ძირითადი მასალა

კურსი: ქიმია > თემა 7

გაკვეთილი 3: ნარევები და ხსნარები

მოლარობა

ხსნარის, გამხსნელისა და გასახსნელის განსაზღვრება. როგორ გამოიყენება მოლარობა გახსნილი ნივთიერების კონცენტრაციის რაოდენობაში გადასაყვანად და მოლარობასთან დაკავშირებული გამოთვლები.

საკვანძო საკითხები

ნარევებს, რომლებსაც ერთგვაროვანი შემადგენლობა აქვთ, ჰომოგენური ნარევები ან ხსნარები ეწოდებათ.
არაერთგვაროვანი შემადგენლობის მქონე ნარევები ჰეტეროგენური ნარევები არიან.
ქიმიური ნივთიერება, რომელიც ხსნარში ყველაზე დიდი რაოდენობითაა, არის გამხსნელი, დანარჩენი კომპონენტები კი — გახსნილი ნივთიერებები.
მოლარობა ან მოლური კონცენტრაცია არის გახსნილი ნივთიერების მოლების რიცხვი ერთ ლიტრ ხსნარში, რაც შემდეგი განტოლების საშუალებით შეგვიძლია გამოვთვალოთ:

$მოლარობა = \frac{მოლი გახსნილი ნივთიერება}{ლ ხსნარი}$ ‍

მოლური კონცენტრაცია შეგვიძლია გამოვიყენოთ გახსნილი ნივთიერების მასის ან მოლების და ხსნარის მოცულობის ერთმანეთში გადასაყვანად.

შესავალი: ნარევები და ხსნარები

რეალურ ცხოვრებაში ხშირად ვხვდებით ნივთიერებებს, რომლებიც განსხვავებული ელემენტებისა და ნაერთების ნარევები არიან. ნარევის ერთ-ერთი მაგალითია ადამიანის სხეული. იცოდით, რომ ადამიანის მასის დაახლოებით

57 %

წყალია? ფაქტობრივად, ჩვენ ვართ წყალში გახსნილი მოლეკულების, აირებისა და არაორგანული იონების ასორტიმენტი. არ ვიცი, თქვენ რას გრძნობთ, მაგრამ ჩემთვის ეს საკმაოდ განმაცვიფრებელია!

სანაპიროზე მოსიარულეთა სხეულების გარდა, ქვიშა და ოკეანის წყალიც ნარევებს წარმოადგენენ! ბონდის სანაპიროს ფოტო. წყარო: penreyes flickr-ზე, CC BY 2,0

თუ ნივთიერებები ისე ერევიან ერთმანეთს, რომ ხსნარის შემადგენლობა ერთნაირია ნიმუშის ყოველ ნაწილში, მათ ჰომოგენური ნარევები ეწოდებათ. საპირისპიროდ, ნარევი, რომელსაც არაერთგვაროვანი შედგენილობა აქვს ნიმუშის ყოველ ნაწილში, არის ჰეტეროგენური.

ჰომოგენურ ნარევებს ხსნარებსაც უწოდებენ და ხსნარები შეიძლება შეიცავდნენ კომპონენტებს, რომლებიც არიან მყარი, თხევადი და/ან აირადი. ხშირად გვჭირდება, დავითვალოთ ხსნარში არსებული რაიმე ნაერთის ან ელემენტის რაოდენობა, რასაც მისი კონცენტრაცია ეწოდება. ამ სტატიაში ვნახავთ, თუ როგორ აღვწეროთ ხსნარები რაოდენობრივად, და განვიხილავთ, როგორ შეიძლება ამ ინფორმაციის გამოყენება სტექიომეტრულ გამოთვლებში.

მოლური კონცენტრაცია

არა!

მოლური კონცენტრაცია იგივეა, რაც მოლარობა, მაგრამ მოლარობა და მოლალობა ერთი და იგივე არაა. ესაა სხვადასხვა გზები ხსნარში გახსნილი ნივთიერების რაოდენობის დასათვლელად და მოლარობაში მოცემულ ხსნარის კონცენტრაციას მოლალობაში ვერ გადაიყვანთ. ამ სტატიაში მხოლოდ მოლარობას განვიხილავთ.

ამ ორ ცნებას შორის განსხვავებების გასაგებად იხილეთ ეს ვიდეო მოლარობისა და მოლალობის შესახებ.

ხსნარში ყველაზე მეტი რაოდენობით არსებული კომპონენტი ცნობილია როგორც გამხსნელი. გამხსნელში შერეული ნებისმიერი ქიმიური ნაერთი არის გახსნილი ნივთიერება. გახსნილი ნივთიერება შეიძლება იყოს აირი, სითხე ან მყარი რამ. მაგალითად, დედამიწის ატმოსფერო არის ნარევი და მისი შემადგენლობაა:

78 %

აზოტი,

21 %

ჟანგბადი და

1 %

არგონი, ნახშირორჟანგი და სხვა აირები. შეგვიძლია, ატმოსფეროს შევხედოთ ისე, როგორც ხსნარს, რომელშიც აზოტი გამხსნელია, გახსნილი ნივთიერებები კი არიან ჟანგბადი, არგონი და ნახშირორჟანგი.

მოლარობა, ანუ გახსნილი ნივთიერების მოლური კონცენტრაცია, განისაზღვრება, როგორც გახსნილი ნივთიერების მოლური რიცხვი ერთ ლიტრ ხსნარში (და არა ერთ ლიტრ გამხსნელში!):

$მოლარობა = \frac{მოლი გახსნილი ნივთიერება}{ლ ხსნარი}$ ‍

შეიძლება, იფიქროთ, რომ გახსნილი ნივთიერების მოცულობა არ გავითვალისწინეთ! სინამდვილეში, გახსნილი ნივთიერების მოცულობა გამხსნელის მოცულობისთვის რომ დაგვემატებინა, მაინც შეიძლებოდა, ხსნარის ჯამური მოცულობისგან განსხვავებული მოცულობა მიგვეღო.

ეს იმიტომ ხდება, რომ ნარევის მოცულობა ნარევში არსებულ მოლეკულებს შორის მოქმედ ძალებზეა დამოკიდებული. განსაკუთრებით თხევადი ხსნარის შემთხვევაში, სადაც მოლეკულები ერთმანეთთან უფრო ახლოს არიან და უფრო ძლიერად ურთიერთქმედებენ ერთმანეთთან, ვიდრე აირები აირთა ნარევში. გამხსნელის მოლეკულებს შორის მოქმედი ძალები განსხვავდებიან გამხსნელ და გახსნილ ნივთიერებების მოლეკულებს შორის მოქმედი ძალებისგან. ამ ურთიერთქმედებების ბუნებიდან გამომდინარე, ხსნარის მოცულობა შეიძლება იყოს უფრო დიდი ან უფრო მცირე, ვიდრე გამხსნელის და გახსნილი ნივთიერების ჯამია!

სიგიჟეა! ესეც თქვენი ქიმია.

მოლარობის ერთეულია

\frac{მოლ}{ლიტრი}

, რაც შეიძლება შევამოკლოთ როგორც მოლური ან

მ

(გამოითქმება, როგორც „მოლური“). გახსნილი ნივთიერების მოლარული კონცენტრაცია ხანდახან შემოკლებულია შემდეგნაირად: გახსნილი ნივთიერების ქიმიური ფორმულა ჩასმულია კვადრატულ ფრჩხილებში. მაგალითად, ხსნარში არსებული ქლორის იონების კონცენტრაცია შეგვიძლია დავწეროთ, როგორც

[{Cl}^{-}]

. მოლური კონცენტრაცია საშუალებას გვაძლევს, გადავიყვანოთ ხსნარის მოცულობა გახსნილი ნივთიერების მოლებში (ან მასაში) და პირიქით.

ცოდნის შემოწმება: ბრინჯაო არის შენადნობი, რომელიც შეგვიძლია წარმოვიდგინოთ, როგორც სპილენძის ~ $88 %$ ‍-იანი და კალას $12 %$ ‍-იანი მყარი ხსნარი. რა არის ბრინჯაოში გამხსნელი და გახსნილი ნივთიერება?

მაგალითი 1: გამოვითვალოთ გახსნილი ნივთიერების მოლური კონცენტრაცია

მოდით, განვიხილოთ ხსნარი, რომელიც დამზადდა წყალში

2,355 გ

გოგირდმჟავას,

H_{2} {SO}_{4}

-ის, გახსნით. ხსნარის ჯამური მოცულობაა

50, 0 მლ

. რა არის გოგირდმჟავას,

[H_{2} {SO}_{4}]

-ის, მოლური კონცენტრაცია?

იმისთვის, რომ ვიპოვოთ

[H_{2} {SO}_{4}]

, გვჭირდება, გავიგოთ, თუ რამდენი მოლი გოგირდმჟავაა ხსნარში. ჩვენ შეგვიძლია გახსნილი ნივთიერების მასა გადავიყვანოთ მოლებში გოგირდმჟავას მოლეკულური წონის,

98, 08 \frac{გ}{მოლ}

-ის, გამოყენებით:

${მოლ H}_{2} {SO}_{4} = 2,355 გ H_{2} {SO}_{4} \times \frac{1 მოლ}{98, 08 გ} = 0,024 01 {მოლ H}_{2} {SO}_{4}$ ‍

ახლა შეგვიძლია, ამოხსნაში შევიტანოთ გოგირდმჟავას მოლების რაოდენობა და ხსნარის მთლიანი მოცულობა, რათა გავიგოთ გოგირდმჟავას მოლური კონცენტრაცია:

$\begin{aligned} [H_{2} {SO}_{4}] & = \frac{მოლ გახსნილი ნივთიერება}{ლ ხსნარი} \\ = \frac{0,024 01 მოლ}{0,050 ლ} \\ = 0, 48 მ \end{aligned}$ ‍

ცოდნის შემოწმება: რა არის $4, 8 {მ H}_{2} {SO}_{4}$ ‍-ის ხსნარში $H^{+}$ ‍-ის იონების მოლური კონცენტრაცია?

ამ შეკითხვაზე პასუხის გაცემისთვის საჭიროა, დავფიქრდეთ, თუ რა ხდება ხსნარში. რადგანაც გოგირდმჟავა ძლიერი მჟავაა, ის ხსნარში მთლიანად იშლება მის შემცველ იონებად -

H^{+} (ხ ს)

-ად და

{SO}_{4}^{-} (ხ ს)

-ად. ეს შეგვიძლია შემდეგნაირად გამოვსახოთ:

H_{2} {SO}_{4} (ხ ს) \to 2 H^{+} (ხ ს) + {SO}_{4}^{2 -} (ხ ს)

ამ გათანაბრებული ტოლობის მიხედვით ვხედავთ, რომ ხსნარში არსებული გოგირდმჟავას ერთი მოლი გვაძლევს

H^{+} (ხ ს)

-ის

2

2 მოლს. ამ თანაფარდობის გამოყენებით,

H^{+} (ხ ს)

-ის მოლური კონცენტრაცია იქნება:

[H^{+} (ხ ს)] = 4, 8 {მ H}_{2} {SO}_{4} \times \frac{2 {მოლ H}^{+}}{1 {მოლ H}_{2} {SO}_{4}} = 9, 6 {მ H}^{+} (ხ ს)

აქედან გამომდინარე,

H^{+} (a q)

-ის მოლური კონცენტრაცია ორჯერ მეტია, ვიდრე

H_{2} {SO}_{4}

-ს მოლური კონცენტრაცია.

მაგალითი 2: კონკრეტული კონცენტრაციის მქონე ხსნარის დამზადება

ხანდახან გვინდა, რომ კონკრეტული კონცენტრაციისა და მოცულობის ხსნარი გვქონდეს და გვსურს, ვიცოდეთ, რა რაოდენობის გახსნილი ნივთიერება გვჭირდება ხსნარის დასამზადებლად. ასეთ შემთხვევაში, მოლარობის გამოსახულება შეგვიძლია სხვანაირად დავწეროთ, რათა გავიგოთ გახსნილი ნივთიერების ჩვენთვის საჭირო მოლების რაოდენობა.

$მოლი გახსნილი ნივთიერება = მოლარობა \times ლიტრი ხსნარი$ ‍

მაგალითად, დავუშვათ, რომ გვსურს

[NaCl] = 0,800 მ

-ს მქონე

0,250 ლ

წყალხსნარის დამზადება. რა რაოდენობის

NaCl

დაგვჭირდება ასეთი ხსნარის დასამზადებლად?

შეგვიძლია, გამოვიყენოთ სხვანაირად გამოსახული მოლური ტოლობა, რათა გავიგოთ

NaCl

-ის საჭირო მოლების რაოდენობა ამ კუთრი კონცენტრაციისა და მოცულობისთვის:

$\begin{aligned} მოლ NaCl & = [NaCl] \times ლ ხსნარი \\ = 0,800 \frac{მოლ}{ლ} \times 0,250 ლ \\ = 0,200 მოლ NaCl \end{aligned}$ ‍

შემდეგ შეგვიძლია, გამოვიყენოთ ნატრიუმის ქლორიდის მოლეკულური წონა,

58, 44 \frac{გ}{მოლ}

, რათა გადავიყვანოთ

NaCl

-ის მოლები გრამებში:

$NaCl-ის მასა = 0,200 მოლ \times \frac{58, 44 გ}{1 მოლ} = 11, 7 გ NaCl$ ‍

პრაქტიკაში, ხსნარის დასამზადებლად ამ ინფორმაციას შემდეგნაირად გამოვიყენებდით:

ნაბიჯი

1.

აწონეთ

11, 7 გ

ნატრიუმის ქლორიდი.

ნაბიჯი

2.

გადაიტანეთ ნატრიუმის ქლორიდი სუფთა, მშრალ კოლბაში.

ნაბიჯი

3.

დაამატეთ

NaCl

-ს წყალი, სანამ ხსნარის ჯამური მოცულობა არ გახდება

250 მლ

-ს ტოლი.

ნაბიჯი

4.

მოურიეთ, სანამ

NaCl

მთლიანად არ გაიხსნება.

ჩვენი მოლური კონცენტრაციის სიზუსტე დამოკიდებულია იმაზე, თუ რომელ ჭურჭელს ავირჩევთ და რამდენად ზუსტად ავწონით გასახსნელ ნივთიერებას. ჭურჭელი განსაზღვრავს ჩვენი ხსნარის მოცულობის სიზუსტეს. თუ ძალიან პრეტენზიულები არ ვართ, ხსნარის დამზადება ერლენმაიერის კოლბაში ან ქიმიურ ჭიქაში შეგვიძლია. თუ გვინდა, რომ ძალიან ზუსტები ვიყოთ, მაგალითად მაშინ, როცა ანალიზური ქიმიის ექსპერიმენტისთვის სტანდარტული ხსნარია დასამზადებელი, გამხსნელ და გასახსნელ ნივთიერებებს საზომ კოლბაში შევურევთ ერთმანეთს (იხილეთ სურათი ქვემოთ).

მეთილენის ლურჯის ხსნარით (საღებავი) შევსებული საზომი კოლბა. ფოტოს ავტორი Amanda Slater, flickr, CC BY-SA 2,0

შეჯამება

ნარევებს, რომლებსაც ერთგვაროვანი შემადგენლობა აქვთ, ჰომოგენური ხსნარები ეწოდებათ.
ნარევებს, რომლებსაც არაერთგვაროვანი შემადგენლობა აქვთ, ჰეტეროგენური ნარევები ეწოდებათ.
ნარევში ყველაზე დიდი რაოდენობით არსებულ ქიმიურ ნივთიერებას გამხსნელი ეწოდება, ხოლო დანარჩენ ნაერთებს — გახსნილი ნივთიერებები.
მოლარობა ან მოლური კონცენტრაცია არის გახსნილი ნივთიერების მოლების რიცხვი ლიტრ ხსნარში, რისი გამოთვლაც შემდეგი გამოსახულების საშუალებით შეგვიძლია:

$მოლარობა = \frac{მოლი გახსნილი ნივთიერება}{ლ ხსნარი}$ ‍

მოლური კონცენტრაცია შეგვიძლია გამოვიყენოთ გახსნილი ნივთიერების მასის ან მოლების და ხსნარის მოცულობის ერთმანეთში გადასაყვანად.

ატრიბუცია

ეს სტატია ადაპტირებულია შემდეგი სტატიებიდან:

„მოლარობა“. წყარო: Boundless Chemistry, CC BY-SA 4,0.
„მოლარობა“. წყარო: UC Davis ChemWiki, CC BY-NC-SA 3,0 US.

სტატია ვრცელდება ლიცენზიით: CC-BY-NC-SA 4,0.

სხვა ცნობები

„დედამიწის ატმოსფერო“; წყარო: Wikipedia

„ლაბორატორიის ჭურჭელი“. წყარო: Wikimedia Commons, CC BY 3,0

სცადეთ: დალექვის რეაქციის სტექიომეტრია

მოლარობა საკმაოდ გამოსადეგი კონცეპტია ხსნარში მიმდინარე რეაქციების სტექიომეტრული გამოთვლებისთვის, როგორიცაა დალექვისა და ნეიტრალიზაციის რეაქციები. მაგალითად, განვიხილოთ

{Pb(NO}_{3})_{2} (ხ ს)

-სა და

KI (ხ ს)

-ს შორის მიმდინარე დალექვის რეაქცია. როდესაც ამ ორ ხსნარს ავურევთ, ხსნარში ღია ყვითელი

{PbI}_{2} (მ ყ)

დაილექება. ამ რეაქციის გათანაბრებული ტოლობაა:

${Pb(NO}_{3})_{2} (ხ ს) + 2 KI (ხ ს) \to {PbI}_{2} (მ ყ) + 2 {KNO}_{3} (ხ ს)$ ‍

თუ გვაქვს $0, 10 {მ Pb(NO}_{3})_{2}$ ‍-ს $0, 1 ლ$ ‍-იანი ხსნარი, რა მოცულობა $0, 10 მ KI (ხ ს)$ ‍ უნდა დავამატოთ მას, რათა ${Pb(NO}_{3})_{2} (ხ ს)$ ‍-ს მთლიან რაოდენობასთან შევიდეს რეაქციაში?

გათანაბრებული რეაქციის სტექიომეტრიის მიხედვით, ვიცით, რომ

1 {mol Pb(NO}_{3})_{2}

-ის თითო მოლის რეაქციაში შესასვლელად საჭიროა

2

მოლი

KI

. თუ გამოვიყენებთ სტექიომეტრულ თანაფარდობას

KI

-ს მოლების დასათვლელად, მივიღებთ:

0,010 {მოლ Pb(NO}_{3})_{2} \times \frac{2 მოლ KI}{1 {მოლ Pb(NO}_{3})_{2}} = 0,020 მოლ KI

ეს ნიშნავს, რომ დაგვჭირდება

0,020 მოლ KI

იმისთვის, რომ განვსაზღვროთ,

KI

-ის რა მოცულობის ხსნარი გვჭირდება, შეგვიძლია, მოლარობის გამოსახულება სხვანაირად დავწეროთ და ამოვხსნათ ის ხსნარის ჯამური მოცულობისთვის:

$მოლი გახსნილი ნივთიერება = მოლარობა \times ლიტრი ხსნარი$ ‍

თუკი ორივე მხარეს ხსნარის მოლარობაზე გავყოფთ, მივიღებთ:

$ლ ხსნარი = \frac{მოლ გახსნილი ნივთიერება}{მოლარობა}$ ‍

ახლა შეგვიძლია, შევიტანოთ გახსნილი ნივთიერების მოლების და მოლარობის მნიშვნელობები:

$\begin{aligned} ლ ხსნარი & = \frac{მოლ გახსნილი ნივთიერება}{მოლარობა} \\ = \frac{0,020 მოლ}{0, 10 მ KI} \\ = 0, 20 ლ KI \end{aligned}$ ‍

აქედან გამომდინარე, დაგვჭირდება

0, 10 მ KI

-იანი ხსნარის

0, 20 ლ

, რათა მთლიანად შევიდეს რეაქციაში

100 მლ

0, 10 {მ Pb(NO}_{3})_{2}

-თან.

გსურთ, შეუერთდეთ დისკუსიას?

შესვლა

დავალაგოთ:

პოსტები ჯერ არ არის.

გესმით ინგლისური? დააწკაპუნეთ აქ და გაეცანით განხილვას ხანის აკადემიის ინგლისურენოვან გვერდზე.