Exprimarea concentratiei solutiilor

Solutia este un lichid omogen care contine doi sau mai multi componenti. Unul din componenti se numeste dizolvant, si predomina cantitativ fata de celalalt component, substanta dizolvata.

Concentratia este o caracteristica esentiala a unei solutii si reprezinta raportul dintre cantitatea de substanta dizolvata si cantitatea dizolvantului (solventului) utilizat.

Exista mai multe moduri de exprimare a concentratiei unei solutii.

a.       Concentratia procentuala: reprezinta cantitatea de substanta dizolvata īn 100g solutie,īn acest caz exprimarea fiind "g/g".

Daca solutia se prepara prin cāntarirea substantei respective si aducerea acestuia la volum constant cu solventul, este exprimare "g/ml".

Daca solutia se prepara volumetric, ambele componente ale solutiei fiind lichide, avem exprimare "v/v".

b.      Concentratia molara (M sau C_M) reprezinta numarul de moli de substanta dizolvata īn 1000ml solutie.

Numarul de moli se determina cu ajutorul urmatoarei formule:

n = m/M,

Unde, n reprezinta numarul de moli ; m reprezinta masa de substanta (g) ; M reprezinta masa moleculara.

Densitatea unei solutii se determina cu formula :

ρ= masa de solutie / volumul de solutie (g/ml).

Concentratia normala (N sau C_N) se refera la numarul de echivalenti gram dizolvati īn 1000ml solutie.

Calucularea Echivalentul gram (val) se realizeaza in functie de clasa din care face parte substanta respectiva:

Pentru acizi

Se calculeaza īmpartind masa moleculara a acidului la numarul atomilor de hidrogen ai acidului.

Exemplu

E_HCl=36,5/1=36,5g

E _H2SO4 = 98/2 = 49 g

Pentru baze

Se calculeaza īmpartind masa moleculara a bazei la numarul de grupari hidroxilice

E_NaOH = 40 / 1= 40g

E Ca(OH)₂= 74/2 =37 g

Pentru sare

Se calculeaza īmpartind masa moleculara a sarii la numarul atomilor de metal īnlocuiti de hidrogen x valenta metalului:

E_Na2SO4=142/2 x 1=71 g

Utilizarea solutiilor normale īn volumetrie prezinta avantajul ca solutiile de aceeasi normalitate reactioneaza īntre ele īn volume egale, deoarece contin dizolvate substante īn cantitati echivalente.

Titrul (T) unei solutii reprezinta cantitatea de substanta exprimata īn grame, care se gaseste dizolvata īntr-un ml de solutie. Solutia al carei titru se cunoaste se numeste solutie titrata.

De exemplu, daca īn 1000ml solutie se gasesc 40 g NaOH, īntr-un ml de solutie se afla T g NaOH, adica :

T=40/1000=0,04g NaOH

Pentru obtinerea unei solutii cu un anumit titru se procedeaza dupa urmatoarele metode:

a). fie prin cāntarirea unei anumite cantitati de substanta etalon sau titrimetrica.

Substantele etalon sunt acele substante din care prin simpla cāntarire si dizolvare īn balon cotat, la volum cunoscut, se pot obtine solutii cu concentratia cunoscuta.

b). fie prin titrare cu ajutorul unei substante etalon. Se cāntareste o anumita cantitate din substanta etalon (0,15-0,20g), se dizolva īn apa si se titreaza cu solutia al carei titru dorim sa īl determinam.

Pentru stabilirea titrului sunt necesare cel putin doua titrari īn scopul verificarii concordantei dintre rezultate.

Factorul solutiei (F) este un factor de corectie al concentratiei unei solutii, si este numarul care arata corespondenta dintre un ml solutie aproximativ normala si o solutie exact normala.

De exemplu, pentru o solutie exacta 0,1N de NaOH titrul teoretic este de 0.004. Pentru o solutie aproximativ 0,1 N sa presupunem ca titrul real este 0.004328. Factorul acestei solutii va fi:

F=T_rea;l/T_teoretic=0,004328/0,0040=1,0820

Aceasta īnseamna ca la 1ml din solutia noastra corespund 1.082ml din solutia exact 0.1N.

Probleme

Se cere concentratia procentuala a solutiei obtinuta prin dizolvarea a:

1. 10 g hidroxid de sodiu in 40 g apa
2. 60 g acid azotic in 240 ml apa
3. 40 g sare īn 1000 ml apa
1. Ce cantitate de substanta este necesara pentru a obtine:

a.       250 g solutie 3,5%

b.      50 g solutie 2,5 %

c.       0,8 kg solutie 20%

3. Ce cantitate de substanta trebuie dizolvata īn 400 ml apa pentru a obtine o solutie 30%?
4. Se da 120 g solutie 12% si se adauga 200 g apa. Se cere concentratia procentuala a solutiei finale.
5. Se cere concentratia procentuala a solutiei care contine 2.5 moli NaOH la 900 g apa.
6. Ce cantitate de substanta dizolvata contin:

a.       1000 ml solutie NaOH, 1M

b.      500 ml solutie CuSO₄ 0,5 M

c.       2400 ml solutie KNO₃ 0,02M.

7. Se cere concentratia molara a solutiilor care contin:

a.       2,8 g KOH la 250 ml solutie

b.      0,585 g sare la 500 ml solutie

c.       8 g NaOH la 600 ml solutie.

8. Se amesteca 600 g solutie acid azotic 40% cu 1,2 L solutie de acid azotic 0,25M si cu 200 ml apa. Considerānd densitatea solutiei de 1g/ml, sa se determine concentratia procentuala si molara a solutiei finale.
9. Se amesteca:

a.       400 g solutie NaOH, 10% cu densitatea de 1,07 g/ml cu 800 ml solutie de NaOH 10% si 0,6 kg apa.

b.      400 g solutie acid sulfuric, 69% cu densitatea de 1,6 g/ml cu 200 ml solutie de acid sulfuric, 69% cu densitatea de 1,6 g/ml si 400 ml apa.

Se cere sa se detrmine concentratia procentuala si molara.

10. Determinati concentratia normala a solutiilor:

a.       3,2 g sulfat de cupru la 0,2 l solutie

b.      1,06 carbonat de sodiu la 600 ml solutie.

11. Se amesteca 1200 g de acid sulfuric 4,9% cu 2 L solutie de acid sulfuric 0,2M si cu 400 ml apa. Considerānd densitatea solutiei de 1g/ml, sa se determine concentratia procentuala, molara si normala a solutiei finale.
12. Sa se determine titrul solutiilor de mai jos:

a.       HCl 1N

b.      NaOH 0,5 M

13. Sa se determine, concentratia molara, normala si titrul solutiilor:

a.       HCl 35,2% cu ρ = 1,175 g/ml

b.      HNO₃ 50%, cu ρ = 1,310 g/ml