Tabla de Contenidos
Konsantrasyon, bir çözeltinin bileşimini tanımlayan en önemli özelliklerden biridir. Bu, çözünen madde miktarı ile çözelti miktarı (çoğu durumda) veya çözücü miktarı (örneğin molalite durumunda) arasındaki ilişkiyi gösteren, çözeltilerin yoğun bir özelliğidir. Bu, kullanılacağı bağlama bağlı olarak ve ayrıca çözünen maddenin çözücüde ne kadar konsantre veya seyreltilmiş olduğuna bağlı olarak farklı birimlerde ifade edilebilir.
Bir hücrenin büyüklüğünü kilometre cinsinden veya Dünya’dan Mars gezegenine olan mesafeyi nanometre cinsinden ifade etmeyeceğimiz aynı nedenlerle, her durumda ve her konsantrasyon seviyesi için hangi konsantrasyon birimlerinin en uygun olduğunu dikkatlice seçmeliyiz.
Ek olarak konsantrasyonlar, kütleler ve hacimler gibi büyüklüklere dayalı fiziksel birimlerle veya çözünen ve/veya çözücü ve/veya çözelti miktarlarının madde sayısı cinsinden ifade edildiği kimyasal birimlerle de ifade edilebilir. parçacıklar, moller, eşdeğerler veya diğerleri.
Yukarıdakilerden bağımsız olarak, bir çözümün yalnızca tek bir konsantrasyonu vardır ve bu konsantrasyonun mevcut farklı birimler arasında nasıl dönüştürüleceğini bilmek, herhangi bir kimya öğrencisi için temel bir beceridir.
Bu makalede, konsantrasyonun molariteden milyonda parçaya veya ppm’ye nasıl dönüştürüleceğini veya dönüştürüleceğini gösteriyoruz.
Molarite nedir?
M sembolü ile temsil edilen molarite, kimyagerler tarafından en yaygın kullanılan konsantrasyon birimlerinden biridir. Bir litre çözeltide bulunan çözünen maddenin mol sayısını gösteren kimyasal bir konsantrasyon birimidir. Matematiksel olarak, molarite aşağıdaki formülle verilir.
burada n sto, çözünen maddenin mol sayısıdır ve V sol, litre cinsinden ifade edilen çözeltinin hacmidir. Mol ve kütle arasındaki n=m/MM ilişkisini kullanarak, yukarıdaki formül çözünen maddenin gram cinsinden kütlesi ve g/mol cinsinden molar kütlesi cinsinden yazılabilir.
burada m bu çözünen maddenin gram cinsinden kütlesidir ve MM bu çözünen maddenin g/mol cinsinden ifade edilen molar kütlesidir.
Milyonda parça nedir?
Molariteden farklı olarak, milyonda parça, fiziksel bir konsantrasyon birimine karşılık gelir. Bu, çözümün her bir milyon “parçası” için kaç tane çözünen “parçası” olduğunu gösterir. Bu anlamda, yüzdelere benzer bir kavramdır, sadece 100 parça çözüm yerine bir milyona dayalıdır.
Çözünen maddenin ve çözeltinin “parçaları” ile kütle veya hacim anlaşılır, bu nedenle 3 tip ppm vardır, bunlar:
- Milyon kütle/kütle veya ppm m/m başına parça
- Milyon Kütle/Hacim Başına Parça veya ppm m/V
- Milyon hacim/hacim başına parça veya ppm V/V
En yaygın olarak kullanılan ikisi ve genellikle molariteye dönüştürülenler ve tersi ppm m/m ve ppm m/V’dir. Her iki durumda da, çok seyreltik çözeltilerin konsantrasyonunu ifade etmek için ideal olan çok küçük bir konsantrasyon birimidir.
Milyon kütle/kütle başına parça
Ppm hesaplama formülünü ifade etmenin iki farklı yolu vardır. Biri yüzde formülüne benzer ancak 100 yerine 10 6 (bir milyon) ile çarpmak, diğeri ise 10 6 çarpanını bir birim dönüşümüne entegre etmektir:
İlk durumda, aynı oldukları sürece, çözünen ve çözelti için herhangi bir kütle birimi kullanılabilir. İkinci durumda, çözelti miktarı kilogram olarak ifade ediliyorsa, çözünen maddenin kütlesi miligram olarak ifade edilmelidir. Molariteyi ppm m/m’ye dönüştürmek için en sık kullanılan formül olduğundan ikinci formülü kullanacağız.
Bu formül, ppm m/m’yi her bir kilogram çözelti için mevcut olan çözünen maddenin miligramı olarak anlamamızı sağlar.
Milyon kütle/hacim başına parça
ppm m/V durumunda, bunlar aşağıdaki formülle hesaplanır:
Bu nedenle, genellikle ppm m/V’nin bir litre çözeltide bulunan çözünen maddenin miligramını temsil ettiği söylenir.
Molariteden ppm’ye nasıl çevirirsiniz?
Molariteden ppm’ye dönüşüm elbette ppm m/V’ye mi yoksa ppm m/m’ye mi dönüştürmek istediğinize bağlıdır. Genel olarak, hangi ppm olduğunu belirtmediğinizde, bunun ppm m/V olduğunu varsaymak oldukça güvenlidir, o yüzden bu dönüştürmeyle başlayalım.
Konsantrasyon birimleri arasındaki dönüşümler, yoğun bir özellik olması nedeniyle her zaman iki farklı şekilde gerçekleştirilebilir:
- Herhangi bir miktarda çözelti varsayılarak ve çözünen miktarının belirlenmesi ve daha sonra bu verilerin yeni konsantrasyon birimi için formülde kullanılması veya
- Diğerine dayalı bir konsantrasyon veren yeni bir formül elde etmek için iki formülü birleştirmek.
İlkini anlamak daha kolayken, formüle sahip olduğunuzda ikincisini uygulamak çok daha kolay ve hızlıdır.
Molariteden milyon m/V başına parçaya dönüştürmek için formül
ppm m/V’yi belirlemek istediğimiz için, öncelikle molariteden çözünen maddenin kütlesini miligram cinsinden bulmamız gerekir . Bunu başarmak için, çözünen maddenin kütlesini molarite formülünden temizlemek yeterlidir:
Ancak bu kütle gram cinsindendir ve buna miligram olarak ihtiyacımız var, bu nedenle uygun dönüştürme faktörünü ekliyoruz :
Şimdi bu ifadeyi ppm m/V formülünde yerine koyuyoruz ve bu kadar:
Çözeltinin hacimlerini (her ikisi de L’de) iptal ettikten sonra, formül kalır:
Her iki yöntemi de örneklerle iş başında görelim.
örnek 1
2.83.10 -5 molar konsantrasyonda Pb 2+ iyonları içeren bir çözeltinin ppm m/V cinsinden konsantrasyonunu belirleyin .
Çözüm: Konsantrasyon 2,83,10 -5 mol/L ise bu, 1 L çözeltide 2,83,10 -5 mol Pb2 + iyonu olduğu anlamına gelir . Kurşunun molar kütlesi 207,2 g/mol’dür, dolayısıyla 1 L solüsyonda bulunan kurşun kütlesi:
Şimdi, çözeltinin hacminin 1 L (varsayılan) ve çözünen maddenin kütlesinin 5,86 mg (varsayılan çözelti miktarından hesaplanmıştır) olduğunu bilerek ppm m/V formülünü uyguluyoruz:
Örnek 2
0,145 mol/L konsantrasyondaki sodyum iyonlarını (Na + ) milyon m/V başına parçaya dönüştürün.
Çözüm: Bu durumda, ne kadar basit olduğunu göstermek için formülü kullanacağız. Eksik olan tek şey, 22.99 g/mol olan sodyumun molar kütlesidir.
Molariteden milyonda parçaya dönüştürme formülü m/m
Önceki durumda olduğu gibi, bu dönüştürme iki şekilde yapılabilir. Daha sonra molariteyi ppm m/m’ye çeviren formül türetilir.
Molariteden çözünen maddenin miligram ifadesinden başlayacağız.
Bu durumda sorun, ppm m/m’nin, bu formülde görüldüğü gibi, çözeltinin hacmi değil, çözeltinin kütlesi cinsinden olmasıdır. Bu nedenle, bu ifadeyi ppm m/m formülünde yerine koymadan önce, hacmini kütleye dönüştürmek için çözeltinin yoğunluğunun bilinmesi gerekir:
Molarite cinsinden hacim litre cinsindendir ve biz kilogram cinsinden çözeltinin kütlesi ile ilgileniyoruz (çünkü ppm m/m formülünde böyledir), dolayısıyla yoğunluk kg/L cinsinden olmalıdır. Bununla birlikte, yoğunlukların çoğu g/mL cinsinden bildirilir, bu nedenle bir dönüştürme faktörü de dahil edilmelidir:
Bu ifadeyi, çözünenin miligram cinsinden kütlesinin ifadesini ve ppm m/m formülünü birleştirerek ve çözeltinin kütlelerini iptal ettikten sonra şunu elde ederiz:
Örnek 3
Çözeltinin yoğunluğunun 1,025 g/mL olduğunu bilerek, 0,050 molar hidroklorik asit çözeltisi için kilogram çözelti başına çözünen maddenin konsantrasyonunu miligram cinsinden belirleyin.
Çözüm: Bu durumda, molariteyi milyonda bire dönüştürmek için verileri formüle ekleyin ve bitirdiniz. HCl’nin molar kütlesi 36.46 g/mol’dür:
Referanslar
https://www.quimicas.net/2015/05/ejemplos-de-ppm-partes-por-millon.html
