Przeczytaj

bg‑cyan

Stężenie molowe

Stężenie molowestężenie moloweStężenie molowe $C_{m}$ określa liczbę molimolmoli substancji, rozpuszczonej w $1 {dm}^{3}$
( $1000 {cm}^{3}$ ) roztworu. Jednostką stężenia molowego jest $\frac{mol}{{dm}^{3}}$ .

C_{m} = \frac{n}{V} [\frac{mol}{{dm}^{3}}]

$n$ – liczba moli substancji rozpuszczonej [ $mol$ ];

$V$ – objętość roztworu wyrażona w ${dm}^{3}$ .

Przykład 1

Oblicz masę tiosiarczanu sodu ( ${Na}_{2} S_{2} O_{3}$ ), potrzebną do przygotowania $250 {cm}^{3}$ tego roztworu o stężeniu $0,1 \frac{mol}{{dm}^{3}}$ .

Metoda $I .$ Obliczanie ze wzoru.

R11c4ICzv0n0k

Krok 1. Wypisz dane i szukane.
Dane:

C_{m} = 0,1 \frac{mol}{{dm}^{3}}

V_{r} = 250 {cm}^{3}

Szukane:

m_{s} = ?

, Krok 2. Skorzystaj ze wzoru na stężenie molowe:

C_{m} = \frac{n}{V}

Przekształć wzór tak, aby móc obliczyć liczbę moli substancji.

n = C_{m} \cdot V

, Krok 3. Oblicz liczbę moli substancji.

UWAGA!
Pamiętaj, że stężenie molowe jest podawane w jednostkach

\frac{mol}{{dm}^{3}}

, dlatego ważna jest zamiana

{cm}^{3}

{dm}^{3}

, a następnie postawienie pod wzór.

n = 0,1 \frac{mol}{{dm}^{3}} \cdot 0,25 {dm}^{3} = 0,025 mola

, Krok 4. Posługując się układem okresowym, odszukaj masy atomowe pierwiastków, których atomy występują we wzorze tiosiarczanu sodu. Oblicz jego masę molową.

M_{{Na}_{2} S_{2} O_{3}} = 2 \cdot M_{Na} + 2 \cdot M_{S} + 3 \cdot M_{O}

M_{{Na}_{2} S_{2} O_{3}} = 2 \cdot 23 \frac{g}{mol} + 2 \cdot 32 \frac{g}{mol} + 3 \cdot 16 \frac{g}{mol} = 158 \frac{g}{mol}

, Krok 5. Posługując się wzorem na liczbę moli, oblicz ilość substancji, potrzebną do sporządzenia roztworu.

n = \frac{m_{s}}{M}

m_{s} = n \cdot M = 0,025 mol \cdot 158 \frac{g}{mol} = 3,95 g

, Krok 6. Zapisz odpowiedź: do przygotowania

250 {cm}^{3}

roztworu tiosiarczanu sodu o stężeniu

0,1 \frac{mol}{{dm}^{3}}

należy rozpuścić

3,95 g

substancji w

250 {cm}^{3}

wody.

Metoda $II .$ Obliczanie z proporcji.

RNtoFa93TAr4F

Krok 1. Wypisz dane i szukane.
Dane:

C_{m} = 0,1 \frac{mol}{{dm}^{3}}

V_{r} = 250 {cm}^{3}

Szukane:

m_{s} = ?

, Krok 2. Ułóż proporcję, z której obliczysz, ile moli tiosiarczanu sodu znajduje się w

250 {cm}^{3}

roztworu. Stężenie molowe wynosi

0,1 \frac{mol}{{dm}^{3}}

, zatem w

1000 {cm}^{3}

znajduje się

0,1 mol

0,1 mol — 1000 {cm}^{3}

x — 250 {cm}^{3}

x = 0,025 mol

, Krok 3. Posługując się układem okresowym, odszukaj masy atomowe pierwiastków, których atomy występują we wzorze tiosiarczanu sodu. Oblicz jego masę molową.

M_{{Na}_{2} S_{2} O_{3}} = 2 \cdot M_{Na} + 2 \cdot M_{S} + 3 \cdot M_{O}

M_{{Na}_{2} S_{2} O_{3}} = 2 \cdot 23 \frac{g}{mol} + 2 \cdot 32 \frac{g}{mol} + 3 \cdot 16 \frac{g}{mol} = 158 \frac{g}{mol}

, Krok 4. Ułóż proporcję, z której wyliczysz masę

0,025

mola tiosiarczanu sodu.

1 mol — 158 g

0,025 mol — y

y = 3,95 g

, Krok 5. Zapisz odpowiedź: Do przygotowania

250 {cm}^{3}

roztworu tiosiarczanu sodu o stężeniu

0,1 \frac{mol}{{dm}^{3}}

należy rozpuścić

3,95 g

substancji w

250 {cm}^{3}

wody.

Najtrudniejsze zadanie za Tobą – dysponujesz już obliczoną masą substancji, więc nie pozostaje Ci nic innego, jak sporządzić roztwór o znanym stężeniu molowym.

bg‑gray1

Sporządzanie roztworów o zadanym stężeniu molowym

Aby przygotować roztwór o określonym stężeniu molowym, należy:

RatTkwKAmNStS1

Zdjęcie przedstawia szklaną kolbę miarową wykorzystywaną w chemicznej analizie ilościowej do sporządzania roztworów mianowanych. Kolba posiada jedną kreskę zaznaczoną na długiej, wąskiej szyjce. Kreska ta oznacza miejsce, do którego należy napełnić kolbę aby uzyskać objętość na jaką jest wyskalowana kolba. Kolba zatkana jest teflonowym korkiem. — Kolba miarowa o objętości <math aria‑label="stu centymetrów sześciennych">100 cm3
Źródło: Lucasbosch, dostępny w internecie: https://pl.wikipedia.org/, licencja: CC BY-SA 3.0.

obliczyć liczbę gramów substancji rozpuszczanej, potrzebną do sporządzenia $1000 {cm}^{3}$ roztworuroztwórroztworu;
zastanowić się, ile ${cm}^{3}$ roztworu chcemy przygotować i obliczyć ilość potrzebnej substancji;
do kolby miarowejkolba miarowakolby miarowej o odpowiedniej objętości wlać trochę rozpuszczalnika, a następnie wsypać (ilościowo przenieść) odważoną ilość substancji rozpuszczanej i rozpuścić substancję;

po rozpuszczeniu substancji, dopełnić kolbę rozpuszczalnikiem do określonej objętości (kreski kalibracyjnej);
całość dokładnie wymieszać.

Przygotowując roztwór o określonym stężeniu molowym, nie musimy odejmować od masy naważki wody hydratacyjnej w hydratachhydratyhydratach, tak jak w przypadku przygotowania roztworu o stężeniu procentowym. Roztwory molowe przygotowujemy wyłącznie w kolbach miarowych.

bg‑gray1

Sporządzenie roztworu o zadanym stężeniu molowym poprzez rozcieńczenie roztworu stężonego

W celu sporządzenia roztworu o określonym stężeniu molowym ( $C_{m_{2}}$ ), możemy go wykonać poprzez rozcieńczenie roztworu stężonego ( $C_{m_{1}}$ ).

C_{m_{1}} = \frac{n_{1}}{V_{1}} C_{m_{2}} = \frac{n_{2}}{V_{2}}

Podczas rozcieńczania, liczba moli substancji rozpuszczonej się nie zmienia, a jedynie objętość roztworu. Możemy więc przyjąć że:

n_{1} = n_{2}

Przekształcając równanie na stężenie molowe oraz korzystając z powyższej zależności, otrzymujemy:

n_{1} = C_{m_{1}} \cdot V_{1} n_{2} = C_{m_{2}} \cdot V_{2}

Wiemy że $n_{1} = n_{2}$ , stąd otrzymujemy następującą zależność:

C_{m_{1}} \cdot V_{1} = C_{m_{2}} \cdot V_{2}

$C_{m_{1}}$ – stężenie molowe roztworu przed rozcieńczeniem [ $\frac{mol}{{dm}^{3}}$ ]
$V_{1}$ – objętość roztworu potrzebna do sporządzenia roztworu rozcieńczonego [ ${dm}^{3}$ ]
$C_{m_{2}}$ – stężenie molowe roztworu rozcieńczonego [ $\frac{mol}{{dm}^{3}}$ ]
$V_{2}$ – objętość roztworu po rozcieńczeniu [ ${dm}^{3}$ ]

Przykład 2

Oblicz objętość roztworu ${AgNO}_{3}$ o stężeniu $2 \frac{mol}{{dm}^{3}}$ , jaka jest potrzebna do sporządzenia $500 {cm}^{3}$ roztworu ${AgNO}_{3}$ o stężeniu $0,2 \frac{mol}{{dm}^{3}}$ .

Rq5kZUHfl1CQZ

Ważne!

W celu przygotowania roztworu o określonym stężeniu molowym, należy odmierzyć roztwór stężony pipetą wielomiarową lub jednomiarową. Nie można używać cylindrów miarowych, ponieważ mają one niższą dokładność niż wyżej wymienione pipety.

R1XBi9weXnGiD

Zdjęcie przedstawia cztery pipety wielomiarowe, czyli zazwyczaj długie i wąskie rurki szklana z precyzyjną skalą, która na jednym końcu posiada zwężenie, a na drugim gładką i prostą końcówkę. Końcówka służy do zakładania nań ssawki gumowej lub specjalnej pompki z pokrętłem. — Pipety wielomiarowe
Źródło: Nadine90, dostępny w internecie: commons.wikimedia.org, licencja: CC BY-SA 3.0.

R9SCaB0dmUSwy

Zdjęcie przedstawia pipety jednomiarowe, czyli najprostszy rodzaj pipiety. Są to rurki szklana lub plastikowe, o pojemności zazwyczaj ok. 1 cm3, która posiada dolny odcinek wąski i górny odcinek szerszy. Ma ona charakter sprzętu jednorazowego użytku. Przy jej pomocy pobiera się i przenosi niewielkie ilości cieczy przy pomocy ssawki. — Pipety jednomiarowe
Źródło: Cjp24, dostępny w internecie: commons.wikimedia.org, licencja: CC BY-SA 3.0.

Ciekawostka

Roztwory o określonym stężeniu molowym można otrzymać również poprzez rozpuszczenie dokładnie znanej objętości gazu w dokładnie znanej objętości wody. W tym przypadku należy znać warunki, takie jak temperatura i ciśnienie podczas rozpuszczania substancji gazowej.

Przykład 3

Oblicz stężenie molowe kwasu chlorowodorowego, jeżeli w $2 {dm}^{3}$ wody destylowanej rozpuszczono $1 {dm}^{3}$ kwasu chlorowodorowego, odmierzonego w warunkach normalnych ( $T = 273 K$ i $p = 1013, 25 hPa$ ).

R343DUd2nVc0V

Słownik

stężenie molowe

molowość roztworu; stężenie roztworu, wyrażane stosunkiem liczby moli składnika do objętości roztworu w jednoskach $\frac{mol}{{dm}^{3}}$

mol

jednostka liczności (ilości) materii, podstawowa w układzie SI. $1 mol$ równa się:

6,023 \cdot 10^{23}

indywiduów chemicznych

roztwór

jednorodna mieszanina substancji, tj. mieszanina stanowiąca jedną fazę

kolba miarowa

służy do sporządzania roztworów o dokładnie znanym stężeniu

hydraty

połączenia chemiczne; związki zawierające wodę w postaci oddzielnych cząsteczek; często są spotykane sole (tzw. sole uwodnione), które w stanie krystalicznym zawierają związaną wodę

Bibliografia

Krzeczkowska M., Loch J., Mizera A., Repetytorium chemia. Liceum – poziom podstawowy i rozszerzony, Warszawa – Bielsko‑Biała $2010$ .

Wprowadzenie

Film edukacyjny

Stężenie molowe

Metoda $I .$ Obliczanie ze wzoru.

Metoda $II .$ Obliczanie z proporcji.

Sporządzanie roztworów o zadanym stężeniu molowym

Sporządzenie roztworu o zadanym stężeniu molowym poprzez rozcieńczenie roztworu stężonego

Słownik

Bibliografia

Wprowadzenie

Film edukacyjny

Przeczytaj

Stężenie molowe

Metoda I. Obliczanie ze wzoru.

Metoda II. Obliczanie z proporcji.

Sporządzanie roztworów o zadanym stężeniu molowym

Sporządzenie roztworu o zadanym stężeniu molowym poprzez rozcieńczenie roztworu stężonego

Słownik

Bibliografia

Metoda $I .$ Obliczanie ze wzoru.

Metoda $II .$ Obliczanie z proporcji.