پرسش

سلام
طرز تهیه اسید سولفوریک یک درصد رو با محاسباتش میخواستم
ممنون میشم اگه جواب بدید آینده کاریم به این بستگی داره من خودم لیسانس شیمی ام خانم دکتر اگه جزوه ای در حد ورد یا پی دی اف از محلولسازی آماده دارید ممنون میشم کمکم کنید وبه ایمیلم بفرستید مرسی ازشما منتظر پیامتون هستم
fuser83@yahoo.com

پاسخ

به نام خدا و با آرزوی قبولی طاعات و عبادات شما در این ماه مبارک

اگر منظور شما اسید 1 درصد جرمی جرمی است، کافی است، یک گرم اسید را در بالن ژوژه ی 100 ریخته و ابتدا مقداری آب بر روی آن ریخته ، خوب به هم بزنید، سپس به حجم 100 برسانید، چون چگالی آب 1 گرم بر سی سی است، به حجم 100 برسانید تقریباً معادل آن است که به وزن 100 رسانده اید. برای برداشتن 1 گرم اسید، چون اسید مایع است و باید از پیپت استفاده کنید، ابتدا چگالی اسیدی را که در دسترس دارید نگاه کنید سپس با استفاده از چگالی آن محاسبه کنید 1 گرم اسید، معادل چند سی سی اسید است و سپس با استفاده از پیپت دقیق این مقدار را بردارید.
به عنوان مثال چگالی اسیدی که در آزمایشگاه معمولاً در دسترس است، 84/1 گرم بر سانتیمتر مکعب است،
d=m/v => v=m/d

v=1/1.84= 0.5434 ml

پس با این نوع اسید باید 5434/0 میلی لیتر اسید را برداشته به حجم 100 سی سی یا وزن 100 گرم برسانید.

محلول سازی یکی از متداواترین و در عین حال دقیق ترین کارهایی است که در آزمایشگاه انجام می شود. محلول سازی به معنای ساختن محلول مورد نظر و لازم از محلول های استاندارد می باشد.
محلولی را استاندارد می گویند که در آن ، رابطه بین مقادیر ماده حل‌شده و محلول یا رابطه بین مقدار ماده حل‌شده و حلال بنحوی معلوم باشد. با معلوم بودن مقدار ماده حل‌شونده و مقدار حلال تشکیل دهنده محلول ، غلظت محلول مشخص می‌گردد. بسیاری از واکنش‌ها در حالت محلول انجام می‌شوند و محاسبه‌های کمی برای این‌گونه واکنش‌ها بر مبنای غلظت آنها صورت می‌گیرد. برای بیان غلظت ، روش‌های گوناگونی وجود دارد و محلولهای استاندارد را براساس غلظت بیان می‌کند.

محلولهای استاندارد کاربردهای زیادی دارند، از جمله در تجزیه های تیترسنجی (تیتراسیون) ، واکنش‌های خنثی شدن و واکنش‌های اکسیداسیون-احیا و...

برای محلول سازی باید ابتدا با واحدها و روش های بیان غلظت یک محلول، آشنایی کامل داشته باشید:
محلول درصد جرمی
محلولی است که در آن مقداری ماده حل‌شونده در 100 گرم محلول ، حل شده باشد.

100*(جرم محلول/جرم ماده حل شونده )= درصد جرمی

در صورت و مخرج باید از یک نوع یکای جرم استفاده شود. یعنی هر دو باید برحسب میلی‌گرم ، گرم یا کیلوگرم بیان شوند. مثلا ، بر روی بر چسب محلول شست وشوی دهان نوشته می شود: "محلول استریل سدیم کلرید 9/0 درصد برای شستشو". عبارت "سدیم کلرید 9/0 درصد" یعنی در 100 گرم از این محلول 9/0 گرم سدیم کلرید وجود دارد و بقیه آن آب است.

برای محلول‌های بسیار رقیق ، معمولا غلظت بر حسب قسمت در میلیون (ppm) بیان می‌شود.

(۶ ^۱۰*جرم محلول)/جرم ماده حل شونده=ppm

اگر حلال ، آب باشد و مقدار ماده حل‌شونده چنان کم باشد که چگالی محلول هم‌چنان g.mL-1 1,0 باقی بماند، در اینصورت رابطه به قرار زیر خواهد بود:

لیتر محلول/میلی گرم ماده حل شونده≈ppm

از ppm برای بیان مقادیر بسیار کم کاتیون‌ها و آنیون‌ها در آب دریا ، بدن جانداران ، بافت‌های گیاهی و میزان آلاینده‌های هوا و بطور کلی ، در مواردی که مقدار ماده حل‌شونده خیلی جزئی باشد، استفاده می‌شود.



محلول گرم در لیتر (غلظت معمولی-C)
در این محلول‌ها ، مقداری ماده حل‌شونده در یک لیتر محلول وجود دارد.

حجم محلول به لیتر/مقدار ماده حل شونده به گرم= C

برای مثال ، اگر در 200 میلی‌لیتر از محلولی به اندازه 4 گرم پتاسیم کلرید حل‌شده باشد، غلظت معمولی این محلول ، 20 گرم در لیتر خواهد بود.

ابتدا میلی لیتر به لیتر تبدیل شود:
200ml*1 L / 1000 ml=0.2 L
و سپس جاگذای در فرمول شود:
C=4g / 0.2 L=20 g.L-1

محلول مول در لیتر (مولار CM)
غلظت مولار رایج‌ترین روش برای بیان غلظت است و محلول مولار ، محلولی است که در هر لیتر آن ، به اندازه یک مول ماده حل‌شونده ، حل شده باشد. مانند محلول یک مول بر لیتر لیتیم کلرید که در آن ، یک لیتر محلول دارای یک مول لیتیم کلرید است.

حجم محلول (لیتر)/مقدار ماده حل شونده (مول)=غلظت مولار (M)

محلول مولال (m)
محلولی که در آن یک مول ماده حل‌شونده در یک کیلوگرم حلال شده باشد، محلول مولال نامیده می‌شود. از غلظت مولال در مطالعه خواص کولیگاتیو محلول‌ها بکار می‌رود.

کیلوگرم حلال/مقدار ماده حل شونده (مول)= غلظت مولال (m)

برای مثال ، اگر در 200 گرم آب خالص ، 0,03 مول کلرید پتاسیم حل شده باشد، مولالیته محلول عبارت خواهد بود:
ابتدا باید گرم محلول به کیلوگرم تبدیل شود:
200g*1 Kg/1000 g=0,2 Kg کیلوگرم حلال

مولال m=0,03(mol)/0,2Kg=0,15

محلول نرمال (N)
محلول نرمال ، محلولی است که یک اکی والان گرم ماده حل‌شونده در یک لیتر آن و یا یک میلی‌اکی‌والان گرم در هر لیتر آن حل شده باشد.

•مفهوم اکی والان گرم: مقدار وزن اکی والان مواد مختلف طبق رابطه زیر به دست می‌آید:
E=M/n
که M ، جرم مولکولی و n (ظرفیت) برای مواد مختلف به قرار زیر بدست می‌آید:
مقدار n برای اسیدها برابر تعداد هیدروژن‌های اسیدی و برای بازها ، برابر تعداد -OH ، برای نمک‌ها برابر ظرفیت فلز ضرب‌در تعداد فلز و برای واکنش‌های اکسایش- کاهش برابر درجه کاهش یا اکسایش است.


با بدست آوردن مقدار E (وزن اکی والان) می‌توان تعداد اکی‌والان را از رابطه زیر حساب کرد:

وزن اکی والان/جرم ماده برحسب گرم =m/E =تعداد اکی والان

در نتیجه ، نرمالیته یک محلول بیانگر تعداد اکی‌والان‌ها در یک لیتر محلول یا تعداد میلی‌اکی‌والان در هر میلی لیتر می باشد.

اما سوال شما بسیار کلی می باشد. چنانچه بخواهید مقدار حجم مشخصی با یک غلظت مشخص از یک محلول را یسازید باید از ضربهای استوکیومتری استفاده نمایید. به مثالی در این زمینه توجه فرمایید:

طریقه ی ساختن 250 میلی ایتر محلول 3 مولار از یک نمونه ی اصلی hcl 37% با دابسیته 1.18گرم بر سانتی متر مکعب رو با ذکر محاسبات



برای حل این مسئله باید از ضربهای استوکیومتری استفاده شود و باید مرحله به مرحله انجام دهید:
در زیر برای حاصل محاسبات به دلیل وقت گیر بودن ، از حروف استفاده شده، لطفاً خودتان آنها را محاسبه نمایید.

وقتی گفته می شود اسید37 درصد، یعنی 37 درصد وزنی اسید دارد. یعنی از هر 100 گرم محلول موجود در شیشه، 37 گرم آن اسید است.
اول از همه ببینیم برای درست کردن 250 سی سی محلول HCl سه مولار چند گرم اسید نیاز داریم. به این ترتیب عمل می کنید: (250 سی سی معادل 25/0 لیتر می باشد). 5/36 گرم بر مول نیز جرم مولی یا جرم مولکولی اسید کلریدریک می باشد.

0.25lit HCl * 3mol/lit * 36.5gr/1mol =Agr

چون ما ماده ی جامد نداریم بلکه محلول است، بنابراین به حجم نیاز داریم نه جرم. با استفاده از میزان چگالی حجم معادل این جرم را بیابید. (توجه داشته باشید که چگالی را معکوس می کنیم تا واحد kg موجود در صورت کسر قبلی با این زده شود و لیتر در صورت قرار بگیرد.)

Agr *1cc/1.18 gr =Bml

حال برای این محلولسازی نیاز به B میلی لیتر اسید خالص داریم. حال که اسید 37 درصد است، بنابراین با استفده از
درصد خلوص /100 ضربدر جرم ماده ی خالص=جرم ماده ی ناخالص

B * 37/100=D


بنابراین بایدD سی سی محلول اسید در دسترس را به حجم 250 سی سی برسانیم.


و نمونه ای دیگر:

برای تهیه یک لیتر محلول آبی 04/0 مولار از نمک Me4 NCl به چند گرم از این ماده نیاز است؟

با استفاده از ضربهای استوکیومتری به این ترتیب عمل می کنید:

l 1 lit * 0.04 mol/lit Me4NCl * 119.5gr/mol = 4.78 gr

بنابراین باید 78/4 گرم از نمک Me4NCl را در یک لیتر آب حل نمود. منظور از گروه متیل Me نیز همان CH3 می باشد (CH3)4NCl.

پیروز و سربلند باشید.