Magnus Ehingers undervisning

— Allt du behöver för A i Biologi, Kemi, Bioteknik, Gymnasiearbete med mera.

Lösningars halt

Videogenomgång (flippat klassrum)

Lösningars haltLösningars halt

Hur anger man en halt av något?

  • Halt = koncentration
  1. Procent
  2. Sockerbitar/tekopp
  3. Fler...?

Koncentration = antal/volym

  • Som i antal sockerbitar/tekopp.
  1. Många sockerbitar = hög koncentration.
  2. Få sockerbitar = låg koncentration.

En kopp te med sockerbitar. En kopp te med sockerbitar.

Masshalt

Man löser 1,0 g NaCl i 0,250 dm3 vatten. Hur stor blir masshalten?

Svar: \(\frac {1,0\text{g}}{0,250\text{dm}^3} = 4\text{g/dm}^3 = 4,0\text{g/l}\)

Procenthalt

Hur stor blir masshalten i procent om man löser 1,0 g rörsocker i 0,250 dm3 vatten?

Svar: \(\frac {1,0\mathrm{g}}{(250 + 1,0)\mathrm{g}} = 0,00398406 ≈ 0,40\%\)

w/w-% och w/v-%

Det ”mest korrekta” är att ange procenthalt som massan av delen/massan av hela (w/w-%).

I lösningar med låg koncentration är det dock ofta enklare att ange koncentration som massan av det lösta/volymen (w/v-%).

1 cm3 = 1 ml ⇔ c:a 1 g

Exempel: Hur stor blir procenthalten i w/v-% om man löser 1,0 g koksalt i 0,250 dm3 (250 ml) vatten?

Lösning: \(\frac {1,0\mathrm{g}}{250\mathrm{ml}} = 0,004 = 0,40\%\)

Molaritet

Anger hur många mol per liter det finns i en viss lösning.

\[\begin{aligned}\text{koncentration} &= \frac {\text{substansmängd}}{\text{volym}} \\ c &= \frac {n}{V}\end{aligned}\]

vilken enhet får koncentrationen här då?

  • mol/l = mol/dm3 = M
  • Enheten "M" kallas "molar".
  • En NaCl-lösning som har koncentrationen 0,25 M kallas "0,25-molar".

Exempel 1

Vi löser 1,0 g koksalt i 0,250 dm3 vatten. Vilken blir koncentrationen i mol/dm3?

Lösning

\(c_\mathrm{NaCl} = \frac {n_\mathrm{NaCl}}{V}\)

\(n_\mathrm{NaCl} = \frac {m_\mathrm{NaCl}}{M_\mathrm{NaCl}} = \frac {1,0\mathrm{g}}{(23,0 + 35,5)\mathrm{g/mol}} = 0,01709402\mathrm{mol}\)

\(c_\mathrm{NaCl} = \frac {0,01709402\mathrm{mol}}{0,250\mathrm{dm}^3} = 0,06837607 \mathrm{mol/dm}^3 ≈ 0,068\mathrm{M}\)

Salt som man köper i affären innehåller ofta också en liten mängd kaliumjodid.Salt som man köper i affären innehåller ofta också en liten mängd kaliumjodid.

Totalkoncentration och partikelkoncentration

När ett salt (eller en syra) löses i vatten bildas det andra partiklar än de man hade från början. Det frigörs nämligen joner. 

Exempel: Upplösning av magnesiumklorid, MgCl2:

\[ \text{MgCl}_2\xrightarrow{\text{[H}_2\text{O]}} \text{Mg}^{2+}\text(\text{aq}) + 2\text{Cl}^-\text{(aq)} \hspace{100cm}\]

Låt oss säga att man löst upp 0,1 mol MgCl2 i 1 dm3 vatten. Då är totalkoncentrationen magnesiumklorid \(c_{\text{MgCl}_2} = 0,1\text{mol/dm}^3\). Vi kan också säga något om partikelkoncentrationerna, dvs. koncentrationerna [Mg2+], [Cl–] och [MgCl2]:

  • [Mg2+] = 0,1 mol/dm3 eftersom \(n_{\text{MgCl}_2} : n_{\text{Mg}^{2+}} = 1:1\)
  • [Cl–] = 0,2 mol/dm3 eftersom \(n_{\text{MgCl}_2} : n_{\text{Cl}^-} = 1:2\)
  • [MgCl2] = 0 mol/dm3 eftersom alla MgCl2-partiklar har lösts upp.

Exempel 2

I 4,00 dm3 magnesiumnitratlösning finns 162 g av saltet magnesiumnitrat, Mg(NO3)2. Beräkna lösningens totalkoncentration i M, samt [Mg2+] och [NO\( _3^-\)].

Lösning

Totalkoncentrationen ges av

\[c_{\text{Mg(NO}_3)_2} = \frac {n_{\text{(Mg(NO}_3)_2}}{V_{\text{(Mg(NO}_3)_2}} \hspace{100cm}\]

Vi känner volymen men inte substansmängden. Den får vi beräkna!

\[\begin{aligned} n_{\text{Mg(NO}_3)_2} &= \frac {m_{\text{Mg(NO}_3)_2}}{M_{\text{Mg(NO}_3)_2}} = \hspace{100cm} \\ &= \frac {162\text{g}}{(24,31+(14,0+16,0\cdot3)\cdot 2)\text{g/mol}} = 1,0923067\text{mol} \end{aligned}\]

Nu kan vi beräkna totalkoncentrationen:

\[\begin{aligned} c_{\text{Mg(NO}_3)_2} &= \frac {1,0923067\text{mol}}{4,00\text{dm}^3} = \hspace{100cm} \\ &= 0,27307666\text{mol/dm}^3 \approx 0,273\text{M} \end{aligned}\]

[Mg2+] och [NO\( _3^-\)] är koncentrationerna av just de jonerna. När magnesiumnitraten löses i vattnet sker det enligt följande formel:

\[\text{Mg(NO}_3)_2\xrightarrow{\text{[H}_2\text{O]}} \text{Mg}^{2+}\text(\text{aq}) + 2\text{NO}_3^{-}\text{(aq)} \hspace{100cm}\]

Vi ser att för varje Mg(NO3)2 som löses upp, så bildas det 1 st Mg2+. Därför får vi:

\[[\text{Mg}^{2+}]=c_{\text{Mg(NO}_3)_2} = 0,273\text{M} \hspace{100cm}\]

Men vi ser också att för varje Mg(NO3)2 som löses upp, så bildas det 2 st \({\sf \text{NO}_3^-}\). Det betyder att koncentrationen nitratjoner blir dubbelt så stor som koncentrationen magnesiumnitrat:

\[[\text{NO}_3^{-}]=2c_{\text{Mg(NO}_3)_2} = 2 \cdot 0,273\text{M} = 0,546 \text{M} \hspace{100cm}\]