Περιγραφή Μαθήματος
ΔΙΑΛΥΜΑΤΑ ΚΑΙ ΠΕΡΙΕΚΤΙΚΟΤΗΤΕΣ
Περιπτωση αραίωσης διαλύματος : έχουμε τέτοια περίπτωση όταν στο αρχικό μας διάλυμα προσθέσουμε διαλύτη ( συνήθως νερό ) . Τότε ισχύουν τα εξής
α. Η ποσότητα της διαλυμένης ουσίας ( δ.ο ) παραμένει ίδια τόσο στο αρχικό όσο και στο αραιωμένο διάλυμα
β. Η μάζα του τελικού διαλύματος είναι ίση με τη μάζα του αρχικού διαλύματος συν τη μάζα του νερού που προσθέτω . Το ίδιο ισχύει και για τον όγκο του τελικού διαλύματος
Επειδή η πυκνότητα του νερού είναι ίση με 1g/ml αυτό πρακτικά σημαίνει ότι ταυτίζονται αριθμητικά ο όγκος και η μάζα του νερού , είτε πούμε 25 g νερου είτε 25 ml νερού είναι το ίδιο πράγμα.
Στη συνέχεια θα δούμε εφαρμογή όπου στο α. ερώτημα είναι περίπτωση υπολογισμού περιεκτικότητας , στο β. ερώτημα περίπτωση αραίωσης και στο γ. ερώτημα περίπτωση συμπύκνωσης.
ΕΦΑΡΜΟΓΗ Το βρωμιούχο κάλιο (KBr ) χρησιμοποιείται στην κτηνιατρική ως αντιεπιληπτικό φάρμακο για σκύλους και γάτες. Μια ομάδα μαθητών διαθέτει δυο υδατικά διαλύματα KBr (Δ1 και Δ2 ). Το καθένα παρασκευάσθηκε με διάλυση 11,9 g στερεού KBr σε νερό μέχρι τελικού όγκου 200 ml .
α. Να υπολογίσετε την % w/v περιεκτικότητα των Δ1 και Δ2.
β. Σε 100 ml του Δ1 οιμαθητές πρόσθεσαν 100 ml νερού και προέκυψε αραιωμένο διάλυμα Δ3 . Να βρεθεί η περιεκτικότητα % w/v του Δ3
γ. Σε 200 ml του Δ2 οι μαθητές πρόσθεσαν 11,9 g ΚΒr χωρίς μεταβολή του όγκου του διαλύματος οπότε προέκυψε διάλυμα Δ4. Να βρεθεί η %w/v περιεκτικότητα του Δ4
ΛΥΣΗ
α. Για να υπολογίσω τη συγκεκριμένη περιεκτικότητα πρέ να βρω τα g του KBr που περιέχονται σε 100 ml διαλύματος .Αρα
Σε 200 ml Δ1 περιέχονται 11.9 g KBr
100 ml // // x ; Αρα 200/100 =11.9 /χ και λύνοντας ως προς χ = 5,95 g ή 5,95 % w/v
Το Δ2 έχει την ίδια περιεκτικότητα αφού παρασκευάσθηκε με τον ίδιο τρόπο
β. Η προσθήκη νερού στο Δ1 σημαίνει αραίωση διαλύματος οπότε η μάζα της δ.ο στο αρχικό διάλυμα θα είναι ίδια και στο τελικό διάλυμα , το Δ3. Ο όγκος του Δ3 θα είναι 100+100=200 ml. Αρα
Σε 200 ml Δ3 περιέχονται 5,95 g δ.ο
100 ml // // x ; Αρα 200/100 =5,95/χ οπότε χ= 2,975 g ή 2,975 w/v
γ. Οταν σε διάλυμα προσθέτω καθαρη δ.ο τότε έχω περίπτωση συμπύκνωσης .Η ποσότητα της δ.ο στο τελικό διάλυμα είναι ίση με το άθροισμα της δ,ο στο αρχικό διάλυμα συν τη δ.ο που προσθέτω. Αρα η μάζα της δ.ο στο Δ4 θα είναι 11,9+11,9=23,8 g KBr , οπότε
Σε 200 ml Δ4 περιέχονται 23,8 g δ.ο
100 ml // // x; 200/100 =23,8/x οπότε χ=11,9 g ή 11,9 w/v
Πρέπει να τονίσουμε ότι στην αραίωση η περιεκτικότητα ΕΛΑΤΤΩΝΕΤΑΙ ενω κατά τη συμπύκνωση η περιεκτικότητα ΑΥΞΑΝΕΤΑΙ .
Τώρα μια άσκηση για να ασχοληθείς μόνος σου
Εστω 300 g διάλυμα Δ1 με περιεκτικότητα 12 %w/w . Nα βρεθεί η μάζα της δ.ο στο Δ1.
β. Στο Δ1 προσθέτω 100 g νερού και προκύπτει διάλυμα Δ2. Να βρεθεί η %w/w του Δ2 γ . Στο Δ1 προσθέτω 14 g δ.ο και προκύπτει διάλυμα Δ3 .Να βρεθεί η %w/w περιεκτικότητα του Δ3
Διαλ υτότητα
Ονομάζουμε διαλυτότητα μιας ουσίας σε ορισμένο διαλύτη τη μέγιστη ποσότητα της ουσίας που μπορεί να διαλυθεί σε ορισμένη ποσότητα διαλύτη σε καθορισμένες συνθήκες πίεσης και θερμοκρασίας. Η μονάδες μέτρησης της διαλυτότητας είναι συνήθως σε γραμμάρια διαλυμένης ουσίας ανα 100 γραμμάρια ΔΙΑΛΥΤΗ . Οταν έχουμε τη μέγιστη ποσότητα της δ.ο μέσα στο διάλυμα τότε αυτό ονομάζεται κορεσμένο , ενώ αν έχουμε μικρότερη ποσότητα της δ.ο από αυτη που μπορεί να διαλύσει το διάλυμα τότε αυτό ονομάζεται ακόρεστο .
ΚΑΘΑΡΑ ΕΓΚΥΚΛΟΠΑΙΔΙΚΑ υπέρκορα είναι τα διαλύματα που έχουν περισσότερη δ.ο από αυτή που ορίζει η τιμή της διαλυτότητας . Αυτό γίνεται με ειδικές τεχνικές π.χ υψηλή θερμοκρασία , είναι ασταθή και σχηματίζονται κρύσταλλοι μόλις η θερμοκρασία επανέλθει σε χαμηλά επίπεδα.
Ας δούμε ένα παράδειγμα διαλυτότητας :
Η διαλυτότητα του ΚΝΟ3 είναι 30 g/100g νερού στους 15 0 C και 65 g/100 g νερού στους 40 0 C . 260 g ενος κορεσμένου διαλυματος ΚΝΟ3 στους 15 0 C θερμαίνονται στους 40 0 C . Να υπολογισθεί πόσα g ΚΝΟ3 πρέπει να προστεθούν σε αυτό το διάλυμα , ώστε το νέο διάλυμα στη θερμοκρασία των 40 0 C να είναι κορεσμένο .
Απάντηση
Υπολογίζουμε τη διαλυμένη ποσότητα του ΚΝΟ3 στους 15 0 C στα 260 g του κορεσμένου διαλύματος : αρχικά αφού στα 100 g νερού μπορούν να διαλυθούν 30 g ΚΝΟ3 σημαίνει πως έχουμε 100+30= 130 g διαλύματος τα οποία περιέχουν 30 g ΚΝΟ3 οπότε με το ίδιο σκεπτικό στα 200 g νερού θα διαλύονται 60 g ΚΝΟ3 άρα θα προκύπτει διάλυμα μάζας 260 g το οπ'ιο περιέχει 60 g ΚΝΟ3 . Εστω προσθέτουμε χ g ΚΝΟ3 οπότε πλέον θα έχουμε (260+χ ) g διαλύματος και 60+χ g ΚΝΟ3 . Ομως στους 40 0 C σύμφωνα με τη διαλυτότητα θα έχουμε 100+65= 165 g διαλύματος που θα περιέχουν 65 g ΚΝΟ3.
Αρα σε 165 g διαλύματος περιέχονται 65 g ΚΝΟ3
σε 260+χ περιέχονται 60+χ Αρα έχουμε 165/260+χ =65/60+χ και λύνοντας βρίσκουμε χ= 70 g ΚΝΟ3.
Μια επιπλέον άσκηση στα διαλύματα
Η καυστική σόδα είναι χημική ένωση με τύπο ΝαΟΗ. Στη στερεή κατάσταση είναι ουσία λευκή κρυσταλλική και πολύ διαλυτή στο νερό. Μια από τις χρήσεις της είναι στη παραδοσιακή παρασκευή σαπουνιού από λίπη και έλαια. Το πρώτο στάδιο παραγωγής σαπουνιού με ελαιόλαδο περιλαμβάνει παρασκευή διαλύματος ΝαΟΗ ( Δ1) με διάλυση 180 g σόδας σε 420 g νερού
α. να υπολογισθεί η % w/w περιεκτικότητα του (Δ1)
β. Αν ο όγκος του ( Δ1) είναι 420 ml να βρεθεί η % w/v περιεκτικότητα του Δ1
γ. Με προσθήκη νερού στο Δ1 προκύπτει διάλυμα 900 ml ( Δ2). Να βρεθεί η % w/v του Δ2
δ Αν στο Δ2 προσθέσουμε 90 g σόδας προκύπτει διάλυμα Δ3. Να βρεθεί η % w/v του Δ3
Μια βοήθεια : αρχικά θα βρείς τη μάζα του Δ1 και στη συνέχεια την περιεκτικότητα. Τα ερωτήματα γ και δ είναι περιπτώσεις αραίωσης και συμπύκνωσης αντίστοιχα. Κατά τα γνωστά......
Επεται και συνέχεια................................
1 .Να υπολογιστεί η μάζα της διαλυμένης ουσίας που περιέχεται σε καθένα από τα παρακάτω διαλύματα
α. Σε 400 ml διαλύματος αλατόνερου 8 % w/v
β . Σε 300 g διαλύματος ζάχαρης 5% w/w
γ . Σε 500 ml διαλύματος ΝαΟΗ 20% w/w και πυκνότητας 1,2 g/ml
2 . α. Σε 170 g νερού διαλύονται 30 g αλάτι . Να βρεθεί η % w/w περιεκτικότητα του διαλύματος
β . Σε 250 ml διαλύματος H2SO4 περιέχονται 20 g H2SO4 . Ποιά είναι η % w/v περιεκτικότητα του διαλύματος
3 . Σε 270 g νερού διαλύουμε 60 g ΝαΟΗ οπότε προκύπτει διάλυμα όγκου 300 ml .Να βρεθούν
α. η πυκνότητα του διαλύματος
β . η % w/w και η % w/v του διαλύματος
ασκηση με μεγαλύτερο βαθμό δυσκολίας
4 . Πόσα g ζάχαρης πρέπει να διαλύσουμε σε 400 g νερού ώστε να προκύψει διάλυμα με περιεκτικότητα 20% w/w
Aσκήσεις αραίωσης
5 . Σε 300 g υδατικού διαλύματος ζάχαρης 20% w/w προσθέτουμε 200 g νερού . Να υπολογιστεί η % w/w περιεκτικότητα του αραιωμένου διαλύματος
6 . Ποιός όγκος νερού πρέπει να προστεθεί σε 300 ml διαλύματος HCL 15%w/v ώστε να προκύψει διάλυμα 10% w/v
Ημερολόγιο
Ανακοινώσεις
Όλες...- - Δεν υπάρχουν ανακοινώσεις -