اثرغلظت برسرعت واکنش

اثرغلظت برسرعت واکنش

بررسی سرعت واکنش های شیمیایی وکنترل آن ها،یکی از مهم ترین مباحث علم شیمی است که تحت عنوان سینتیک درشیمی از آن یادمی شود.

کنترل وتنظیم سرعت واکنش به اندازه ی دلخواه از دید صفت مهم است،زیرا راندمان ومیزان تولید به زمان بستگی دارد.منظور از سرعت واکنش ،افزایش غلظت موادتشکیل شونده ویاکاهش غلظت مواد اولیه در واحد زمان است.واحد سرعت مول برلیترثانیه  mol/l.s است.

سرعت به غلظت ،دما،کاتالیزور،سطح تماس ونوع ماده بستگی دارد.

بنابرتئوری برخورد،یک واکنش شیمیایی دراثر برخورد مولکول ها ویا اتم های مواد مختلف با یکدیگر صورت می گیرد.

از آنجاکه مولکول ها به علت داشتن انرژی جنبشی در حال تحرک هستند، این احتمال وجود دارد که با یکدیگر برخورد کنند.اما هر برخوردی منجربه واکنش شیمیایی نمی شود،بلکه باید دو شرط وجود داشته باشد تا واکنش شیمیایی صورت بگیرد که عبارتند از:

الف)برخورد باید درجهت مناسب صورت گیرد.

ب)انرژی برخورد برای انجام واکنش باید به اندازه کافی باشد،به عبارت دیگر انرژی برخورد باید از یک مقدار حداقل بیشتر باشد.

به برخوردهایی که دارای دو شرط فوق باشند ،برخورد مؤثر گفته می شود.بنابراین واضح است که کسر کوچکی از تعداد کل برخوردها ، منجر به بروز واکنش می گردد.

سرعت واکنش در واقع به تعداد برخورد های مؤثر در واحد زمان بستگی دارد.هرعاملی که احتمال وقوع برخوردهای مؤثر را افزایش دهد، سرعت واکنش را بیشتر خواهد کرد.

دو عامل مهم که می تواند بر سرعت واکنش اثر بگذارد،غلظت ودما می باشند.هرچه غلظت مواد واکنش دهنده بیشتر باشد، تراکم مولکول ها درمحلول بیشتر خواهد بود، درنتیجه تعداد کل برخوردها بیشترخواهد شد.بنابراین احتمال برخوردهای مؤثر افزایش پیدا خواهد کرد وسرعت واکنش نیز بیشتر خواهد شد.

برای مثال واکنش کلی زیر را در نظر بگیرید:                                                   محصول  aA + bB→

معادله ی سرعت را می توان بر طبق معادله ی بالا نوشت: V = K|A|^a|B|^b

←VسرعتK ← ثابت سرعت         |A|و|B| غلظت های مولی ماده ی A وB هستند.

افزایش دما نیز موجب افزایش سرعت می شود.زیرا هر چه دما بیشتر شود، انرژی جنبشی مولکول ها افزایش پیدا خواهد کرد، بنابراین برخوردهای مولکولی افزایش پیدا کرده واحتمال وقوع برخوردهای مؤثر را زیاد می کند که حاصل آن افزایش سرعت است.

 

اثرغلظت برسرعت واکنش تیوسولفات

مقدمه:

هنگامی که سدیم تیوسولفات را با اسید سولفوریک مجاور می نماییم، گوگرد آزاد می شود که به صورت ذرات کلوئیدی شیری رنگی ،محلول را کدر می کند.

Na₂ S₂ O₃ + H₂SO₄→ Na₂SO₄ + H₂O + SO₂ +S↓

زمان لازم از شروع واکنش تا ظاهر شدن اولین ذرات رسوب به غلظت مواد شرکت کنند، بستگی دارد.

روش آزمایش:

شش لوله ی آزمایش را از 1تا6 شماره گذاری نموده و مطابق جدول (1) در آن ها،سدیم تیوسولفات و آب مقطر بریزید.

شماره لوله	حجم سدیم تیوسولفات(ML)	حجم آب مقطر(ML)	H2SO4	غلظت تیوسولفات	زمان	عکس زمان
1	6	0	6
2	5	1	6
3	4	2	6
4	3	3	6
5	2	4	6
6	1	5	6

 

در لوله ی شماره (1) 6میلی لیتر اسید سولفوریک رقیق ریخته و به سرعت آن را هم زده و زمان لازم از لحظه ی مخلوط شدن تا ظهور اولین ذرات رسوب را با کرنومتر اندازه گیری کنید.

همین آزمایش را برای 5 نمونه دیگر انجام دهید ومقادیر به دست آمده را در جدول وارد نموده ومنحنی رسم کنید.

 

اثردمابرسرعت واکنش

اثر دما بر سرعت واکنش:

تعداد مول های یکی از ماده های مصرف شده و یا تولید شده در واحد زمان را سرعت متوسط واکنش می گویند.

عوامل مؤثر بر سرعت واکنش عبارتند از:

1)اثر دما:با بالا رفتن دما، سرعت واکنش زیاد می شود.زیرا با بالا رفتن دما، انرژی مولکولی زیاد می شود، در نتیجه برخورد مؤثر بیشتر شده و در واحد زمان تعداد بیشتری مولکول در واکنش شرکت می کند.معمولابا افزایش هر 10⁰سانتی گراد سرعت واکنش 2برابر می شود.

2)اثر نوع ماده:نوع ماده واکنش زا در سرعت واکنش تأثیر دارد.مثلا سرعت واکنش HCl با Zn خیلی بالاتر از سرعت واکنش اسید استیک با Zn است.

3)اثر غلظت:هرگاه غلظت ماده واکنش زا زیاد شود، در نتیجه تجمع مولکول ها در واحد حجم بیشتر وتعداد برخوردها در واحد زمان افزایش می یابد و سرعت واکنش بالا می رود.

4)اثر کاتالیزور: کاتالیزور ها بدون آن که خود مستقیم وارد واکنش شوند، می توانند سرعت انجام یک واکنش را بالا برند.

5)اثر سطح تماس: هرچه ماده ی واکنش زا ریزتر وبه صورت پودر باشد، برخورد مؤثر بیشتر ودر نتیجه سرعت واکنش افزایش می یابد.

روش آزمایش تهیه ی 500 میلی لیتر KMnO₄ 0.3 نرمال :

500 میلی لیتر از محلول بالا را برداشته وبه آن 10 میلی لیتر اسید سولفوریک اضافه نموده و محلول را به یک ارلن منتقل می کنیم.

سپس ارلن را در حمام آب گرم 80⁰سانتی گراد قرار می دهیم تا هم دما شوند و درجه حرارت ثابت شده را یادداشت می نماییم.سپس 2 گرم براده ی آهن به این محلول اضافه نموده وزمان را یادداشت می کنیم.

محلول را تکان می دهیم تا رنگ ارغوانی پرمنگنات محو شود.بدین ترتیب زمان انجام واکنش به دست می آید.این آزمایش را چند بار انجام می دهیم.

در مرحله ی دوم درجه حرارت را تا 10⁰ سانتی گراد کاهش می دهیم و آزمایش را تکرار می کنیم(برای هر مرحله لااقل 3بار آزمایش می کنیم).

با استفاده از نتایج به دست آمده از تمام آزمایشات منحنی درجه حرارت نسبت به زمان را رسم می کنیم.

تعیین جرم مولکولی ازطریق کاهش نقطه انجماد

تعیین جرم مولکولی از طریق کاهش نقطه ی انجماد

مقدمه:

نقطه ی انجماد یک مایع را می توان با اندازه گیری سرعتی که با آن مایع در هوا سرد می شود،به دست آورد.

یک جسم خالص در درجه حرارت ثابت منجمد می شود،در حالی که یک محلول اولا نقطه ی انجمادی پایین تر از حلال خالص دارد و ثانیا در طول انجماد،درجه حرارت تغییراتی داشته وصد در صد ثابت نیست.

نقطه ی انجماد یک محلول درجه حرارتی است که در آن منحنی شکستگی پیدا می کند.جرم مولکولی مقدار زیادی از حل شونده ها را می توان از راه تجربی یه دست آورد.مثل گوگرد وکافور

ولی بعضی مواقع ممکن است حل شونده در حلال مورد نظر دیسوسیه ویا آسوسیه گردد ودر نتیجه جرم مولکولی تجربی از جرم مولکولی حقیقی بیشتر ویا کمتر گردد.

گرچه ساده ترین و بهترین روش برای اندازه گیری جرم مولکولی ،استفاده از دستگاه طیف سنج جرمی است، ولی از خواص حجمی محلول ها (صعود نقطه ی جوش، نزول نقطه ی انجماد،کاهش فشار بخار وفشار اسمزی که بستگی به تعداد ذرات جسم حل شونده در مقدار مشخصی از حلال دارد) برای این منظور استفاده می شود.

کاهش فشار بخار
فشار بخار تعادل حلال بالای یک محلول کمتر از حلال خالص است. به تجربه دیده شده است که محلولهای آبی غلیظی مانند آب قند ، آهسته‌تر از آب خالص تبخیر می‌شوند و این نشان‌دهنده کاهش فشار بخار آب بر اثر وجود ماده حل شده است. اگر غلظت ماده حل شده به حد کافی زیاد باشد، بخار موجود در اتمسفر ، مایع شده ، بعد از ورود به محلول ، آن را رقیق خواهد کرد. بررسی میزان کاهش فشار بخار نشان می‌دهد که این کاهش ، یک خاصیت کولیگاتیو حقیقی است و مستقیما به غلظت ماده حل شده بستگی دارد و مستقل از ماهیت مولکولهای حل شده است.

رابطه بین فشار بخار حلال و غلظت را می‌توان به این صورت بیان کرد:

P˚1 - P1 = X2 P˚1

کمیت P˚1 - P1 ، اختلاف بین فشار بخار حلال در مایع خالص و در محلول است و همان ، کاهش فشار بخار خواهد بود. بنابراین:

VPL =X˚2P1 ) کاهش فشار بخار(

در این معادلات P1 فشار بخار حلال روی محلول ، X1 کسر مولی حلال در محلول و P˚1 فشار بخار حلال خالص در همان دما ، X2 جزء مولی ماده حل شده.

صعود نقطه جوش
محلولی از ماده حل شده غیر فرار همواره در دمای بالاتر از نقطه جوش حلال می‌جوشد. در محلولهایی که رقیق هستند، صعود نقطه جوش مستقیما به غلظت ماده حل شده بستگی دارد. صعود نقطه جوش محلولهایی را که مواد حل شده آنها غیر فرار هستند، می‌توان بر حسب کاهش فشار بخار توجیه کرد. چون محلول مذبور در هر دمایی فشار بخاری کمتر از فشار بخار حلال خالص دارد، محلول مذبور باید برای جوش آمدن به دمای بالاتری برسد، یعنی رسیدن به این دما قبل از این که فشار بخار محلول برابر با فشار بیرون باشد، صورت گیرد. صعود نقطه جوش در یک محلول را از رابطه زیر بدست می‌آورند:

Tb = Kb X m∆

در این معادله Tb∆ صعود نقطه جوش بر حسب درجه سیلسیوس ، m مولالیته و Kb ثابت مربوط به حلال مورد نظر است. Kb برای آب 0.52 درجه می‌باشد. یعنی نقطه جوش یک مولال آبی ماده حل شده غیر فرار (قند و اوره ...) 0.52 بیشتر از نقطه جوش آب است.

  نزول نقطه انجماد
محلولهای شامل مقدار کمی از ماده حل شده در دماهای پایینتر از حلال خالص منجمد یا ذوب می‌شوند. شیمیدانها از این روش برای بررسی خلوص جامداتی که در آزمایشگاه تهیه کرده‌اند، استفاده می‌کنند. با مقایسه نقطه ذوب نمونه تهیه شده با نمونه خالص ، میزان ناخالصی موجود در نمونه را حدس می‌زنند.

نزول نقطه انجماد هم مانند صعود نقطه جوش ، نتیجه مستقیم کاهش فشار بخار حلال بر اثر حضور ماده حل شده است. نقطه انجماد یک محلول دمایی است که در این دما فشار بخار حلال موجود در محلول مانند فشار بخار حلال جامد خالص است. این موضوع نشان می‌دهد که هنگام انجماد محلول ، حلال خالص (مثل یخ) جدا خواهد شد و در عمل هم این اتفاق می‌افتد. نزول نقطه انجماد هم متناسب با غلظت ماده حل شده است و از این رابطه بدست می‌آید:

Tf = Kf X m∆

در این معادله Tf∆ صعود نقطه جوش بر حسب درجه سیلسیوس ، m غلظت مولال و Kf ثابت مربوط به حلال مورد نظر است.

نزول دمای انجماد حلال معمولاٌ به ساختار ملکولی جسم حل شده بستگی ندارد. بلکه به تعداد ذرات جسم حل شده بستگی دارد. در این جا منحصراٌ درباره اجسام حل شده غیر الکترولیت بحث می کنیم که در موقع انحلال در محلول یونیزه نمی شوند.اندازه نزول نقطه انجماد، به تعداد ذرات جسم حل شده بستگی دارد؛ بنابراین، غلظت محلول، بر حسب تعداد مول های جسم حل شده  در وزن معینی از حلال، بر حسب مولالیته بیان می شود.مولالیته یک جسم عبارت از تعداد مول های جسم حل شده در 1000 گرم حلال است.

نزول دمای انجماد ملکولی حلال kf، مقدار ثابتی است، زیرا با پایین آمدن دمای انجماد ناشی از انحلال یک جسم غیر الکترولیت، متانسب با مولالیته محلول است و از این رابطه به دست می آید:

ΔtF= KF * m

 tF0 – tF = KF m ٍِ ΔtF= مولالیته

در این آزمایش ابتدا نزول دمای انجماد (ΔtF) محلول های کامفور و نفتالن با غلظت های مختلف را اندازه می گیرند و از روی آن ثابت نزول دمای انجماد نفتالن ، KF را به دست می آورند, همچنین با استفاده از KF  نفتالن وزن ملکولی گوگرد را به صورت محلول در نفتالن را می توان به دست آورد.

دمای انجماد هر مایع را می توان با اندازه گیری سرعت سرد شدن مایع در هوا به دست آورد. هر جسم خالص در دمای ثابت منجمد می شود؛زیرا گرمایی را که حین ذوب شدن گرفته است( گرمای نهان ذوب) در هنگام سرد شده پس می دهد. در حالی که هر محلول اولاً دمای انجماد پایین تری نسبت به حلال خالص دارد و ثانیاً در طول عمل انجماد دما تغییراتی دارد و 100 % ثابت نیست ( مقدار گرمای که موقع سرد شدن پس می دهد کمتر از گرمای نهان ذوب است) منحی تغییرات دما، برحسب زمان برای سرد شدن یک مایع در شکل زیر نشان داده شده است. دمای انجماد هر مایع یا هر محلول دمای است که منحنی در دما شکستگی پیدا می کند.

فشار اسمزی

برخی از محلولها که دارای مواد حل شده غیرفرار هستند، می‌توانند در عبور از غشایی که نسبت به یکی از مواد تشکیل دهنده محلول تراوا است، تغییر غلظت دهند. این پدیده که تحت خاصیتی به نام فشار اسمزی ایجاد می‌شود، به پدیده اسمز معروف است.

اگر دو ظرف که یکی حاوی آب خالص و دیگری یک محلول آبی قند باشد، در یک محفظه قرار داده شوند، با گذشت زمان ، سطح مایع در بشر شامل محلول بالا می‌رود، در حالیکه سطح آب خالص پایین می‌آید. در نتیجه ، در اثر تبخیر و میعان ، همه آب به محلول منتقل می‌شود. این اثر ناشی از اختلاف فشار بخار آب در دو بشر است که آب خود به خود از ناحیه‌ای که فشار بخارش بالاست، به نقطه‌ای که فشار بخارش پایین است، منتقل می‌شود. هوای داخل محفظه نسبت به مولکولهای آب تراوا می‌باشد.

غشاهایی وجود دارد که نسبت به مولکولهای حلال (مثل آب) تراوا هستند. اما مانع عبور مولکولهای ماده حل شده می‌شوند. فرآیندی را که طی آن ، فقط حلال از غشای تراوا نفوذ می‌کند، اسمز معکوس می‌نامند. با اعمال فشار بر محلول ، می‌توان مانع عبور مولکولهای آب از درون غشا به محلول مزبور شد. مقدار فشار برونی که بتواند مانع عمل اسمزی شود، به نام فشار اسمزی محلول معروف است. فشار اسمزی یک محلول رقیق ، یکی از خواص کولیگاتیو می‌باشد، زیرا با غلظت ماده حل شده نسبت مستقیم دارد و مستقل از ماهیت ماده حل شده است. فشار اسمزی از رابطه زیر حساب می‌شود:

π = MRT

در این معادله ، π فشار اسمزی بر حسب اتمسفر ، M مولاریته ، R ثابت جهانی گازها (0.0821Lit.atm/mol˚K) و T دما بر حسب کلوین می‌باشد. چون M = n/V که در آن n تعداد مولها و V حجم هستند، بنابراین πV = nRT .

دید کلی
بعضی از خواص محلولها اساسا به غلظت ذرات حل شده ، نه به ماهیت این ذرات ، بستگی دارد. این خواص را خواص غلظتی (Colligative) می‌نامند. یکی از این خواص ، برای محلولهای دارای مواد حل شده غیر فرار ، عبارت از «فشار اسمزی» است. عامل ایجاد فشار اسمزی ، ذرات و حرکات جسم حل شونده است.

ماهیت فشار اسمزی
غشایی مانند سلوفان که برخی از مولکولها ، نه همه آنها ، را از خود عبور می‌دهد، غشای نیمه تراوا نامیده می‌شود. غشایی را در نظر می‌گیریم که بین آب خالص و محلول قند قرار گرفته است. این غشا نسبت به آب ، تراوا است، ولی ساکارز (قند نیشکر( را از خود عبور نمی‌دهد. در شروع آزمایش ارتفاع آب در بازوی چپ لوله U شکل برابر با ارتفاع محلول قند در بازوی راست این لوله است. از این غشا ، محلولهای قند نمی‌توانند عبور کنند، ولی مولکولهای آب در هر دو جهت می‌توانند عبور کنند.

در بازوی چپ لوله فوق )بازویی که محتوی آب خالص است(، تعداد مولکولهای آب در واحد حجم بیش از تعداد آنها در بازوی راست است. از اینرو ، سرعت عبور مولکولهای آب از سمت چپ غشا به سمت راست آن بیشتر از سرعت عبور آنها در جهت مخالف است. در نتیجه ، تعداد مولکولهای آب در سمت راست غشا بتدریج زیاد می‌شود و محلول قند رقیق‌تر می‌گردد و ارتفاع محلول در بازوی راست لوله U زیاد می‌شود. این فرایند را اسمز می‌نامند.

اختلاف ارتفاع در سطح مایع در دو بازوی لوله U ، اندازه فشار اسمزی را نشان می‌دهد. بر اثر افزایش فشار هیدروستاتیکی در بازوی راست که از افزایش مقدار محلول در این بازو ناشی می‌شود، مولکولهای آب از سمت راست غشا به سمت جپ آن رانده می‌شوند تا اینکه سرانجام سرعت عبور از سمت راست با سرعت عبور از سمت چپ برابر گردد. بنابراین حالت نهایی یک حالت تعادلی است که در آن ، سرعت عبور مولکولهای آب از غشا در دو جهت برابر است.

اسمز معکوس
اگر بر محلول بازوی سمت راست ، فشاری بیش از فشار تعادلی وارد شود، آب در جهت مخالف معمول رانده می‌شود. این فرایند که «اسمز معکوس» نامیده می‌شود، برای تهیه آب خالص از آب نمک‌دار بکار می‌رود.

تشابه اسمز و نفوذ
بین رفتار مولکولهای آب در فرایند اسمز و رفتار مولکولهای گاز در فرایند نفوذ ، تشابهی وجود دارد. در هر دو فرایند ، مولکولها از ناحیه غلیظ‌تر به ناحیه رقیق‌تر نفوذ می‌کنند.

معادله وانت هوف
یاکوب وانت هوف در سال 1887 رابطه زیر را کشف کرد:

Πv=nRT

که این رابطه برای محلولهای ایده‌آل می‌باشد. در این رابطه ، π فشار اسمزی (برحسب اتمسفر) ، n تعداد مولکولهای ماده حل شده در حجم V (برحسب لیتر) ،T دمای مطلق و R ثابت گازها (0،08206L.atm/K.mol) است. تشابه بین این معادله و معادله حالت یک گاز ایده‌آل ، کاملا مشخص است. این رابطه را می‌توان به صورت زیر نوشت:

Π= MBRT

که در آن M__ مولاریته محلول است. وانت هوف به خاطر این کشف ، جایزه نوبل شیمی سال 1901 را از آن خود کرد.

نقش فرایند اسمز در پدیده‌های طبیعی
اسمز در فرایندهای فیزیولوژیکی گیاهی و حیوانی نقش مهمی دارد. عبور مواد از غشای نیمه تراوای سلول زنده ، کار کلیه‌ها و بالا رفتن شیره گیاهی در درختان ، مهمترین نمونه‌های اسمز است. غشای گلبولهای قرمز از نوع نیمه تراوا است. اگر گلبولهای قرمز در آب خالص قرار گیرند، آب به درون آن نفوذ کرده و مایعات آن را رقیق می‌کند.

در نتیجه گلبول متراکم شده و جدار آن پاره می‌شود و اگر گلبول قرمز در محلول غلیظ قند قرار گیرند، آب درون گلبولها از غشای آنها عبور کرده و محلول اطراف آن را رقیق می‌کند. در نتیجه ، گلبولها چروکیده می‌شوند. به منظور ممانعت از وقوع هر یک از این حوادث در تزریقات وریدی ، محلولهای مورد استفاده باید ایزوتونیک با خون باشد، یعنی فشار اسمزی این محلولها باید برابر با فشار اسمزی خون باشد.

1-1-7 فشار بخار:

فشار هر بخار در حالت تعادل با مایع خود در دمای معین را فشار بخار تعادل آن مایع می‌نامیم.
حالت تعادل
اگر مایعی در یک ظرف سربسته بخار شود، مولکولهای بخار نمی‌توانند از نزدیکی مایع دور شوند و تعدادی از مولکولهای بخار ضمن حرکت نامنظم خود ، به فاز مایع بر می‌گردند. این فرآیند را برای آب می‌توان با پیکان دوگانه نشان داد:

H2O(l)→H2O(g)

سرعت برگشت مولکولهای بخار به فاز مایع ، به غلظت مولکولها در بخار بستگی دارد. هر چه تعداد مولکولها در حجم معینی از بخار باشد، تعداد مولکولهایی که به سطح مایع برخورد کرده ، مجددا گیر می‌افتند، بیشتر خواهد بود. در آغاز ، چون تعداد کمی مولکول در بخار وجود دارد، سرعت بازگشت مولکولها از بخار به مایع کم است. ولی ادامه تبخیر ، موجب افزایش غلظت مولکولها در بخار می‌شود و در نتیجه ، سرعت تراکم افزایش می‌یابد.
سرانجام ، سیستم به حالتی می‌رسد که در آن حالت ، سرعت تراکم و تبخیر برابر می‌شود. حالتی که در آن ، سرعتهای دو تمایل مخالف ( تبخیر و تراکم ) با هم برابر می‌شوند، حالت تعادل نامیده می‌شود.

وضعیت مولکولها در حالت تعادل
در حالت تعادل ، غلظت مولکولها در فاز بخار ثابت است، زیرا مولکولها با همان سرعتی که بر اثر تراکم ( میعان ) از فاز بخار خارج می‌شوند، بر اثر تبخیر در این فاز وارد می‌شوند. به همین منوال ، مقدار مایع نیز در حالت تعادل ثابت است، زیرا مولکولها با همان سرعتی که به مایع برمی‌گردند، بر اثر تبخیر آن را ترک می‌کنند.

باید توجه داشت که حالت تعادل ، دال بر این نیست که هیچ حادثه ای رخ نمی‌دهد؛ در هر سیستمی ، ثابت ماندن تعداد مولکولها در هر یک از دو فاز مایع و بخار نه به‌علت متوقف شدن تبخیر و تراکم ، بلکه به علت برابری این دو تغییر متقابل است.

فشار بخار و حالت تعادل
چون در حالت تعادل ، غلظت مولکولها در فاز بخار ثابت است، فشار بخار نیز ثابت است. فشار هر بخار در حالت تعادل با مایع خود در دمای معین را فشار بخار تعادل آن مایع می‌نامیم. فشار بخار هر مایع ، تابع دماست و با افزایش آن زیاد می‌شود. افزایش دما با افزایش فشار بخار همراه است. فشار بخار در دمای بحرانی است. بالاتر از دمای بحرانی تنها یک فاز می‌تواند وجود داشته باشد، یعنی فازهای گاز و مایع متمایز از یکدیگر نیستند.

فشار بخار و نیروهای جاذبه بین مولکولی
مقدار فشار بخار یک مایع ، معیاری از قدرت نیروهای جاذبه بین مولکولی آن مایع را بدست می‌دهد. مایعاتی که نیروهای جاذبه قوی دارند، فشار بخار آنها کم است. در ˚ 20 سانتی‌گراد ، فشار بخار آب ، اتیل الکل و دی اتیل اتر به ترتیب 0.023 atm 0,058 ، atm و 0.582 atm است. از این رو ، نیروهای جاذبه در آب قویترین و در دی‌اتیل اتر ضعیف‌ترین است.

خواص کولیگاتیو:

برخی از خواص محلولها به جای ماهیت محلول ، به غلظت ذرات ماده حل شده بستگی دارد. این خواص را خواص کولیگاتیو می‌نامند. برای محلولهایی که شامل ماده حل شده غیر فرار هستند، این خواص عبارتند از: کاهش فشار بخار ، نزول نقطه انجماد ، صعود نقطه جوش و فشار اسمزی.

همه ما با خواص کولیگاتیو محلولها در زندگی روزمره سرو کار داریم، بدون این که اصطلاح علمی آن را بدانیم و یا علت وقوع چنین پدیده‌‌‌‌‌‌هایی را بتوانیم توضیح دهیم. به‌عنوان مثال ، در تهیه مربا و شربت به صورت علمی تجربه کرده‌ایم که محلول آب و شکر دیرتر از آب خالص می‌جوشد یا محلول آب و نمک و آب و شکر در دماهای پایینتر از دمایی که آب خالص یخ می‌بندد، منجمد می‌شوند. وقتی در رادیاتور ماشین برای جلوگیری از انجماد آب ، ضد یخ اضافه می‌کنیم، از پدیده نزول نقطه انجماد استفاده کرده‌ایم.

پدیده اسمز در بسیاری از فرآیندهای زیستی نقش اساسی دارد. مواد غذایی و زائد با عمل اسمز از میان دیواره سلولهای بافتهای حیوانی عبور داده می‌شوند. سلولهای خونی در محلولهای غلیظ ، آب از دست داده‌ ، چروکیده می‌شوند. به همین دلیل ، باید محلولهای غذایی تزریقی به داخل سیاهرگ ، باید دقیقا طوری تنظیم شود که فشار اسمزی خون (در حدود 7.7 اتمسفر) برابر باشد.

دیواره سلولهای گیاهی و جانوری به‌عنوان غشاهای نیمه‌تراوا عمل می‌کنند و در محلولهای قندی و نمکی ، آب از دست داده ، چروکیده می‌شوند. در زیر برخی از خواص کولیگاتیو را بررسی می‌کنیم.

اگر مقدار مشخصی از یک جسم را در مقدار معینی از حلالی حل نماییم،نقطه ی انجماد محلول پایین تر از نقطه ی انجماد حلال خالص خواهد بود.     T_f=t_f2 – t_f1 =k_f × m                                                    ∆

t_f2←نقطه ی انجماد حلال به صورت صد درصد خالص

t_f1←نقطه ی انجماد محلول

k_f←ثابت نزول نقطه ی انجماد حلال که جزء خواص مشخصه ی حلال است.

m←مولالیته یا تعداد مول های حل شونده در یک کیلوگرم حلال

                                           جرم حلال×  جرم مولکولی حل شونده ÷ 1000 ×جرم حل شونده =mمولالیته

در این آزمایش،ابتدا نزول نقطه ی انجمادt_f∆ محلول هایی ازکافور در نفتالین با غلظت های مختلف را اندازه گرفته و ازروی آن k_fثابت نزول نقطه ی انجماد نفتالین را به دست می آوریم.

از مقدار k_fنفتالین که در قسمت اول به دست آورده ایم،جرم مولکولی گوگرد و بنزوئیک اسید وقتی به صورت محلول در نفتالین باشند، محاسبه می شود.

آزمایش (الف)-تعیین نقطه ی انجماد نفتالین:

1)حدود2 گرم نفتالین (با دقت 0.01گرم) را وزن کرده و در یک لوله ی آزمایش بزرگ بریزید(دقت کنید که نفتالین با دستتان تماس پیدا نکند ودر صورت تماس بلافاصله دست را با آب و صابون بشویید).

2)300میلی لیتر آب را در یک بشر 600 میلی لیتری به جوش آورده و لوله ی محتوی نفتالین را در آن قرار دهید.

3)دماسنج خشک را در لوله ی آزمایش محتوی نفتالین قرار دهید و از آن جهت به هم زدن آرام مایع نفتالین استفاده کنید.

4)وقتی نفتالین مایع شد(حدود 90⁰سانتی گراد) لوله ی آزمایش و دماسنج را از حمام آبی خارج کرده و در درون یک ارلن مایر قرار دهید.

5)مایع نفتالین را مرتب به وسیله ی دماسنج به هم زده و هر15 ثانیه یک بار دما را یادداشت کرده،تا جایی که به هم زدن نفتالین مشکل شود، یا دما به مدت 2دقیقه ثابت بماند وضمنا دقت کنید که در چه درجه ی حرارتی اولین ذره ی جامد تشکیل می شود.

6)منحنی تغییرات دما بر حسب زمان را رسم کنید و نقطه ی انجماد نفتالین را از آن نتیجه بگیرید.

ب)آزمایش تعیین ثابت نزول نقطه ی انجماد نفتالین:

1)حدود 0.2گرم کافور را که با دقت 0.1میلی گرم وزن شده است، در لوله ی آزمایش محتوی مقدار معینی نفتالین (لوله ای که در قسمت (الف) استفاده کردیم) است،می ریزیم و پس از ذوب کردن، همانند قسمت الف ،تغییرات در بر حسب زمان را یادداشت می نماییم.

2)منحنی تغییرات دما را بر حسب زمان برای محلول کافور در نفتالین با طریقی مشابه نفتالین خالص رسم کنید ونقطه ی انجماد محلول را به دست می آوریم.

3)به تدریج بر مقدار کافور در لوله ی آزمایش افزوده و اندازه گیری نقطه انجماد را برای چهار محلول دیگر از کافور در نفتالین با غلطت های 0.4 و0.6 و0.8 و 1 گرم از کافور به دست می آوریم.

4)منحنی تغییرات t_f را بر حسب وزن (یا مولالیته)کافور موجود در چهار محلول رسم نموده و مقدار k_f (ثابت نزول نقطه ی انجماد)نفتالین را محاسبه کنید.

5)لوله ی آزمایش و دماسنج را با حرارت دادن جامد موجود در لوله ی خالی کردن آن ها و در انتها با استن تمیز می کنیم.

ج)آزمایش تعیین جرم مولکولی گوگرد:

1)حدود 0.25گرم گوگرد را که با دقت 0.01 میلی گرم وزن شده است،به نفتالین موجود در لوله ی آزمایش اضافه کنید و آب درون بشر را دوباره گرم کنید تا به جوش آید.سپس شعله را خاموش کرده و لوله ی آزمایش را خارج کرده  پس از ذوب شدن مخلوط ،یک دماسنج در آن بگذارید.محلول را به وسیله ی دماسنج مرتبا به هم می زنیم وهر 15ثانیه یک بار دما را یادداشت نموده تا زمانی که هم زدن مشکل شود و اولین ذره ی جامد تشکیل شود و همین طور دما حدود 2 دقیقه ثابت بماند.

2)منحنی تغییرات زمان بر حسب دما را رسم می کنیم.نقطه ی شکستگی ،دمای انجماد را نشان می دهد.

3)جرم مولکولی تجربی گوگرد را از روی نزول نقطه ی انجماد گوگرد در نفتالین حساب می کنیم (با در دست داشتن مولالیته و وزن استفاده شده ی گوگرد).

4)دقیقا به روش بالا،جرم مولکولی بنزوئیک اسید را حساب می کنیم (0.5گرم بنزوئیک اسید کافی است).

5)در پایان کار لوله ی آزمایش و دماسنج را می شوییم (با استن یا الکل صنعتی و محلول شستشو شده را دور    نمی ریزیم).

تیتراسیون

تیتراسیون

مقدمه:

روش تجزیه ای است که در آن حجم محلول استاندارد (تیترانت) مصرفی جهت واکنش کامل با ماده ی مجهول (آنالیت) اندازه گیری می شود.

با وجود روش های دستگاهی وغیر دستگاهی فیزیکی و شیمیایی جدید،امروزه تیتراسیون به عنوان یکی از روش های تجزیه ای کمی،در استاندارد ها جای دارد که به دلایل زیر است:

الف)سادگی انجام تیتراسیون←روش ها ساده بوده و به راحتی قابل یادگیری می باشد.

ب)روش مستقیم←تیتراسیون یکی از روش های قاطع،برای اندازه گیری آنالیت است و نتایج آزمایشات به صورت مستقیم می تواند مقدار کمی داده ی مجهول مورد اندازه گیری را تعیین کند.این روش مانند روش های اسپکتروسکوپی یا فتومتری نیاز به کالیبراسیون ندارد.

ج)سرعت←تیتراسیون به سرعت انجام می پذیرد.زمانی که نتیجه گیری سریع برای شما مهم باشد،این روش        می تواند در وقت شما نسبت به روش های دیگر آنالیز کمی، صرفه جویی قابل ملاحظه ای را انجام دهد.

د)دقت←تیتراسیون متضمن نتایج با صحت و دقت بالا می باشد.

ه)هزینه←تیتراسیون مقرون به صرفه است و در مقایسه با روش های آنالیز کمی،این روش هزینه کم و کارایی بالا دارد.

دسته بندی واکنش های تیتراسیون:

الف)تیتراسیون های اسید وباز شامل:

1-اسید و باز قوی

2-اسید ضعیف با باز قوی

3-باز ضعیف با اسید قوی

4-اسید وباز ضعیف

ب)تیتراسیون های رسوبی:

ج)تیتراسیون های اکسایش کاهش

د)تیتراسیون های کمپلکومتری

در این روش ها نقش اصلی را محلول استاندارد بر عهده دارد ونقطه ی اکی والانی نقطه ای است که دو واکنشگر به طور کامل با هم وارد واکنش شده باشند وشرایط ایده آل زمانی است که نقطه ی اکی والانی بر نقطه ی پایانی منطبق شود.تشخیص نقطه ی پایانی به دو روش انجام می شود:

1)هر گاه در واکنش محلول مورد استفاده تغییر رنگ ندهد،با اضافه کردن شناساگرنقطه ی پایانی به وسیله ی تغییر رنگ شناسایی می شود.

2)هر گاه محلولمان بر اثر فعل و انفعالات تغییر رنگ دهد،نقطه ی پایانی دقیقا زمان تغییر رنگ محلول می باشد.

روش تیتر کردن:

در عمل تیتر کردن ،محلول استاندارد را از یک بورت به محلولی که باید غلظت آن اندازه گرفته شود،می افزایند و این عمل تا وقتی ادامه دارد که واکنش شیمیایی بین محلول استاندارد و تیتر شونده کامل شود.در انتهای بورت ،شیری تعبیه شده است که ریختن مقادیر کنترل شده ای از محلول استاندارد را به داخل محلول با غلظت نا معلوم ،امکان پذیر می کند.

در تیتراسیون های خنثی شدن حجم مشخصی از محلول با غلظت مجهول را به همراه یک معرف یا شناساگر در ارلن ریخته و قطره قطره از محتویات بورت را در ارلن می ریزیم تا شناساگر تغییر رنگ دهد.طی عمل افزایش ،ارلن را با چرخاندن هم می زنیم تا محلول یکنواخت شود.در نقطه ی هم ارزی که با تغییر رنگ معرف مشخص می شود از دو واکنشگر (یعنی محلول استاندارد و ماده ی درون ارلن) مقادیر هم ارز وارد واکنش می شوند.                                                                                 

از آنجا که اسیدها با بازها وارد واکنش می شوند،باید این اسید مجهول را با محلول معلومی از یک باز طی عمل تیتراسیون در حضور یک شناساگر (معرف) واکنش دهیم تا در پایان نقطه واکنش غلظت اسید مجهول مشخص شود. ازمعرف های متداول برای اینگونه واکنش ها فنل فتالئین است که در محیط اسیدی بی رنگ بوده و درPHمعین 8تا2/8 به رنگ صورتی ظاهر می شود.

با استفاده از انواع شناساگرها ،می توان PHیک محلول را تعیین کرد.برای این کار لازم است محدوده ی PHتغییر رنگ شناساگررا بدانیم.دقت اندازه گیری به انتخاب نوع معرف بستگی دارد.اصولا معرف های رنگی در ناحیه ای ازPHتغییر رنگ می دهند.در هر تیتراسیون بسته به نوع اسید وباز مناسب ترین شناساگر را باید به کار برد.اگراسید وباز هر دو قوی باشند می توان از هر معرفی استفاده نمود.

اگر اسیدضعیف وباز قوی باشد،پس از انجام واکنش نمکی به وجود خواهد آمد که محلول آن در آب به علت هیدرولیز خاصیت قلیایی دارد،بنابراین معرفی مناسب تر است که نقطه ی تغییر رنگ آن در ناحیه ی قلیایی باشد(مانند فنل فتالئین).

اگر اسید قوی و باز ضعیف باشد،معرفی بهتر است که نقطه ی تغییر رنگ آن در ناحیه ی اسیدی باشد.(مانند متیل اورانژ)

اگراسید و باز هر دو ضعیف باشند،یا در مواردی که محلول رنگی باشد،معمولا از دستگاه PHمتر می توان نقطه ی پایان واکنش را تعیین کرد.

اندازه گیری غلظت اسید کلریدریک به وسیله ی تیتراسیون

شرح آزمایش:

پس از شستشوی ارلن وبورت با آب مقطر،ابتدا بورت را از سود استاندارد 0.1نرمال پر می کنیم.

توجه کنید که در نوک بورت نباید حباب هوا وجود داشته باشد،در صورت داشتن هوا در نوک بورت باید شیر بورت را کمی باز کرد تا نوک بورت از مایع پر شود.

حال 0.5میلی لیتر از اسید کلریدریک با نرمالیته ی مجهول را در ارلن ریخته و به آن 2قطره معرف فنل فتالئین اضافه کنید.ارلن را زیر شیر بورت قرار داده وبا دست چپ شیر بورت را باز کنید تا قطره قطره از محلول سود به اسید اضافه شود وبا دست راست ارلن را به آهستگی حرکت دورانی دهید.وقتی که محلول از بی رنگ به صورتی کم رنگ در ارلن تغییر یافت شبر بورت را بسته و حجم مصرفی سود از بورت(V₂)را یادداشت می کنیم.در موقع خواندن بورت ،چشم باید درامتداد سطح مایع بوده وعدد مقابل خط زیر سطح مقعر مایع خوانده شود.

واکنش انجام شده به قرار زیر است:HCl + NaOH → H₂O + NaCl                                                              

این آزمایش را 2 بار تکرار نموده و حجم مصرفی سود از بورت (V₂) را میانگین می گیریم.

محاسبات:

عمل خنثی شدن وقتی کامل است که مقدار اکی والان گرم های باز مصرفی با مقدار اکی والان گرم های اسید موجود در محلول مساوی شود.بنابراینE₁ = E₂  است و فرمول زیر نتیجه می شود:N₁V_{1 =} N₂V₂                  فرمول(1)

V₁←حجم اسید موجود در ارلن

N₁←نرمالیته ی اسید کلریدریک در ارلن(مجهول)

V₂←حجم سود مصرفی از بورت (میانگین برای 2 مرتبه آزمایش)

←N₂نرمالیته ی NaOH در بورت

از فرمول(1) نرمالیته ی مجهول اسید کلریدریک به دست آمده و از روی آن غلظت HClرامحاسبه می کنیم.

محلول سازی

محلول سازی

محلول سازی یکی از متداولترین و در عین حال دقیق ترین کارهایی است که در آزمایشگاه انجام میشود. محلول سازی به معنای ساختن محلول مورد نظر و لازم از محلولهای استاندارد میباشد.

محلولی را استاندارد می گویند که در آن ، رابطه بین مقادیر ماده حل‌شده و محلول یا رابطه بین مقدار ماده حل‌شده و حلال بنحوی معلوم باشد. با معلوم بودن مقدار ماده حل‌شونده و مقدار حلال تشکیل دهنده محلول ، غلظت محلول مشخص می‌گردد. بسیاری از واکنش‌ها در حالت محلول انجام می‌شوند و محاسبه‌های کمی برای این‌گونه واکنش‌ها بر مبنای غلظت آنها صورت می‌گیرد. برای بیان غلظت ، روش‌های گوناگونی وجود دارد و محلولهای استاندارد را براساس غلظت بیان می‌کند.

محلولهای استاندارد کاربردهای زیادی دارند، از جمله در تجزیه های تیترسنجی (تیتراسیون) ، واکنش‌های خنثی شدن و واکنش‌های اکسیداسیون-احیا و…

برای محلول سازی باید ابتدا با واحدها و روش های بیان غلظت یک محلول، آشنایی کامل داشته باشید:

محلول درصد جرمی  :

محلولی است که در آن مقداری ماده حل‌شونده در ۱۰۰ گرم محلول ، حل شده باشد.
۱۰۰× (جرم محلول/جرم ماده حل شونده )= درصد جرمی
در صورت و مخرج باید از یک نوع یکای جرم استفاده شود. یعنی هر دو باید برحسب میلی‌گرم ، گرم یا کیلوگرم بیان شوند. مثلا ، بر روی بر چسب محلول شست وشوی دهان نوشته می شود: “محلول استریل سدیم کلرید ۹/۰ درصد برای شستشو”. عبارت “سدیم کلرید ۹/۰ درصد” یعنی در ۱۰۰ گرم از این محلول ۹/۰ گرم سدیم کلرید وجود دارد و بقیه آن آب است.
برای محلول‌های بسیار رقیق ، معمولا غلظت بر حسب قسمت در میلیون (ppm) بیان می‌شود.
(۶ ^۱۰× جرم محلول) / جرم ماده حل شونده = ppm
اگر حلال ، آب باشد و مقدار ماده حل‌شونده چنان کم باشد که چگالی محلول هم‌چنان g.mL-1 1,0 باقی بماند، در اینصورت رابطه به قرار زیر خواهد بود:
لیتر محلول / میلی گرم ماده حل شونده≈ppm

از ppm برای بیان مقادیر بسیار کم کاتیون‌ها و آنیون‌ها در آب دریا ، بدن جانداران ، بافت‌های گیاهی و میزان آلاینده‌های هوا و بطور کلی ، در مواردی که مقدار ماده حل‌شونده خیلی جزئی باشد، استفاده می‌شود.

محلول گرم در لیتر (غلظت معمولی-C)

در این محلول‌ها ، مقداری ماده حل‌شونده در یک لیتر محلول وجود دارد.

حجم محلول به لیتر/مقدار ماده حل شونده به گرم= C

برای مثال ، اگر در ۲۰۰ میلی‌لیتر از محلولی به اندازه ۴ گرم پتاسیم کلرید حل‌شده باشد، غلظت معمولی این محلول ، ۲۰ گرم در لیتر خواهد بود.

ابتدا میلی لیتر به لیتر تبدیل شود:
۲۰۰ml*1 L / 1000 ml=0.2 L

و سپس جاگذاری در فرمول شود:
C=4g / 0.2 L=20 g.L-1

 

محلول مول در لیتر (مولار CM)

غلظت مولار رایج‌ترین روش برای بیان غلظت است و محلول مولار، محلولی است که در هر لیتر آن، به اندازه یک مول ماده حل‌شونده ، حل شده باشد. مانند محلول یک مول بر لیتر لیتیم کلرید که در آن ، یک لیتر محلول دارای یک مول لیتیم کلرید است.

حجم محلول (لیتر)/مقدار ماده حل شونده (مول)= غلظت مولار (M)

محلول مولال (m)

محلولی که در آن یک مول ماده حل‌شونده در یک کیلوگرم حلال حل شده باشد، محلول مولال نامیده می‌شود. از غلظت مولال در مطالعه خواص کولیگاتیو محلول‌ها بکار می‌رود.

کیلوگرم حلال/مقدار ماده حل شونده (مول)= غلظت مولال (m)
برای مثال ، اگر در ۲۰۰ گرم آب خالص ، ۰,۰۳ مول کلرید پتاسیم حل شده باشد، مولالیته محلول عبارت خواهد بود:

ابتدا باید گرم محلول به کیلوگرم تبدیل شود:

۲۰۰g*1 Kg/1000 g=0,2 Kg کیلوگرم حلال
مولال m=0,03(mol)/0,2Kg=0,15

محلول نرمال (N)

محلول نرمال ، محلولی است که یک اکی والان گرم ماده حل‌شونده در یک لیتر آن و یا یک میلی‌اکی‌والان گرم در هر لیتر آن حل شده باشد.
مفهوم اکی والان گرم: مقدار وزن اکی والان مواد مختلف طبق رابطه زیر به دست می‌آید:

E=M/n

که M ، جرم مولکولی و n (ظرفیت) برای مواد مختلف به قرار زیر بدست می‌آید:

مقدار n برای اسیدها برابر تعداد هیدروژن‌های اسیدی و برای بازها، برابر تعداد -OH ، برای نمک‌ها برابر ظرفیت فلز ضرب‌در تعداد فلز و برای واکنش‌های اکسایش- کاهش برابر درجه کاهش            یا اکسایش است.
با بدست آوردن مقدار E (وزن اکی والان) می‌توان تعداد اکی‌والان را از رابطه زیر حساب کرد:

وزن اکی والان/جرم ماده برحسب گرم = m/E = تعداد اکی والان
در نتیجه، نرمالیته یک محلول بیانگر تعداد اکی‌والان‌ها در یک لیتر محلول یا تعداد میلی‌اکی‌والان در هر میل

 

اکی والان اسیدها

مقدار اسیدی است که یک یون گرم H⁺داشته باشد.به عنوان مثال:

H₂SO₄=2+32+64=98                  E_H2SO4=98÷2=49                                             

اکی والان بازها

مقداری از باز است که یک یون گرم OH^- داشته باشد.مثال:

NaOH=23+16+1=40                   E_NaOH=40÷1=40                                          

اکی والان نمک ها

از حاصل تقسیم جرم مولکولی نمک بر بنیان اسیدی نمک در ظرفیت اسید است.مثال:

Na₂SO₄=142                E=142÷2=71                                               

اکی والان مواد در واکنش های اکسایش کاهش جرم مولکولی ماده بر تغیر عدد اکسایش آن است.

MnO^-₄ + 8H⁺ + 5e^- →Mn²⁺ + 4H₂O                                            E_MnO4^-= 158÷5= 31/6      

در محلول سازی باید توجه داشت که ماده ی اولیه ممکن است مایع یا جامد باشد:

الف)تهیه ی محلول از محلول های غلیظ آزمایشگاه:

معمولاً در آزمایشگاه محلولها به صورت غلیظ و با درصد خلوص مشخص و استانداردی وجود دارد و برای تهیه محلول های رقیق تر باید از آن ها استفاده کرد.

برای این کار از روابط رقیق سازی استفاده می کنیم:     رابطه(1)E                    ÷  درصد وزنی  N=1000 ×d×

E=اکی والان                                              N=نرمالیته محلول غلیظ                                 =dدانسیته محلول

ابتدا نرمالیته ی محلول غلیظ آزمایشگاهی را از رابطه ی (1) به دست می آوریم.

سپس در فرمول (2) حجم محلول غلیظ V₂مجهول است که محاسبه می شود.   رابطه (2)      N₁V₁=N₂V₂          

N₁=نرمالیته محلول غلیظ      V₁=حجم محلول غلیظ     N₂=نرمالیته محلول موردنظر     V₂=حجم محلول موردنظر

فقط کافی است این مقدار (V₁)را از محلول غلیظ برداشته و به حجم مورد نظر (V₂) برسانیم.

برای تعیین نرمالیته و مولاریته محلول های آزمایشگاهی می توانید از جدول زیر استفاده کنید. که در این صورت فقط به رابطه اول نیاز خواهید داشت.

 

نام محلول	چگالی	نرمالیته	مولاریته
اسید استیک  %۹۹٫۵	۱٫۰۵	۱۷٫۵	۱۷٫۵
اسید سولفوریک %۹۸	۱٫۸۴	۳۶٫۸	۱۸٫۴
اسید نیتریک %۷۰	۱٫۴۲	۱۵٫۸	۱۵٫۸
اسید هیدروکلریدریک%۴۰	۱٫۱۳	۲۲٫۶	۲۲٫۶
اسید هیدروکلریدریک  %۳۶	۱٫۱۸	۱۱٫۶۵	۱۱٫۶۵
اسید هیدروکلریدریک%۳۲	۱٫۱۶	۱۰٫۲	۱۰٫۲
اسید پرکلریک  %۷۰	۱٫۶۷	۱۱٫۶	۱۱٫۶
اسید پرکلریک%۶۰	۱٫۵۴	۹٫۲	۹٫۲
آمونیاک%۳۵	۰٫۸۸	۱۸٫۱	۱۸٫۱
آمونیاک  %۲۵	۰٫۹۱	۱۳٫۴	۱۳٫۴
سدیم هیدروکسید %۴۷	۱٫۵۰	۱۷٫۶	۱۷٫۶

 

تذکر: در مورد اسیدهای غلیظ و قوی مثل اسید سولفوریک همیشه اسید را به آب اضافه می کنیم. (قبل از اضافه کردن اسید مقداری  آب مقطر در بالون بریزید و سپس اسید را اضافه کنید).

1)تهیه ی 100 میلی لیتر اسید سولفوریک N2:

اطلاعاتی نظیر دانسیته، درصد خلوص، جرم مولکولی را از روی ظرف محلول به دست می آوریم.

درصد خلوص=98%       دانسیته=1.84       S=32       O=16        H=1

ابتدا از رابطه ی (1) نرمالیته ی محلول غلیظ H₂SO₄را محاسبه نموده واز رابطه (2)حجم مورد نظر V₂را به دست می آوریم.

شرح آزمایش:

5.43 میلی لیتر محلول غلیظ اسید سولفوریک را برداشته و در بالن ژوژه 100mlبه حجم می رسانیم.توجه شود که در مورد اسید های قوی و غلیظ مانند اسید سولفوریک ،همیشه اسید را به آب اضافه می کنیم.بدین طریق که ابتدا در بالن ژوژه مقداری آب مقطر ریخته و سپس اسید سولفوریک به آهستگی اضافه می نماییم.و سپس آب مقطررا قطره قطره با پیپت اضافه می نماییم وبالن را روی میز گذاشته و از رو به رو به خط نشانه نگاه می کنیم به نحوی که انتهای خمیده مایع مماس با خط نشانه باشد.

 

ب)تهیه ی محلول ها از مواد جامد آزمایشگاه:

 فقط کافی است مقدار ماده جامد بدست آمده را در مقداری آب مقطر حل کرده و به حجم مورد نظر برسانید.

 تذکر : در مورد برخی مواد جامد که رطوبت جذب می کنند باید دقت شود که از فرمول نوشته شده بر روی برچسب ظرف ماده جرم مولکولی محاسبه شود. مثلاBaCl₂ . 2H₂O به جرم مولکولی آن دو ملکول آب (۳۶gr) اضافه شده است که باید در محاسبات لحاظ شود.

1)اگر ماده خالص مایع باشد:

ابتدا با استفاده از محاسبات میزان مقدار موردنیاز HCl را بدست می آوریم:

cc50 HCl  ۱/۰ مولار                                                                        d = 1.16

a = 37

M = 36.5

با استفاده از پیپت مدرج ۰٫۴۲cc HCl بر می داریم و در بالون ژوژه ای که در آن تا نیمه آب ریخته ایم، می ریزیم. سپس درپوش بالون را گذاشته و با دست ابتدا و انتهای آن را گرفته و بصورت معکوس بالون را گردانیده به طوری که جای درپوش و انتهای بالون تغییر کند (مطابق شکل). این حرکت را برای مخلوط شدن بهتر HCl و آب چندبار تکرار می نمائیم.

 

2) اگر ماده اولیه جامد باشد:

ابتدا با استفاده از محاسبات مقدار موردنیاز سود را بدست می آوریم:

ابتدا شیشه ساعت را روی ترازو گذاشته و نشانگر روی ترازو را صفر کرده و مقداری NaOH جامد روی شیشه ساعت ریخته و به اندازه ۲/۰ گرم از آن را را اندازه گیری نموده، سپس بوسیلة قاشقک فلزی مقدار اندازه گیری شدهNaOH  را برداشته و داخل بالون ریخته و cc50 آبی که از قبل داخل بشر ریخته ایم را به آن اضافه کرده و بکمک همزن شیشه ای مخلوط می کنیم به طوری که NaOH  جامد کاملاً در آب حل شود. سپس به وسیلة آبفشان به آن آب اضافه می نمائیم.

نکته : با توجه به این که سطح مایعات در داخل بالون ژوژه به شکل مقعر میباشد، باید توجه داشت که پس از افزودن آب تا خط نشانه، تقعر مایع داخل بالون روی خط نشانگر قرار گیرد نه طرفین آن.