Analytical Chemistry الكيمياء التحليلية طرق التعبير عن تراكيز المحاليل Methods for expressing the concentrations of solutions MS.c: Tamam AL-Jbori طرق التعبير عن تراكيز المحاليل -1الموالرية Molarity )𝒕𝒖𝒍𝒐𝒔(𝐧 = 𝑴 )𝑳(𝑽 حيث ان -: : Mالموالرية : Vالحجم ) : n (soluteعددد مدوالا المد ا : Wtالوزن :M.Wtالوزن الجزيئي 𝑡𝑊 𝑡𝑊𝑀. 𝟎𝟎𝟎𝟏 )𝒍𝒎(𝑽 × =n 𝒕𝑾 =𝑴 𝒕𝑾 𝑴. -:مثال غررم مررم المررالب اللررلةة الاتيررة نررا لتررميم مررم24.15 ُحضررم محلررول ييانررا لاتررماب البضررة ا ررة يسراييAgNO3 ماالتمكيز الموالري لهذا المحلول ؟ إ ا علمت ان الوزن الجزيئرا لـرـ. المحلول مول ؟/ غم169.9 A standard solution of silver nitrate was prepared by dissolving 24.15 g of the pure solid in two liters of the solution. What is the molar concentration of this solution? If you know that the molecular weight of AgNO3 is 169.9 g/mol? -: الحل n(solut) M = V(L) 𝑊𝑡 24.15 n = = = 0.142 𝑚𝑜𝑙 𝑀. 𝑊𝑡 169.9 0.142 𝑀 = = 0.071 𝑚𝑜𝑙/ 𝐿 2 – 2المواللية مثال-: Molality =المواللية عدد موالا الم ا كتلة الم ي كغم ما التمكيز المواللا لمحلول هيدريكسيد اللوليوم الااتج مم ا ا ة 4غم ماها نا لترميم مرم المراء ؟ علمرا ان الوزن الجزيئا لهيدريكسيد اللوليوم هو 40غم/مول ،يان كثانة الماء تسايي (1غم/نم)3؟ What is the molar concentration of a solution of sodium hydroxide resulting from dissolving 4 g of it in two liters of water? Note that the molecular weight of ?)sodium hydroxide is 40 g/mol, and the density of water is (1 g/cm3 الحل -: عدد موالا الم ا =المواللية كتلة الم ي كغم Wt 4 n 0.1 mol M.Wt 40 Wt (water) = d × V 𝑔𝐾 × 2 𝐿 = 2 0.05 mol Kg 𝑔𝐾 𝐿 =1 0.1 2 Molality – 3العيارية Normality No. of eq. ) V( L حيث ان -: N 𝑡𝑊 = 𝑞𝑒 𝑓𝑜 𝑁𝑂. 𝑡𝑊 𝑒𝑞. : Nالنورمالية او العيارية : Wtالوزن . : Vالحجم . M. Wt eq. Wt :eq. Wtالوزن المكافئ . : ηالتكافؤ . :No. of eqعدد المكافئات . 𝒕𝑾 𝟎𝟎𝟎𝟏 = 𝑵 × 𝒕𝒘 𝒆𝒒. )𝒍𝒎(𝑽 الوزن المكافئ equivalent weight أ -الوزن المكافئ للحامض -:هو وزن الحامض ال ي يحرر غراما ريا واحدا من ايون الهيدروجين ( بروتون واحد ) أي انه : الوزن المكافئ للحامض = الوزن الجزيئي للحامض عدد راا 𝑯 القابلة لالحالل M.Wt 𝐻3 𝑃𝑂4 3 , 𝐻2 𝑆𝑂4 2 , 𝐻𝑂𝑂𝐶 𝐶𝐻3 1 , 𝐻𝑁𝑂3 1 eq.Wt , 𝑙𝐶𝐻 1 = 𝑡𝑤 𝑒𝑞. ب -الوزن المكانئ للتاعدب -:هو وزن القاعدة الذي يحرر وزن مكافئ واحد من مجموعة الهيدروكسيل ( . ) OHاو بتعبير آخر واشمل يمكن تعريف الوزن المكافئ للقاعدة بأنه وزن القاعدة الذي يكتسب او يتفاعل مع بروتون واحد .أي انه : الوزن المكافئ للقاعدة = 𝐹𝑒(𝑂𝐻)3 3 , الوزن الجزيئي للقاعدة عدد ايوناا الهيدروكسيل القابلة للتاين Al(OH)3 3 , 𝐶𝑎(𝑂𝐻)2 2 , 𝐻𝑂𝑎𝑁 = 𝑡𝑤 𝑒𝑞. 1 ج -الوزن المكانئ لألمالح -:هو وزن الملح الذي يحرر او يكتسب بروتونا واحدا ،او وزن الملح الذي يحتوي على وزن من الفلز يمكن ان يتحد او يحل محل وزن مكافئ للهيدروجين .أي بتعبير آخر يمثل الوزن الجزيئي للملح مقسوما على عدد ذرات االيون الموجب القابل لالستبدال بالهيدروجين. الوزن المكافئ للملح = 𝐶𝑎𝐶𝑂3 2 الوزن الجزيئي للملح عدد ذرات الفلز × شحنة الفلز 𝐵𝑎𝑆𝑂4 , 2 , 𝑁𝑎2 𝐶𝑂3 2 , 𝑁𝐶𝐾 = 𝑡𝑤 𝑒𝑞. 1 األيزان المكانئة للعوامل المؤكسدب يالمختزلة -: يعرف الوزن المكافئ للعامل المؤكسد او المختزل بانه الوزن الذي يكتسب او يحرر الكترونا واحدا او الذي يعاني تغيرا بعدد التأكسد مقداره واحد .او بتعبير اخر يمثل الوزن الجزيئي للمادة مقسوما على عدد االلكترونات المفقودة او المكتسبة اثناء التفاعل .لذلك فهو غير ثابت يعتمد على نوع التفاعل ،مثال تفاعل .KNnO4 𝑀𝑛𝑂 4− 5 𝑀𝑛𝑂 4− 3 = 𝑡𝑤 𝑒𝑞. = 𝑡𝑤 𝑒𝑞. +2 Mn + 4H2O MnO2 + 2H2O ‾MnO4 ‾ + 8H + 5e + ‾MnO4 ‾ + 4H + 3e + أي انه الوزن المكانئ لتباعالب التأكسد ياالختزال يحسب طةتا للمعاللة اآلتية -: الوزن المكافئ = الوزن الجزيئي للمادة عدد االلكتروناا المفقودة او المكتسبة -: مثال ) 0.2 N ( الذي عياريتهNa2CO3 مل ) مم محلول كار وناب اللوليوم250 ( ما عدل الغماماب المذا ة نا .) Na = 23 , C = 12 , O = 16 ( علما ان األيزان الذرية ها How many grams are dissolved in (250 ml) of a solution of sodium carbonate Na2CO3 whose standard is (0.2 N), knowing that the atomic weights are (Na = 23, C =-:12, الحلO = 16). 𝑊𝑡 = 𝑁 ×𝑉 𝑚𝑙 ×𝑒𝑞.𝑊𝑡 1000 𝑒𝑞. 𝑊𝑡(𝑁𝑎2𝐶𝑂3) 𝑀. 𝑊𝑡 = ɳ M. Wt (Na 2 CO 3 ) = 2 × 23 + 1 × 12 + 3 × 16 = 106 eq. Wt (Na2CO3) = 106 = 53 2 0.2 × 250 × 53 Wt = = 2.65 g 1000 – 4الاسةة المئوية Percent أ -الاسةة المئوية الوزنية ( )w/w % حيث ان : 𝑡𝑢𝑙𝑜𝑠 𝑡𝑊 :وزن المذاب . 𝑡𝑛𝑒𝑣𝑙𝑜𝑠 𝑡𝑊 :وزن المذيب . 𝟎𝟎𝟏 Percent by Weight × 𝒕𝒖𝒍𝒐𝒔 𝒕𝑾 = 𝑾/𝑾 % 𝒕𝒏𝒆𝒗𝒍𝒐𝒔 𝒕𝑾 𝑾𝒕 𝒔𝒐𝒍𝒖𝒕 + مثال -:احسب النسبة المئوية الوزنية لمحلول ُحضر بإذابة ( 5غم ) من نترات الفضة في (100 مل ) من الماء علما ان كثافة الماء تساوي ( 1غم /سم) 3؟ )Calculate the percentage by weight of a solution made by dissolving (5 g of silver nitrate in (100 ml) of water, given that the density of water is (1 ?)g/cm3 الحل -: وزن المذيب = الكثافة × الحجم = 100 = 100 × 1غم وزن المذيب 100 × 𝑡𝑢𝑙𝑜𝑠 𝑡𝑊 𝑡𝑛𝑒𝑣𝑙𝑜𝑠 𝑡𝑊 𝑊𝑡 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡 + 100 × = 𝑊/𝑊 % 5 5 + 100 = 4.761 % = ب -الاسةة المئوية الحجمية ( ) V/V % Volume حيث ان : 𝟎𝟎𝟏 × 𝑡𝑢𝑙𝑜𝑠 𝑉 :حجم المذاب . 𝑡𝑛𝑒𝑣𝑙𝑜𝑠 𝑉 :حجم المذيب . Percent by 𝒕𝒖𝒍𝒐𝒔 𝒕𝒏𝒆𝒗𝒍𝒐𝒔 𝑽+ 𝑽 𝒕𝒖𝒍𝒐𝒔 𝑽 = 𝑽/𝑽 % مثال -: احسب النسبة المئوية الحجمية لمحلول ُحضر بإضافة ( 125مل ) من الكحول المثيلي الى ( 500مل) من الماء ؟ Calculate the volume percentage of a solution prepared by adding (125 ml) of methyl ?alcohol to (500 ml) of water الحل -: 100 𝑡𝑢𝑙𝑜𝑠 𝑉 = 𝑉/𝑉 % 𝑡𝑛𝑒𝑣𝑙𝑜𝑠 𝑉 𝑉 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡 + × 100 = 20 % × 125 125 + 500 = -5الكسم المولا حيث ان : 𝑡𝑢𝑙𝑜𝑠 : Xالكسر المولي للمذاب . 𝑡𝑛𝑒𝑣𝑙𝑜𝑠 Mole Fraction 𝒕𝒖𝒍𝒐𝒔 𝒕𝒏𝒆𝒗𝒍𝒐𝒔 𝐧+ 𝐧 𝒕𝒖𝒍𝒐𝒔 𝐧 = 𝒕𝒖𝒍𝒐𝒔 𝐗 : Xالكسر المولي للمذيب 𝑡𝑢𝑙𝑜𝑠 : nعدد موالت المذاب . 𝑡𝑛𝑒𝑣𝑙𝑜𝑠 : nعدد موالت المذيب . 𝒕𝒏𝒆𝒗𝒍𝒐𝒔 𝒕𝒖𝒍𝒐𝒔 𝐧+ 𝐧 𝒕𝒏𝒆𝒗𝒍𝒐𝒔 𝐧 = 𝒕𝒏𝒆𝒗𝒍𝒐𝒔 𝐗 مالحظة -:ان مجموع الكسم المولا للمذاب يالكسم المولا للمذيب يجب ان يسايي ياحدا صحيحا . ) من كلوريد الصوديوم5 mol( احسب الكسر المولي لكلوريد الصوديوم في محلول يحتوي على-: مثال )؟H = 1, O = 16( علما ان االوزان الذرية،) من الماء1000 g( مذابة في According to the molar fraction of sodium chloride in a solution containing (5 mol) of sodium chloride dissolved in (1000 g) of water, given that the atomic weights are (H = 1, O = 16)? : الحل 𝐗 𝐗 𝒔𝒐𝒍𝒖𝒕 n = 𝒔𝒐𝒍𝒖𝒕 = = 𝐧 𝐧 𝑊𝑡 𝑀.𝑊𝑡 𝒔𝒐𝒍𝒖𝒕 = 𝟓 𝟓+𝟓𝟓.𝟓 𝒔𝒐𝒍𝒖𝒕 +𝐧 𝒔𝒐𝒍𝒗𝒆𝒏𝒕 1000 18 = 55.5 mole = 𝟎.𝟎𝟖𝟐 part per million ) ppm ( جزء مم مليون-6 ppm = mg /L 𝑾𝒕(𝒔𝒐𝒍𝒖𝒕) 𝒑𝒑𝒎 = × 106 𝑾𝒕(𝒔𝒐𝒍𝒖𝒕𝒊𝒐𝒏) part per billion ) ppb ( جزء مم ليون-7 ppb = μ g /L 𝑾𝒕(𝒔𝒐𝒍𝒖𝒕) : حيث ان 9 𝒑𝒑𝒃 = × . 10 وزن المذاب: 𝑊𝑡(𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡) 𝑾𝒕(𝒔𝒐𝒍𝒖𝒕𝒊𝒐𝒏) وزن المحلول: 𝑊𝑡(𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑖𝑜𝑛) . -: مثال غم ) من1.7×10-4 ( غم) وجد انها تحوي155.3( عينة لمحلول مائي تزن الفوسفات ما هو تركيز الفوسفات بالجزء من مليون ؟ A sample of an aqueous solution weighing (155.3 g) was found to contain (1.7 x 10-4 g) of phosphate. What is the concentration of phosphate in parts per million? -: الحل 𝑊𝑡(𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡) 𝑝𝑝𝑚 = × 106 𝑊𝑡(𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑖𝑜𝑛) 1.7 × 10−4 = × 106 155.3 = 1.1 ppm عض العالياب المهمة نا حسا اب التحليل العالية يم الموالرية يالعيارية : 𝑡𝑊 1000 × 𝑡𝑤 𝑒𝑞. )𝑙𝑚(𝑉 1000 × )𝑙𝑚(𝑉 حيث ان ɳتمثل : عدل راب الهيدريجيم التا لة للتأيم الاسةة للحامض عدل مجاميع الهيدريكسيل التا لة للتأيم الاسةة للتاعدب 𝑡𝑊 𝑡𝑊 𝑀. ɳ = 𝑁 𝑡𝑊 1000 (= 𝑁 × )ɳ 𝑡𝑤 𝑀. 𝑙𝑚 𝑉 عدل االلكتميناب المبتولب اي المكتسةة لتباعالب األكسدب ياالختزال التكانؤ لأليون الموجب مضمي ا عدل راته الاسةة لألمالح = 𝑁 N = ɳ × M مثال -:احسب عيارية المركب Fe(NO3)3الذي موالريته تساوي ( ) 0.2؟ ?)Calculate the molarity of Fe(NO3)3, which has a molarity of (0.2 الحل : × M × 0.2 = 0.6 N N = ɳ = 3 العالية يم الموالرية ي : ppm ppm = M × M.Wt × 103 العالية يم الموالرية ي الاسةة المئوية : 𝑾 𝟎𝟎𝟎𝟏 × 𝑽 % 𝒕𝑾 𝑴. =𝑴 -: انئلة ياجب ما عيارية المحلول. مل ) من الماء المقطر100 ( فيNaOH غم ) من80 ( اُذيب/1س (Na =23, O = 16, H = 1) الناتج ؟ علما ان االوزان الذرية Dissolve (80 g) of NaOH in (100 ml) of distilled water. What is the standard of the resulting solution? Note that the atomic weights (Na = 23, O = 16, H = 1) ) 20 ( ج مل ) من محلولها الذي تركيزه500 ( الالزمة لتحضيرAgNO3 ما عدد غرامات/2س ؟169.9 يساويAgNO3 ) موالري ؟ علما ان الوزن الجزيئي لــ0.125( How many grams of AgNO3 are needed to prepare (500 ml) of its solution, which has a concentration of (0.125) molar? Note that the molecular weight of AgNO3 is 169.9? )10.618 (ج