بیشتر خطاهای محلولسازی نه از کار با دست، که از یک تبدیل واحد اشتباه میآید. این مقاله فرمولهای پرکاربرد را با مثال عددی واقعی از موادی که در انبار دارید مرور میکند.
مولاریته
مولاریته یعنی تعداد مول مادهٔ حلشده در یک لیتر محلول. جرم لازم از این رابطه به دست میآید:
جرم (گرم) = مولاریته × حجم (لیتر) × جرم مولی
مثال: برای ساخت ۵۰۰ میلیلیتر محلول ۰٫۱ مولار هیدروکسید سدیم با جرم مولی ۴۰، جرم لازم برابر است با ۰٫۱ ضربدر ۰٫۵ ضربدر ۴۰ که میشود ۲ گرم.
نرمالیته
نرمالیته تعداد همارز در لیتر است و برای تیتراسیون بهکار میرود:
نرمالیته = مولاریته × ظرفیت
ظرفیت برای اسیدها تعداد پروتون قابل انتقال است. اسید کلریدریک یکظرفیتی است پس نرمالیته و مولاریتهاش برابرند؛ اما اسید سولفوریک دوظرفیتی است، بنابراین محلول یک مولار آن دو نرمال است. این همان جایی است که اغلب اشتباه رخ میدهد.
فرمول رقت
غلظت اولیه × حجم اولیه = غلظت نهایی × حجم نهایی
مثال: برای ساخت یک لیتر اسید کلریدریک ۱ مولار از اسید ۳۷ درصد که غلظت مولارش حدود ۱۲ است، حجم لازم برابر است با یک ضربدر ۱۰۰۰ تقسیم بر ۱۲ که حدود ۸۳ میلیلیتر میشود. این حجم را به آب اضافه کنید، نه برعکس.
تبدیل درصد وزنی به مولاریته
روی بشکههای صنعتی معمولاً درصد وزنی نوشته شده، نه مولاریته. رابطهٔ تبدیل:
مولاریته = (درصد وزنی × چگالی × ۱۰) ÷ جرم مولی
مثال برای اسید سولفوریک ۹۸ درصد با چگالی ۱٫۸۴ و جرم مولی ۹۸: حاصل ۹۸ ضربدر ۱٫۸۴ ضربدر ۱۰ تقسیم بر ۹۸ میشود حدود ۱۸٫۴ مولار.
جدول غلظت اسیدهای غلیظ رایج
| اسید | درصد وزنی | چگالی | مولاریته تقریبی |
|---|---|---|---|
| سولفوریک | ۹۸٪ | ۱٫۸۴ | ۱۸٫۴ |
| کلریدریک | ۳۷٪ | ۱٫۱۹ | ۱۲٫۱ |
| نیتریک | ۶۵٪ | ۱٫۴۰ | ۱۴٫۴ |
| فسفریک | ۸۵٪ | ۱٫۶۹ | ۱۴٫۷ |
| استیک گلاسیال | ۹۹٫۸٪ | ۱٫۰۵ | ۱۷٫۴ |
| آمونیاک | ۲۵٪ | ۰٫۹۱ | ۱۳٫۴ |
ppm و ppb
در محلولهای آبی رقیق که چگالی نزدیک یک است، یک ppm تقریباً برابر یک میلیگرم در لیتر و یک ppb برابر یک میکروگرم در لیتر است. برای ساخت محلول استاندارد ppm از محلول مادر، همان فرمول رقت بهکار میرود.
سوالات متداول
چرا مولاریته اسید غلیظ روی برچسب نوشته نشده؟ چون درصد وزنی مستقل از دماست ولی مولاریته با دما تغییر میکند، زیرا حجم محلول با دما جابهجا میشود. برای همین تولیدکننده درصد وزنی و چگالی میدهد و تبدیل بر عهدهٔ کاربر است.
مولاریته و مولالیته چه فرقی دارند؟ مولاریته بر حسب حجم محلول است و با دما تغییر میکند؛ مولالیته بر حسب جرم حلال است و مستقل از دماست. در کارهای دقیق ترمودینامیکی مولالیته ترجیح داده میشود.
چرا نتیجهٔ تیتراسیون من با محاسبه نمیخواند؟ رایجترین علت این است که غلظت واقعی محلول ثانویه با عدد اسمی فرق دارد. محلولهای سود و اسید کلریدریک باید استانداردسازی شوند و همان عدد واقعی در محاسبه بنشیند.
آیا این جدول برای همهٔ محمولهها معتبر است؟ این اعداد تقریبی و بر مبنای غلظت اسمیاند. برای کار دقیق، درصد و چگالی واقعی همان لات را از برگ آنالیز محموله بردارید.
دیدگاهتان را بنویسید