NOTIUNI DE CHIMIE - masuri chimice, concentratia solutiilor

NOTIUNI DE CHIMIE

1. Unitati de masura folosite in chimie.

Atomii si moleculele, fiind particule materiale, au masa.  Exprimarea maselor absolute (in grame) este dificila pentru calcule, fapt pentru care in chimie s-a recurs la exprimarea maselor relative (in unitati atomice de masa - u.a.m.), care reprezinta a douasprezecea parte din masa absoluta a izotopului ¹²C.

Se definesc astfel:

masa atomica (relativa) a unui element chimic, ca raport intre masa absoluta a atomului respectiv si a douasprezecea parte din masa absoluta a  izotopului ¹²C;

masa moleculara (relativa) a unei substante, ca raport intre masa absoluta a moleculei substantei respective si a douasprezecea parte din masa izotopului ¹²C.

Practic, masa moleculara se calculeaza prin sumarea maselor atomice ale atomilor din care se compune molecula respectiva.

Pentru a exprima in grame cantitatile de substante, se definesc:

atom-gram - ul unui element chimic, care reprezinta cantitatea, exprimata in grame, numeric egala cu masa atomica (relativa) a elementului respectiv;

molecula-gram (mol - ul) de substanta, care reprezinta cantitatea, exprimata in grame, numeric egala cu masa moleculara (relativa)  a substantei respective;

echivalent-gram -ul (val -ul) reprezinta cantitatea dintr-o substanta, exprimata in grame, numeric egala cu echivalentul chimic al substantei respective.

Echivalentul chimic (E_ch).reprezinta cantitatea dintr-un element, radical sau substanta, care se combina / se substituie unui atom de hidrogen

In cazul reactiilor in care substantele nu-si modifica valentele, echivalentii chimici se calculeaza prin urmatoarele rapoarte:

pentru elemente chimice ;

pentru acizi  ,

prin bazicitatea acidului intelegandu-se numarul protonilor H⁺ continuti de molecula acidului;

pentru baze ,

prin aciditatea bazei intelegandu-se numarul gruparilor oxidril (OH^-) continute de molecula bazei;

pentru saruri

Concentratia solutiilor

Concentratia solutiei reprezinta valoarea raportului intre numarul de parti de solut si numarul de parti de solutie, uneori de solvent.

In functie de necesitati, partile pot fi exprimate in unitati de masa, de volum, in moli sau vali, definindu-se corespunzator concentratiile procentuala, molara, molala, valara.

Concentratia procentuala (C%) exprima numarul de parti de solut dizolvat in 100 parti de solutie, partile putand fi exprimate in:

unitati de masa (C% g/g);

unitati de volum (C% v/v);

combinatii de unitati (C% g/v ; C% v/g).

Ca varianta la concentratia procentuala, cind valorile acesteia sunt prea mici se poate exprima concentratia promile (C⁰/₀₀).

Concentratia molara (molaritatea) - C_m- exprima numarul de moli de solut dizolvat intr-un litu (1000 ml) de solutie.

Cand 1 litru de solutie contine 1 mol de solut, solutia se numeste solutie molara, concentratia ei notandu-se 'm' sau '1m'.

Submultiplii si multiplii molaritatii se noteaza prin fractii zecimale (0,1m; 0,01m etc.) sau fractii ordinare (m/10; m/100 etc.), respectiv 10m; 100m etc.

Concentratia molala (molalitatea) - C_molal- exprima numarul de moli de solut dizolvat in 1000|g de solvent.

Concentratia valara (normalitatea) -C_n- exprima numarul de vali de solut dizolvat in 1000 ml de solutie.

Similar molaritatii, normalitatea se noteaza 0,01n; 0,1n; 1n; 10n; 100n etc., solutia cu concentratia 1n numindu-se solutie normala.

In cadrul lucrarii practice, pe baza datelor din tabelul 1., se vor efectua calculele necesare completarii tabelului  Elementele calculate vor fi folosite in lucrarile urmatoare.

Tabelul 1.

3. Calculul concentratiei amestecurilor de solutii

Daca doua sau mai multe solutii ale aceluiasi solut, dar cu concentratii diferite, se amesteca, se va obtine o solutie cu concentratia cuprinsa intre valorile concentratiile celor doua solutii amestecate.

Astfel, daca Vi si Cni sunt, respectiv volumele si concentratiile solutiilor, concentratia rezultanta C se calculeaza pe baza relatiei:

, 

relatie care rezulta din faptul ca fiecare solutie va introduce, in solutia finala, o cantitate de solut corespunzatoare volumului si concentratiei sale.

Relatia 5 poate fi aplicata pentru:

calculul concentratiei ce rezulta prin amestecare,

 

calculul volumului necesar dintr-o solutie (n), celelalte (n-1) volume fiind impuse,

   

Tabelul