U sadržaju ove nastavne teme naučit ćete kako i čime izražavamo sastav otopina.
ISHODI UČENJA
Usvajanjem sadržaja ove Teme moći ćete odgovoriti na sljedeća pitanja:
- Navedi načine izražavanja sastava otopina?
- Objasni što označava pojam koncentracija?
- Objasni značenje pojma: množinska koncentracija?
- Napiši i obrazloži izraz za računanje množinske koncentracije?
- Objasni značenje pojma: masena koncentracija?
- Napiši i obrazloži izraz za računanje masene koncentracije?
- Objasni značenje pojma: molalnost?
- Napiši i obrazloži izraz za računanje molalnosti?
- U kratkim crticama objasni način pravilne pripreme otopine?
Prije proučavanja ove teme prisjetimo se sljedećih pojmova!
smjesa, otopina, maseni udio, volumni udio, količinski udio
Kako izražavamo sastav otopina?
♦ Otopine su homogene smjese u kojima se nalaze otapalo i otopljena tvar. Prema tome u otopinama je jedna tvar uvijek u tekućem agregatnom stanju, a nerijetko su otopine smjese dviju ili više tekućina.
U Temi IZRAŽAVANJE SASTAVA SMJESA upoznali smo se sa pojmovima: maseni udio, količinski udio i volumni udio. I otopine su smjese, pa ove pojmove rabimo i u izražavanju sastava otopina.
♦ Međutim, sastav otopina najčešće izražavamo u koncentracijama.
Što označava pojam koncentracija?
♦ Koncentrirana otopina bila bi otopina koja sadrži veliku količinu otopljene tvari.
♦ Iz ovoga možemo zaključiti da je koncentracija povezana sa količinom tvari, odnosno sa brojnosti jedinki, odnosno sa množinom tvari.
♦ Prilikom definiranja pojma otopina, rekli smo da je jedna tvar uvijek otapalo, odnosno tekućina, tj. u svakoj otopini imamo tekućinu koja je određena svojim volumenom. U toj tekućini otopljena je druga tvar koja se može nalaziti u sva tri agregatna stanja, čvrsto, tekuće ili plinovito.
♦ Možemo reći da se u određenom volumenu tekućine nalazi otopljena određena količina ili množina druge tvari. Ova množina tvari otopljena u određenom volumenu tekućine predstavlja koncentraciju otopljene tvari u otopini. Koncentraciju otopljene tvari u otopini prema tome izražavamo na sljedeći način:
c (X) = n (X) / V (otopine) [mol m-3]
c = množinska koncentracija tvari X [mol m-3]
n (X) = množina tvari X [mol]
V = volumen otopine [m3]
♦ Budući da je ova koncentracija otopljene tvari izražena preko množine tvari naziva se množinskom koncentracijom.
♦ Množinska koncentracija ima fizikalnu oznaku malo slovo C (c), a fizikalna jedinica je mol m-3 iako se češće koristi jedinica mol dm-3 ili mol L-1.
Zašto volumen otopine izjednačavamo sa spomenutim volumenom otapala, odnosno tekućine?
♦ Iako i otopljene tvari imaju odnosno zauzimaju određeni volumen u otopini, taj volumen je u odnosu na volumen otapala zanemariv, te ga i u našim izračunima zanemarujemo.
ZADACI:
1. Izračunaj koncentraciju vodene otopine natrijevog klorida (NaCl), ako je u 200 ml vode otopljeno 2 mola NaCl?
2. Izračunaj masu kalijevog klorida (KCl) otopljenog u 100 ml otopine množinske koncentracije 0,01 mol L-1 ?
♦ Osim sa množinskim koncentracijama, u praksi se često susrećemo i sa masenim koncentracijama.
Što označava pojam masena koncentracija?
♦ Sama riječ upućuje nas na to da je riječ o određenoj masi tvari, a ne o količini tvari, otopljenoj u određenom volumenu tekuće tvari ili otapala ( volumenu otopine).
♦ Masenu koncentraciju otopljene tvari izražavamo na sljedeći način:
y (X) = m (X) / V (otopine) [kg m-3]
y = masena koncentracija otopljene tvari X [kg m-3]
m (X) = masa otopljene tvari X [kg]
V = volumen otopine [m3]
♦ Fizikalna oznaka za masenu koncentraciju je grčko slovo gama (y), dok je fizikalna jedinica kg m-3 , iako se češće koristi jedinica g dm-3 odnosno g L-1.
ZADACI:
1. Izračunaj masu kalijevog klorida (KCl) potrebnu za pripremu 0,1 g dm-3 njegove vodene otopine u odmjernoj tikvici volumena 250 mL ?
2. Izračunaj masenu koncentraciju kalijevog nitrata (KNO3) u odmjernoj tikvici volumena 250 mL, ako njegova množina u toj otopini iznosi 0,2 mol ?
♦ Sastav otopina možemo izraziti i preko molalnosti.
Što je molalnost?
♦ Sama riječ nas upućuje da se radi o određenom broju molova otopljene tvari. Otopljena tvar se nalazi u otapalu, odnosno u određenom volumenu otapala. Međutim, za izračunavanje molalnosti umjesto volumena otapala, upotrebljavamo masu otapala.
♦ Izraz za molalnost otopina je sljedeći:
b (X) = n (X) / m (otapalo) [mol kg-1]
b = molalnost otopine [mol kg-1]
n (X) = množina otopljene tvari X [mol]
m = masa otapala [kg]
♦ Fizikalna oznaka za molalnost otopina je malo slovo B (b), dok je fizikalna jedinica mol kg-1 .
ZADACI:
1. Izračunaj molalnost otopine olovo (II) nitrata (Pb(NO3)2) ako je 3 g ove soli otopljeno u 250 g vode?
2. Pripremljeno je 100 ml otopine natrijevog klorida (NaCl) množinske koncentracije 0,2 mol L-1 . Izračunaj molalnost te otopine ? (ρH2O = 1 g cm-3)
Kako pravilno pripremiti otopinu?
♦ Upoznavanjem veličina kojima izražavamo sastav otopina stekli smo osnovne preduvjete za samu praktičnu pripremu otopina.
♦ Budući da su otopine smjese u kojima je minimalno jedna tvar tekućina, pripremamo ih u odmjernim tikvicama (slika 1.). Svaka odmjerna tikvica na sebi ima oznaku koja predstavlja gornju granicu pripremljene otopine. Ono što gledamo je donji meniskus otopine (slika 2.) (Prisjeti se što označava pojam meniskus u Temi NAPETOST POVRŠINE !) Pri tome, kod očitavanja volumena, odmjerna tikvica treba biti na ravnoj podlozi, marka sa oznakom postavljena u visini oka, kako bi se izbjegle eventualne pogreške.
♦ Ako su otopljene tvari u čvrstom stanju, njihovu masu važemo na analitičkoj vagi (slika 3.). Odvaganu masu precizno prenesemo u tikvicu (pazeći da ne dođe do gubitka određene mase tvari), te postupno dodajemo otapalo, uz paralelno miješanje, kako bi se tvar otopila. Kada se tvar potpuno otopi, odmjernu tikvicu nadopunimo otapalom do oznake.
ZADATAK:
Pripremi 100 ml 25% -tne otopine natrijevog klorida (NaCl) !
U nastavku riješi kviz kako bi tvoje učenje bilo potpuno!
Što čujem zaboravim, što vidim pamtim, što uradim znam!
Odgovori
Morate biti prijavljeni da biste objavili komentar.