ความเข้มข้นของสารละลาย ( solution concentration)
Post on 04-Jan-2016
979 Views
Preview:
DESCRIPTION
TRANSCRIPT
: . สารละลาย ผู้�สอน อ ศราวุ�ทธ แสงอ�ไร
ความเข้�มข้�นข้องสารละลาย(Solution concentration)
วว3023130231 ปร�มาณส�มพั�นธ์� สถานะข้องสาร และปร�มาณส�มพั�นธ์� สถานะข้องสาร และเคม�ไฟฟ�าเคม�ไฟฟ�า
นายศราว�ทธ์ แสงอ�ไร นายศราว�ทธ์ แสงอ�ไร คร!ว�ชาการสาข้าเคม� โรงเร�ยนมหิ�ดลว�ทยาน�สรณ�คร!ว�ชาการสาข้าเคม� โรงเร�ยนมหิ�ดลว�ทยาน�สรณ�
ว�นท�' ว�นท�' 6 6 พัฤศจิ�กายน พัฤศจิ�กายน 25522552
: . สารละลาย ผู้�สอน อ ศราวุ�ทธ แสงอ�ไร
Concentration UnitsThe concentration of a solution is the amount of solute present in a given quantity of solvent or solution.Percent by Mass
% by mass = x 100%mass of solute
mass of solute + mass of solvent
= x 100%mass of solutemass of solution
3
: . สารละลาย ผู้�สอน อ ศราวุ�ทธ แสงอ�ไร
6
จิงค*านวณหิาความเข้�มข้�นเป+นร�อยละโดยมวลข้องสารละลายต่-อไปน�.โซเด�ยมคลอไรด� 500. g ในน*.า 2000. g
สารละลาย NaCl เข้�มข้�นร�อยละ 10 โดยมวล•จิงหิาเศษส-วนโมลข้อง NaCl•จิงหิาเศษส-วนโมลข้อง H2O
(Na = 23 , Cl = 35.5 , H = 1 , O = 16)
: . สารละลาย ผู้�สอน อ ศราวุ�ทธ แสงอ�ไร
Concentration Units
M =moles of solute
liters of solution
Molarity (M)
Molality (m)
m =moles of solute
mass of solvent (kg)
10
: . สารละลาย ผู้�สอน อ ศราวุ�ทธ แสงอ�ไร
Ex What is the molality of a 5.86 M ethanol (C2H5OH) solution whose density is 0.927 g/mL?
m =moles of solute
mass of solvent (kg)M =
moles of solute
liters of solution
Assume 1 L of solution:5.86 moles ethanol = 270 g ethanol927 g of solution (1000 mL x 0.927 g/mL)
mass of solvent = mass of solution – mass of solute
= 927 g – 270 g = 657 g = 0.657 kg
m =moles of solute
mass of solvent (kg)=
5.86 moles C2H5OH
0.657 kg solvent= 8.92 m
11
: . สารละลาย ผู้�สอน อ ศราวุ�ทธ แสงอ�ไร
Solution Stoichiometry The concentration of a solution is the amount of solute present in a given quantity of solvent or solution.
M = molarity =moles of solute
liters of solution
What mass of KI is required to make 500. mL ofa 2.80 M KI solution?
volume KI moles KI grams KIM KI M KI
500. mL = 232 g KI166 g KI
1 mol KIx
2.80 mol KI
1 L solnx
1 L
1000 mLx
12
: . สารละลาย ผู้�สอน อ ศราวุ�ทธ แสงอ�ไร
13
สารละลาย H2SO4 เข้�มข้�นร�อยละ 35 โดยมวล ความหินาแน-น 1.26 g/cm3 ท�' 20 C2.1 ในสารละลาย 100 cm3 ม� H2SO4 ละลายก�'กร�ม2.2 จิงหิาปร�มาต่รข้องสารละลายท�'ม� H2SO4 ละลายอย!- 500 กร�ม2.3 สารละลายน�.เข้�มข้�นเท-าใด ในหิน-วยโมลต่-อล!กบาศก�เดซ�เมต่ร2.4 สารละลายน�.เข้�มข้�นเท-าใด ในหิน-วยโมลต่-อก�โลกร�ม
: . สารละลาย ผู้�สอน อ ศราวุ�ทธ แสงอ�ไร
16
Ex สารละลาย HNO3 เข้�มข้�นร�อยละ 20 โดยมวล ม�ความหินาแน-น 1117. กร�มต่-อล!กบาศก�เซนต่�เมต่ร สารละลาย เข้�มข้�น ก�'โมลต่-อล�ต่ร
: . สารละลาย ผู้�สอน อ ศราวุ�ทธ แสงอ�ไร
Dilution is the procedure for preparing a less concentrated solution from a more concentrated solution.
Dilution
Add Solvent
Moles of solutebefore dilution (i)
Moles of soluteafter dilution (f)=
MiVi MfVf=
20
: . สารละลาย ผู้�สอน อ ศราวุ�ทธ แสงอ�ไร
How would you prepare 60.0 mL of 0.2 MHNO3 from a stock solution of 4.00 M HNO3?
MiVi = MfVf
Mi = 4.00 Mf = 0.200 Vf = 0.06 L Vi = ? L
Vi =MfVf
Mi
=0.200 x 0.06
4.00= 0.003 L = 3 mL
3 mL of acid + 57 mL of water = 60 mL of solution
21
: . สารละลาย ผู้�สอน อ ศราวุ�ทธ แสงอ�ไร
22
ถ�าต่�องการเต่ร�ยมสารละลายแมกน�เซ�ยมซ�ลเฟต่ 01. mol/dm3
จิ*านวน 100 cm3 จิะต่�อง
ใช�แมกน�เซ�ยมซ�ลเฟต่ (MgSO4 . 7H2O) ก�'กร�ม (Mg = 24.3 , S = 32 , O = 16 , H = 1)
: . สารละลาย ผู้�สอน อ ศราวุ�ทธ แสงอ�ไร
23
จิงค*านวณหิาปร�มาต่รข้องสารละลายเร�'มต่�นท�'ต่�องน*ามาใช�เต่ร�ยมสารละลาย HCl 6.0 mol/dm3 จิ*านวน
500 cm3 จิากสารละลาย HCl 12 mol/dm3
(H = 1 , Cl = 35.5)
: . สารละลาย ผู้�สอน อ ศราวุ�ทธ แสงอ�ไร
24
ในการเต่ร�ยมสารละลายซ�ลเวอร�ไนเต่รต่
1) ถ�าต่�องการเต่ร�ยมสารละลายเข้�มข้�น 01.mol/dm3 จิ*านวน 250 cm3 จิะต่�องใช�ซ�ลเวอร�ไนเต่รต่(AgNO
3 ) ก�'กร�ม
2) ถ�าต่�องการเต่ร�ยมสารละลายซ�ลเวอร�ไนเต่รต่เข้�มข้�น 0025. mol/dm3 จิ*านวน 500
cm3 จิากสารละลายในข้�อ 1 ) จิะต่�องใช�สารละลายก�' cm3
: . สารละลาย ผู้�สอน อ ศราวุ�ทธ แสงอ�ไร
25
2) ถ�าต่�องการเต่ร�ยมสารละลายซ�ลเวอร�ไนเต่รต่เข้�มข้�น 0025. mol/dm3 จิ*านวน 500
cm3 จิากสารละลายในข้�อ 1 ) จิะต่�องใช�สารละลายก�' cm3
: . สารละลาย ผู้�สอน อ ศราวุ�ทธ แสงอ�ไร
26
Ex ถ�าต่�องการเต่�รยมสารละลาย HCl 0.5 โมลต่-อล�ต่ร จิ*านวน 500 ล!กบาศก�เซนต่�เมต่ร จิะต่�องน*าสารละลาย HCl 0.2 โมลต่-อล�ต่ร และสารละลาย HCl 1.0 โมลต่-อล�ต่รมาผสมก�นอย-างละก�'ล!กบาศก�เซนต่�เมต่ร
: . สารละลาย ผู้�สอน อ ศราวุ�ทธ แสงอ�ไร
Temperature and Solubility
Solid solubility and temperature
solubility increases with increasing temperature
solubility decreases with increasing temperature
27
: . สารละลาย ผู้�สอน อ ศราวุ�ทธ แสงอ�ไร
Fractional crystallization is the separation of a mixture of substances into pure components on the basis of their differing solubilities.
Suppose you have 90 g KNO3 contaminated with 10 g NaCl.
Fractional crystallization:
1. Dissolve sample in 100 mL of water at 600C
2. Cool solution to 00C
3. All NaCl will stay in solution (s = 34.2g/100g)
4. 78 g of PURE KNO3 will precipitate (s = 12 g/100g). 90 g – 12 g = 78 g
28
: . สารละลาย ผู้�สอน อ ศราวุ�ทธ แสงอ�ไร
Temperature and Solubility
Gas solubility and temperature
solubility usually decreases with
increasing temperature
29
: . สารละลาย ผู้�สอน อ ศราวุ�ทธ แสงอ�ไร
Pressure and Solubility of Gases
The solubility of a gas in a liquid is proportional to the pressure of the gas over the solution (Henry’s law).
c = kP
c is the concentration (M) of the dissolved gas
P is the pressure of the gas over the solution
k is a constant (mol/L•atm) that depends onlyon temperature
low P
low c
high P
high c
30
: . สารละลาย ผู้�สอน อ ศราวุ�ทธ แสงอ�ไร
Chemistry In Action: The Killer Lake
Lake Nyos, West Africa
8/21/86CO2 Cloud Released
1700 Casualties
Trigger?
• earthquake
• landslide
• strong Winds
31
: . สารละลาย ผู้�สอน อ ศราวุ�ทธ แสงอ�ไร
How would you prepare 60.0 mL of 0.2 MHNO3 from a stock solution of 4.00 M HNO3?
MiVi = MfVf
Mi = 4.00 Mf = 0.200 Vf = 0.06 L Vi = ? L
Vi =MfVf
Mi
=0.200 x 0.06
4.00= 0.003 L = 3 mL
3 mL of acid + 57 mL of water = 60 mL of solution
32
: . สารละลาย ผู้�สอน อ ศราวุ�ทธ แสงอ�ไร
Gravimetric Analysis1. Dissolve unknown substance in water
2. React unknown with known substance to form a precipitate
3. Filter and dry precipitate
4. Weigh precipitate
5. Use chemical formula and mass of precipitate to determine amount of unknown ion
33
: . สารละลาย ผู้�สอน อ ศราวุ�ทธ แสงอ�ไร
TitrationsIn a titration a solution of accurately known concentration is added gradually added to another solution of unknown concentration until the chemical reaction between the two solutions is complete.
Equivalence point – the point at which the reaction is complete
Indicator – substance that changes color at (or near) the equivalence point
Slowly add baseto unknown acid
UNTIL
the indicatorchanges color
34
: . สารละลาย ผู้�สอน อ ศราวุ�ทธ แสงอ�ไร
What volume of a 1.420 M NaOH solution isRequired to titrate 25.00 mL of a 4.50 M H2SO4 solution?
WRITE THE CHEMICAL EQUATION!
volume acid moles acid moles base volume base
H2SO4 + 2NaOH 2H2O + Na2SO4
4.50 mol H2SO4
1000 mL solnx
2 mol NaOH
1 mol H2SO4
x1000 ml soln
1.420 mol NaOHx25.00 mL = 158 mL
M
acid
rx
coef.
M
base
35
: . สารละลาย ผู้�สอน อ ศราวุ�ทธ แสงอ�ไร
Chemistry in Action: Metals from the Sea
CaCO3 (s) CaO (s) + CO2 (g)
Mg(OH)2 (s) + 2HCl (aq) MgCl2 (aq) + 2H2O (l)
CaO (s) + H2O (l) Ca2+ (aq) + 2OH (aq)-
Mg2+ (aq) + 2OH (aq) Mg(OH)2 (s)-
Mg2+ + 2e- Mg
2Cl- Cl2 + 2e-
MgCl2 (l) Mg (l) + Cl2 (g)
36
: . สารละลาย ผู้�สอน อ ศราวุ�ทธ แสงอ�ไร
Colligative Properties of Nonelectrolyte Solutions
Colligative properties are properties that depend only on the number of solute particles in solution and not on the nature of the solute particles.
Vapor-Pressure Lowering
Raoult’s law
If the solution contains only one solute:
X1 = 1 – X2
P 10 - P1 = P = X2 P 1
0
P 10 = vapor pressure of pure solvent
X1 = mole fraction of the solvent
X2 = mole fraction of the solute
P1 = X1 P 10
37
: . สารละลาย ผู้�สอน อ ศราวุ�ทธ แสงอ�ไร
PA = XA P A0
PB = XB P B0
PT = PA + PB
PT = XA P A0 + XB P B
0
Ideal Solution
38
: . สารละลาย ผู้�สอน อ ศราวุ�ทธ แสงอ�ไร
PT is greater thanpredicted by Raoults’s law
PT is less thanpredicted by Raoults’s law
ForceA-B
ForceA-A
ForceB-B< &
ForceA-B
ForceA-A
ForceB-B> &
39
: . สารละลาย ผู้�สอน อ ศราวุ�ทธ แสงอ�ไร
Boiling-Point Elevation
Tb = Tb – T b0
Tb > T b0 Tb > 0
T b is the boiling point of the pure solvent
0
T b is the boiling point of the solution
Tb = Kb m
m is the molality of the solution
Kb is the molal boiling-point elevation constant (0C/m)
41
: . สารละลาย ผู้�สอน อ ศราวุ�ทธ แสงอ�ไร
Freezing-Point Depression
Tf = T f – Tf0
T f > Tf0 Tf > 0
T f is the freezing point of the pure solvent
0
T f is the freezing point of the solution
Tf = Kf m
m is the molality of the solution
Kf is the molal freezing-point depression constant (0C/m)
42
: . สารละลาย ผู้�สอน อ ศราวุ�ทธ แสงอ�ไร
What is the freezing point of a solution containing 478 g of ethylene glycol (antifreeze) in 3202 g of water? The molar mass of ethylene glycol is 62.01 g.
Tf = Kf m
m =moles of solute
mass of solvent (kg)= 2.41 m=
3.202 kg solvent
478 g x 1 mol62.01 g
Kf water = 1.86 0C/m
Tf = Kf m = 1.86 0C/m x 2.41 m = 4.48 0C
Tf = T f – Tf0
Tf = T f – Tf0 = 0.00 0C – 4.48 0C = -4.48 0C
44
: . สารละลาย ผู้�สอน อ ศราวุ�ทธ แสงอ�ไร
Colligative Properties of Nonelectrolyte Solutions
Colligative properties are properties that depend only on the number of solute particles in solution and not on the nature of the solute particles.
Vapor-Pressure Lowering P1 = X1 P 10
Boiling-Point Elevation Tb = Kb m
Freezing-Point Depression Tf = Kf m
Osmotic Pressure () = MRT
45
: . สารละลาย ผู้�สอน อ ศราวุ�ทธ แสงอ�ไร
Colligative Properties of Electrolyte Solutions
0.1 m NaCl solution 0.1 m Na+ ions & 0.1 m Cl- ions
Colligative properties are properties that depend only on the number of solute particles in solution and not on the nature of the solute particles.
0.1 m NaCl solution 0.2 m ions in solution
van’t Hoff factor (i) = actual number of particles in soln after dissociation
number of formula units initially dissolved in soln
nonelectrolytes
NaCl
CaCl2
i should be
1
2
3
46
: . สารละลาย ผู้�สอน อ ศราวุ�ทธ แสงอ�ไร
Which would you use for the streets of Bloomington to lower the freezing point of ice and why? Would the temperature make any difference in your decision?
a) sand, SiO2
b) Rock salt, NaCl
c) Ice Melt, CaCl2
Change in Freezing Point Change in Freezing Point
47
: . สารละลาย ผู้�สอน อ ศราวุ�ทธ แสงอ�ไร
Boiling-Point Elevation Tb = i Kb m
Freezing-Point Depression Tf = i Kf m
Osmotic Pressure () = iMRT
Colligative Properties of Electrolyte Solutions 48
: . สารละลาย ผู้�สอน อ ศราวุ�ทธ แสงอ�ไร
Change in Freezing Point Change in Freezing Point Common Applications of Common Applications of Freezing Point DepressionFreezing Point Depression
Propylene glycol
Ethylene glycol – deadly to small animals
49
: . สารละลาย ผู้�สอน อ ศราวุ�ทธ แสงอ�ไร
Change in Boiling Point Change in Boiling Point
Common Applications of Common Applications of Boiling Point ElevationBoiling Point Elevation
04/20/23
: . สารละลาย ผู้�สอน อ ศราวุ�ทธ แสงอ�ไร
At what temperature will a 5.4 molal solution of At what temperature will a 5.4 molal solution of NaCl freeze?NaCl freeze?
SolutionSolution
∆∆TTFPFP = K = Kff • m • i • m • i
∆ ∆TTFPFP = (1.86 = (1.86 ooC/molal) • 5.4 m • 2C/molal) • 5.4 m • 2
∆ ∆TTFP FP = 20.1= 20.1 ooCC
FP = 0 – 20.1 = -20.1FP = 0 – 20.1 = -20.1 ooCC
Freezing Point DepressionFreezing Point Depression 51
: . สารละลาย ผู้�สอน อ ศราวุ�ทธ แสงอ�ไร
Osmotic Pressure ()
Osmosis is the selective passage of solvent molecules through a porous membrane from a dilute solution to a more concentrated one.
A semipermeable membrane allows the passage of solvent molecules but blocks the passage of solute molecules.
Osmotic pressure () is the pressure required to stop osmosis.
dilutemore
concentrated
53
: . สารละลาย ผู้�สอน อ ศราวุ�ทธ แสงอ�ไร
HighP
LowP
Osmotic Pressure ()
= MRT
M is the molarity of the solution
R is the gas constant
T is the temperature (in K)
54
: . สารละลาย ผู้�สอน อ ศราวุ�ทธ แสงอ�ไร
A cell in an:
isotonicsolution
hypotonicsolution
hypertonicsolution
55
: . สารละลาย ผู้�สอน อ ศราวุ�ทธ แสงอ�ไร
A colloid is a dispersion of particles of one substance throughout a dispersing medium of another substance.
Colloid versus solution
• collodial particles are much larger than solute molecules
• collodial suspension is not as homogeneous as a solution
57
top related