قوانين ومسائل عن تركيز المحاليل

السلام عليكم ورحمة الله وبركاته


مرحباً بالجميع

كما هو معلوم فإن التركيز مصطلح يعبر عن نسبة المذاب إلى المذيب أو المحلول في محلول ما .

وتختلف طرق التعبير عن التركيز تبعاً للنسبة المذكورة ( مذاب إلى مذيب أو مذاب إلى محلول ) وكذلك تبعاً للوحدات المستخدمة في التعبير عن كميات كلٍ من المذاب والمذيب والمحلول .

في هذا الموضوع سنعرض بحول الله سبحانه وتعالى إلى أهم الطرق المستخدمة في التعبير عن تركيز المحاليل ، مثل :

1- النسبة المئوية الوزنية .
2- النسبة المئوية الحجمية .
3- المولالية ( الجزيئية الوزنية ) .
4- المولارية ( الجزيئية الحجمية ) .
5- العيارية .
6- الجزء في المليون .

أولاً : النسبة المئوية الوزنية .

هي عبارة عن كتلة المذاب ( بالجرام ) في 100 مللتر من المحلول .




فلو افترضنا أن لدينا محلول مائي لكلوريد الصوديوم يبلغ تركيزه ( 5 % وزناً ) فهذا يعني أن كل 100 مللتر من المحلول يحوي 5 جرام من ملح كلوريد الصوديوم ( المذاب ) .

مثال : تم إذابة 1.2 جرام من كلوريد الصوديوم في كمية كافية من الماء بحيث أصبح حجم المحلول 160 مللتر ، احسب النسبة المئوية الوزنية للمحلول ( تركيز المحلول % وزناً ) .

For example, suppose we dissolve 1.2 g of NaCl in enough water to make 160 mL of (saline) solution, what is the w/v % of NaCl


يمكن الحصول على المطلوب بكل بساطه بقسمة وزن المذاب ( كلوريد الصوديوم ) على حجم المحلول .





ثانياً : النسبة المئوية الحجمية .

النسبة المئوية الحجمية عبارة عن حجم المذاب الموجود في 100 مللتر من المحلول .

فالمحلول البالغ تركيزه 2 % حجماً يعني أن كل 2 مللتر ( وحدة حجمية ) من المذاب موجودة في 100 مللتر ( وحدة حجمية مماثلة ) من المحلول .




مثال : احسب تركيز محلول يتألف من 12 مللتر من الايثانول في 100 مللتر من المحلول .

الحل ببساطه نقسم حجم المذاب على حجم المحلول .





ثالثاً : المولارية ( Molarity )

المولارية هي عدد مولات المذاب الموجودة في واحد لتر ( 1000 مللتر ) من المحلول .




مثال : تم إذابة 23 جرام من كلوريد الأمونيوم (NH4Cl) في كمية كافية من الماء ليصبح حجم المحلول 145 مللتر ، احسب مولارية المحلول .

As an example, suppose we dissolve 23 g of ammonium chloride (NH4Cl) in enough water to make 145 mL of solution. What is the molarity of ammonium chloride in this solution


الحل :

تذكر أن المولارية تساوي عدد مولات المذاب مقسوماً على حجم المحلول باللتر .
إذاً لا بد في البداية من حساب عدد مولات المذاب ( كلوريد الأمونيوم ) من معلومية وزنه .
عدد المولات = الوزن بالجرام / الوزن الجزيئي .





والآن حاولوا حل المسألة التالية :

Now, suppose we have a beaker with 175 mL of a 0.55 M HCl solution. How many moles of HCl is in this beaker

لعل تبسيط المفاهيم العملمية طريقة جيدة لتقريبها للأذهان :
كم يلزم من ملح الطعام لتحضير محلول تركيزه 1 مولار في محلول حجمه 250 مل؟

1-المذاب ( جم )ـــــــــــــــــ المذيب( مل ) ـــــــــــــ المحلول( مل)
2- توضع الكميات القياسية ببساطة ( مثلا ملح الطعام ) 1 مولار

المذاب المحلول *( 1 مولار)
58،5 جم ــــــــــــــــــــــــــ 1000 مل
X جم ــــــــــــــــــــــــــ 250 مل لمعرفة كمية المذاب لتحضير 1 مولار في ربع لتر
58،5 جم (مضروباً في) 250 جم
x = _____________________________
1000 مل
النتيجة = 14،625 جم

ولو طلب 1 مولال فسنضع العلاقة بين المذاب بوحدة ( جم) وبين المذيب بوحدة ( الجرام ) وفي الأعلى يكون المذيب 1000 جموالمذاب 58،5 جم
رابعاً : المولالية ( Molality )

وهي طريقة غير شائعة كثيراً في التعبير عن تركيز المحاليل في الوقت الحالي ولكنها مفيدة في موضوع تحديد الأوزان الجزيئية للمواد بالطرق العملية التقليدية .

والمولالية عبارة عن عدد مولات المذاب المذابة في 1000 جرام من المذيب .

المولالية = عدد مولات المذاب / وزن المذيب بالكجم


أو


المولالية = عدد مولات المذاب 1000x / وزن المذيب بالجرام


مثال : احسب مولالية محلول محضر من إذابة 5.85 جرام من كلوريد الصوديوم في 500 جرام من الماء .

الحل : نوجد أولاً عدد مولات الملح

عدد المولات = الوزن بالجرام / الوزن الجزيئي .

عدد مولات الملح = 5.85 / 58.5 = 0.1 مول

المولالية = 0.1 / 0.5 = 0.2 مولال .
خامساً : الجزء في المليون والجزء في البليون Parts per million (ppm) & parts per billion (ppb) s .

طريقة من طرق التركيز المعتمدة على كتلة المادة وتستخدم لتقدير التراكيز الصغيرة للغاية ( آثار ) (almost trace amounts) فعندما نقول محلول تركيزه واحد في المليون فهذا معناه أن كل مليون جرام من المحلول مثلاً يحوي واحد جرام من المذاب .





For example, suppose a 155.3 g sample of pond water is found to have 1.7x10^-4 g of phosphates. What is the concetration of phosphates in ppm


مثال : عينة لمحلول مائي تزن 155.3 جرام وجد أنها تحوي 1.7 x و 10 -4 جرام من الفوسفات ماهو تركيز الفوسفات بالجزء في المليون ؟


الحل :


سادساً : العيارية ( Normality ) .

من أهم طرق التعبير عن تركيز المحاليل وهي تعتمد على ما يعرف باسم المكافئ الجرامي .


ماهو المكافيء الجرامي ؟

المكافيء الجرامي كمية من المادة ذات علاقة بالمول تم اصطلاحه في الأساس لغرض عمليات التعادل بين الأحماض والقواعد ثمّ شمل بعد ذلك غيره من التفاعلات .


ماهي العلاقة بين المول والمكافيء الجرامي ؟

المكافيء الجرامي للحمض أو القاعدة = عدد المولات / درجة الحمض أو القاعدة .


المكافيء الجرامي للمادة في تفاعلات الأكسدة والاختزال = عدد مولات المادة / عدد الالكترونات المفقودة أو المكتسبة للمول الواحد .


ماهو مفهوم العيارية ؟

العيارية هي عدد المكافئات الجرامية من المذاب الموجودة في واحد لتر من المحلول .


العيارية = عدد المكافئات الجرامية للمذاب / حجم المحلول باللتر .


فالمحلول الذي يبلغ تركيزه 1 عياري يعني أنّ كل واحد لتر من المحلول يحوي مكافيء جرامي واحد من المذاب .


مثال : احسب عيارية محلول محضّر من إذابة 9.8 جرام من حمض الكبريتيك في كمية من الماء بحيث أصبح حجم المحلول 800 مللتر .


الحل :
عدد مولات الحمض = 9.8 / 98 ( الوزن الجزيئي ) = 0.1 مول

بما أنّ حمض الكبريتيك ثنائي H2SO4 ....

عدد مكافئات الحمض = 0.1 / 2 = 0.05 مكافيء جرامي .

العيارية = 0.05 / 0.8 = 0.0625 عياري .
منقول

 

شكرا على الرد الرائع