisel vees on vesi lahustiks ja sool lahustatavaks aineks. Juhul kui lahustatav aine ja lahusti on samas olekus, loetakse lahustiks enamasti ainet, mida on lahuses rohkem. Näiteks etanooli lahustumisel vees on vesi enamasti lahustiks ja etanool lahustatavaks aineks. Et etanool ja vesi lahustuvad teineteises piiramatult (lahuse võib moodustada ükskõik millises vahekorras), siis võiks lahustiks olla ka etanool. Siin ei ole siiski väga ranget reeglit ja sellistel juhtumitel loetakse lahustiks tavaliselt siiski vett. Lahust, milles lahustiks on vesi, nimetatakse vesilahuseks. Lahusti ja lahustunud aine ühendit nimetatakse solvaadiks. Enamasti lahustuvad ained üksteises piiratult. On olemas küllastuspunkt, millest ...
Töös määratakse tasakaalukonstant lahuses toimuvale reaktsioonile CH3COOH + C2H5OH CH3COOC2H5 + H20. Teooria. Eeltoodud reaktsioonile on termodünaamiline tasakaalukonstant avaldatav tasakaalu olukorras mõõdetud produktide ja lähteainete aktiivsuste kaudu: aCH3COOC2 H 5 a H 2O xCH 3COOC2 H 5 CH3COOC2 H 5 x H 2O H 2O Ka = = aCH3COOH aC2 H 2OH xCH3COOH CH 3COOH xC2 H 5OH C2 H 5OH kus xi - komponendi moolimurd, i - komponendi aktiivsustegur lahuses. Kui puuduvad andmed komponentide aktiivsustegurite kohta, on sobiv kasutada näilist tasakaalukonstanti K'x, mis avaldatakse moolimurdude xi kaudu: xCH3COOC2 H 5 x H 2O K x = xCH3COOH xC2 H 2OH Termodünaamiline ja näiline tasakaalukonstant on omavahel seotud järgmiselt: CH3COOC2 H 5 H 2O
VALEMID Selles osas on esitatud lahjendatud lahuste üldiseid füüsikalisi omadusi. Lahjendatu lahus koosneb vedelast lahustist ja temas lahustunud mittelenduvast ainest. Lahjendatud lahuste üldiste omaduste all mõistetakse neid lahjendatud lahuste omadusi, mis sõltuvad lahustist, kuid ei sõltu lahustunud aine omadustest. Raoult'i seadus: Mittelenduva aine lahjendatud lahuse aururõhk p on võrdne lahusti aururõhuga lahuse kohal. , kus X1 on lahusti moolimurd lahuses. Läheme üle lahustunud aine kontsentratsioonile X2 = 1 X1. Asendades esimesest võrrandist X1 teise võrrandisse, saame See on Raoult'i seaduse rakenduslik kuju: aururõhu suhteline langus on võrdne lahustunud aine moolimurruga lahuses. Lahustunud aine molekulmassi leidmiseks on tarvis teada aururõhu langust . Sageli kasutatakse selle asemel lahuse keemistäpi tõusu või külmumistäpi langust. Siinkohal esitame mõned võrrandid:
CH3COOH + C2H5OH CH3COOC2H5 + H20 Sissejuhatus. Eeltoodud reaktsioonile on termodünaamiline tasakaalukonstant avaldatav tasakaalu olukorras mõõdetud produktide ja lähteainete aktiivsuste kaudu: aCH 3COOC2 H 5 a H 2O xCH3COOC2 H 5 CH 3COOC2 H 5 x H 2O H 2O Ka = = a CH 3COOH aC2 H 2OH xCH 3COOH CH3COOH xC2 H 5OH C2 H 5OH kus xi - komponendi moolimurd, i - komponendi aktiivsustegur lahuses. Kui puuduvad andmed komponentide aktiivsustegurite kohta, on sobiv kasutada näilist tasakaalukonstanti K'x, mis avaldatakse moolimurdude xi kaudu: xCH 3COOC2 H 5 x H 2O K x = xCH 3COOH xC2 H 2OH Termodünaamiline ja näiline tasakaalukonstant on omavahel seotud järgmiselt:
Lahjendatud lahuste üldiste omaduste all mõistetakse neid lahjendatud lahuste omadusi, mis sõltuvad lahustist, kuid ei sõltu lahustunud aine omadustest. Raoult'i seadus: Mittelenduva aine lahjendatud lahuse aururõhk p on võrdne lahusti aururõhuga lahuse kohal. 0X p = p1 = p 1 (1) 1 kus X1 on lahusti moolimurd lahuses. Läheme üle lahustunud aine kontsentratsioonile X2 = 1 X1 (2) Asendades esimesest võrrandist X1 teise võrrandisse, saame p10 - p = X2 (3) p10 See on Raoult'i seaduse rakenduslik kuju: aururõhu suhteline langus on võrdne lahustunud aine mooli- murruga lahuses
VALEMID. Selles osas on esitatud lahjendatud lahuste üldiseid füüsikalisi omadusi. Lahjendatu lahus koosneb vedelast lahustist ja temas lahustunud mittelenduvast ainest. Lahjendatud lahuste üldiste omaduste all mõistetakse neid lahjendatud lahuste omadusi, mis sõltuvad lahustist, kuid ei sõltu lahustunud aine omadustest. Raoult'i seadus: Mittelenduva aine lahjendatud lahuse aururõhk p on võrdne lahusti aururõhuga lahuse kohal. p = p1 = p10 X 1 , kus X1 on lahusti moolimurd lahuses. Läheme üle lahustunud aine kontsentratsioonile X2 = 1 X1. Asendades esimesest võrrandist X1 teise võrrandisse, saame p10 - p = X2 p10 See on Raoult'i seaduse rakenduslik kuju: aururõhu suhteline langus on võrdne lahustunud aine moolimurruga lahuses. Lahustunud aine molekulmassi leidmiseks on tarvis teada aururõhu langust . Sageli kasutatakse selle asemel lahuse keemistäpi tõusu või külmumistäpi langust. Siinkohal esitame mõned võrrandid:
𝑉 0,25 𝑙 Lahuse molaalsus: 𝑛 0,11 𝑚𝑜𝑙 𝐶𝑚 = = = 0,45 𝑚𝑜𝑙/𝑘𝑔 𝑚 𝑙𝑎ℎ𝑢𝑠𝑡𝑖 0,243 𝑘𝑔 𝑚 𝐻2 𝑂 = 250 𝑔 − 6,674 𝑔 = 243,32 𝑔 = 0,243 𝑘𝑔 Lahuse moolimurd: 𝑛𝑎𝑖𝑛𝑒 0,11 𝑚𝑜𝑙 𝐶𝑥 = = = 8,07 ∗ 10−3 𝑚𝑜𝑙 𝑛𝑎𝑖𝑛𝑒 + 𝑛𝑙𝑎ℎ𝑢𝑠𝑡𝑖 0,11 𝑚𝑜𝑙 + 13,52 𝑚𝑜𝑙 𝑚 243,32 𝑔 𝑀(𝐻2 𝑂) = 2 ∗ 1 + 16 = 18 𝑛𝐻2 𝑂 = = = 13,52 𝑚𝑜𝑙
sõltuvad lahustist, kuid ei sõltu lahustunud aine omadustest. Need omadused on seotud osakeste (ioonide, molekulide) arvuga lahuses ja seetõttu nimetatakse neid sageli ka kolligatiivseteks omadusteks. Raoult'i seadus: Mittelenduva aine lahjendatud lahuse aururõhk p on võrdne lahusti aururõhuga lahuse kohal. p = p1 = p10 X 1 (1) kus X1 on lahusti moolimurd lahuses Minnes üle lahustunud aine moolimurrule X2 = 1 X1 (2) ja asendades esimesest võrrandist X1 teise võrrandisse, saab p10 - p = X2 p10 (3) See on Raoult'i seaduse rakenduslik kuju: aururõhu suhteline langus on võrdne lahustunud aine moolimurruga lahuses.
CH3COOH + C2H5OH CH3COOC2H5 + H20 Sissejuhatus. Eeltoodud reaktsioonile on termodünaamiline tasakaalukonstant avaldatav tasakaalu olukorras mõõdetud produktide ja lähteainete aktiivsuste kaudu: aCH3COOC2 H 5 a H 2O xCH 3COOC2 H 5 CH3COOC2 H 5 x H 2O H 2O Ka = = aCH3COOH aC2 H 2OH xCH3COOH CH 3COOH xC2 H 5OH C2 H 5OH kus xi - komponendi moolimurd, i - komponendi aktiivsustegur lahuses. Kui puuduvad andmed komponentide aktiivsustegurite kohta, on sobiv kasutada näilist tasakaalukonstanti K'x, mis avaldatakse moolimurdude xi kaudu: xCH 3COOC2 H 5 x H 2O K x = xCH 3COOH xC2 H 2OH Termodünaamiline ja näiline tasakaalukonstant on omavahel seotud järgmiselt:
lahustunud ainet Üleküllastunud lahus - aeglasel jahutamisel saadud ebapüsiv süsteem, mis sisaldab lahustunud ainet üle lahustuvusega määratud koguse. Vähesel mõjutamisel liigne ainehulk eraldub. Massiprotsent - näitab lahustunud aine massi sajas massiosas lahuses[%] Molaarsus - näitab lahustunud aine moolide arvu ühes kuupdetsimeetris lahuses[mol/dm 3] Molaalsus - näitab lahustunud aine moolide arvu 1 kilogrammis lahustis[mol/kg] Moolimurd - näitab lahustunud aine moolide arvu suhet lahusti ja kõikide lahustunud ainete moolide arvu summasse Mooliprotsent - ühe aine moolide arvu suhe kogu segu moolide arvu korrutatuna 100% - ga Normaalsus - näitab lahustunud aine grammekvivalentide arvu ühes liitris lahuses[g-ekv/dm 3] Keemiline tasakaal olukord, kus ühegi aine kontsentratsioon enam ajas ei muutu Le Chatelier' printsiip - Tingimuste muutmine tasakaalusüsteemis kutsub esile tasakaalu
Töös määratakse tasakaalukonstant lahuses toimuvale reaktsioonile CH3COOH + C2H5OH CH3COOC2H5 + H20. Sissejuhatus. Eeltoodud reaktsioonile on termodünaamiline tasakaalukonstant avaldatav tasakaalu olukorras mõõdetud produktide ja lähteainete aktiivsuste kaudu: aCH 3COOC2 H 5 a H 2O xCH3COOC2 H 5 CH 3COOC2 H 5 x H 2O H 2O Ka = = a CH3COOH aC2 H 2OH xCH3COOH CH3COOH xC2 H 5OH C2 H 5OH kus xi - komponendi moolimurd, i - komponendi aktiivsustegur lahuses. Kui puuduvad andmed komponentide aktiivsustegurite kohta, on sobiv kasutada näilist tasakaalukonstanti K'x, mis avaldatakse moolimurdude xi kaudu: xCH 3COOC2 H 5 x H 2O K x = xCH 3COOH xC2 H 2OH Termodünaamiline ja näiline tasakaalukonstant on omavahel seotud järgmiselt: CH 3COOC2 H 5 H 2O
dispergeeritud süsteem, üks aine on pihustunud ja ühtlaselt jaotunud teises aines. süsteem on heterogeenne ja suhteliselt ebapüsiv, võib esineda hägu, sade, värvuse muutus. lahust iseloomustavad suurused massiprotsent komponendi massiühikute arv terviku 100 massiühikus. molaarne kontsentratsioon lahustunud aine moolide arv 1 dm3 lahuses. molaalne kontsentratsioon lahustunud aine moolide arv 1 kg lahustis. moolimurd lahustunud aine moolide arvu suhe kõikide lahuses olevate ainete moolide arvude summasse. lahustuvus aine maksimaalne sisaldus lahuses e küllastunud lahuse kontsentratsioon küllastumata lahus lahus milles antud ainet veel lahustub. Gl < 0 küllastunud lahus lahus, mis sisaldab antud tingimustel maksimaalse koguse lahustunud ainet. Gl = 0 üleküllastunud lahus aeglasel jahutamisel saadud ebapüsiv süsteem, mis
annaabi.ee 
