CHƢƠNG 5 ĐẠI CƢƠNG VỀ DUNG DỊCH
5.2 Nồng độ dung dịch
Nồng độ dung dịch là đại lượng biểu thị chất tan trong dung dịch. Cĩ một số cách biểu thị nồng độ tùy thuộc vào mục đích sử dụng.
5.2.1 Nồng độ phần trăm
Kí hiệu %
Nồng độ phần trăm biểu thị bằng số gam chất tan trong 100 gam dung dịch. Ví dụ: Dung dịch huyết thanh ngọt là dung dịch glucoza 5% (5 gam glucoza hịa tan trong 95 gam nước).
5.2.2 Nồng độ mol hay mol/lít.
Kí hiệu M
Nồng độ mol được biểu thị bằng số mol chất tan trong 1 lít dung dịch. Ví dụ: Dung dịch NaOH 0,1 M là dung dịch cĩ 4 gam NaOH trong 1 lít dung dịch.
Muốn cĩ dung dịch này, người ta phải cân chính xác 4 gam NaOH và thêm nước đến thể tích cuối cùng là 1 lít.
5.2.3 Nồng độ đƣơng lƣợng
Kí hiệu N
Nồng độ đương lượng được biểu thị bằng số đương lượng gam chất tan trong 1 lít dung dịch.
Đương lượng gam của một chất là lượng chất đĩ tính bằng gam khi phản ứng tương đương (kết hợp hay thay thế) 1 nguyên tử gam hidro (1,008 gam).
* Đƣơng lƣợng gam của đơn chất
Ví dụ 1: Trong phản ứng
H2 + 1/2 O2 H2O
16 gam oxi kết hợp với 2 nguyên tử gam hidro. Vậy đương lượng gam của oxi (EO2) là
16/2 = 8 gam.
Ví dụ 2: Trong phản ứng:
Mg + 2HCl H2 + MgCl2
24 gam Mg đã thay thế 2 nguyên tử gam hidro. Vậy EMg = 24/2 = 12 gam
Như vậy: Đương lượng gam của một đơn chất bằng nguyên tử gam của nĩ chia cho hĩa trị.
Lưu ý: Đối với những nguyên tố cĩ nhiều hĩa trị thì đương lượng gam của nĩ cĩ thể khác nhau.
Ví dụ: Trong các phản ứng sau đây:
Fe + 1/2 O2 FeO EFe = 56g/2
2Fe + 3/2O2 Fe2O3 EFe = 56g/3
* Đƣơng lƣợng gam của hợp chất tham gia phản ứng trao đổi:
Ví dụ 1: Trong phản ứng:
NaOH + HCl NaCl + H2O
40 g NaOH phản ứng tương đương với 1 phân tử HCl (36,5 g) tức là tương đương với 1 nguyên tử gam hidro. Vì vậy ENaOH = 40g/l và EHCl = 36,5 g/l.
Ví dụ 2: Trong phản ứng
3NaOH + H3PO4 Na3PO4 + 3H2O
1 phân tử gam H3PO4 khi phản ứng tương đương với 2 nguyên tử gam hidro:
Như vậy: Đương lượng gam của một chất trong phản ứng trao đổi bằng phân
tử gam chia cho số điện tích dương hay âm mà một phân tử chất đĩ đã trao đổi.
* Đương lượng gam của hợp chất tham gia phản ứng oxi - hĩa khử Ví dụ: Trong phản ứng:
KMnO4 + FeSO4 + H2SO4 → MnSO4 + Fe2(SO4)3 + K2SO4 + H2O
Như vậy: Đương lượng gam của một chất trong phản ứng oxi - hĩa khử bằng
phân tử gam của chất đĩ chia cho số electron mà một phân tử chất đĩ cho hoặc nhận.
Ví dụ: Tính đương lượng gam của acid oxalic trong các phản ứng sau đây và cho biết muốn pha được dung dịch 0,1N của acid này cần phải tiến hành như thế nào?
Ví dụ: Tính đương lượng gam của acid oxalic trong các phản ứng sau đây và cho biết muốn pha được dung dịch 0,1N của acid này cần phải tiến hành như thế nào?
Giải: Trong phản ứng (1) H2C2O4 trao đổi 2 điện tích dương (2H+) hay 2 điện tích âm (C2O42-). Vì vậy:
Trong phản ứng (2) một phân tử H2C2O4 cho đi 2e (2C+3 → C+4). Vì vậy đương
lượng gam của H2C2O4 trong phản ứng này cũng bằng M/2.
Muốn pha dung dịch H2C2O4 0,1 N ta phải cân chính xác 4,5 gam H2C2O4 và thêm nước đến thể tích 1 lít.
Nồng độ đương lượng gam được sử dụng rộng rãi trong hĩa học, đặc biệt trong hĩa học phân tích.
Từ định nghĩa về đương lượng gam cĩ thể suy ra rằng: Khi hai chất phản ứng vừa đủ với nhau thì số đương lượng gam đã phản ứng của chất này đúng bằng số đương lượng gam đã phản ứng của chất kia.
Ví dụ: Nếu VA lít dung dịch chất A nồng độ NA phản ứng vừa đủ với VB lít dung dịch
chất B cĩ nồng độ NB. Khi đĩ ta cĩ: VA . NA = VB . NB
Đĩ là biểu thức của định luật đương lượng: "Các chất hĩa học (đơn chất hay
hợp chất phản ứng với nhau theo cùng số đương lượng gam" đợc sử dụng trong hĩa
học phân tích để xác định nồng độ của chất tan trong dung dịch.
5.2.4 Nồng độ molan
Kí hiệu m
Nồng độ molan biểu thị số mol chất tan trong 1000 gam dung mơi.
Ví dụ: Dung dịch glucoza 0,5 m là dung dịch gồm 90 gam glucoza trong 1000 gam nước.
5.2.5 Nồng độ phần mol hay nồng độ mol riêng phần
Nồng độ phần mol của một chất i nào đĩ được tính bằng tỉ số số mol của chất đĩ và tổng số số mol của tất cả các chất tạo nên dung dịch:
Ni: nồng độ phần mol của chất i ni: số mol chất i
∑ni: tổng số mol của các chất tạo nên dung dịch