Kami menemukan solusi dari berbagai zat setiap hari. Tetapi kecil kemungkinannya bahwa masing-masing dari kita menyadari betapa besar peran yang dimainkan sistem ini. Banyak dari perilaku mereka menjadi jelas hari ini melalui studi rinci selama ribuan tahun. Selama ini, banyak istilah yang tidak dapat dipahami oleh orang awam telah diperkenalkan. Salah satunya adalah normalitas solusi. Apa itu? Ini akan dibahas di artikel kami. Mari kita mulai dengan menyelami masa lalu.
Riwayat Penelitian
Pemikiran cerdas pertama yang mulai mempelajari solusi adalah ahli kimia terkenal seperti Arrhenius, van't Hoff dan Ostwald. Di bawah pengaruh pekerjaan mereka, generasi ahli kimia berikutnya mulai mempelajari larutan berair dan encer. Tentu saja, mereka telah mengumpulkan sejumlah besar pengetahuan, tetapi solusi non-air dibiarkan tanpa perhatian, yang, omong-omong, juga memainkan peran besar baik di industri maupun di bidang kehidupan manusia lainnya.
Ada banyak ketidakjelasan dalam teori solusi non-air. Misalnya, jika dalam sistem berair nilai konduktivitas meningkat dengan peningkatan derajat disosiasi, maka dalam sistem yang serupa, tetapi dengan pelarut yang berbeda, bukan air, sebaliknya. Nilai listrik kecilkonduktivitas sering sesuai dengan derajat tinggi disosiasi. Anomali mendorong para ilmuwan untuk mengeksplorasi bidang kimia ini. Sejumlah besar data terakumulasi, pemrosesan yang memungkinkan untuk menemukan keteraturan yang melengkapi teori disosiasi elektrolitik. Selain itu, dapat memperluas pengetahuan tentang elektrolisis dan sifat ion kompleks senyawa organik dan anorganik.
Kemudian penelitian yang lebih aktif dimulai di bidang solusi terkonsentrasi. Sistem seperti itu berbeda secara signifikan dalam sifat dari yang encer karena fakta bahwa dengan meningkatnya konsentrasi zat terlarut, interaksinya dengan pelarut mulai memainkan peran yang semakin penting. Lebih lanjut tentang ini di bagian berikutnya.
Teori
Saat ini, penjelasan terbaik tentang perilaku ion, molekul, dan atom dalam larutan hanyalah teori disosiasi elektrolitik. Sejak diciptakan oleh Svante Arrhenius pada abad ke-19, telah mengalami beberapa perubahan. Beberapa hukum ditemukan (seperti hukum pengenceran Ostwald) yang agak tidak cocok dengan teori klasik. Namun, berkat karya ilmuwan selanjutnya, teori tersebut diubah, dan dalam bentuk modernnya teori tersebut masih ada dan menjelaskan hasil yang diperoleh secara eksperimental dengan akurasi tinggi.
Inti dari teori elektrolitik disosiasi adalah bahwa zat, ketika dilarutkan, terurai menjadi ion penyusunnya - partikel yang bermuatan. Tergantung pada kemampuannya untuk menguraikan (memecah) menjadi bagian-bagian, ada yang kuat dan lemahelektrolit. Yang kuat cenderung terdisosiasi sempurna menjadi ion-ion dalam larutan, sedangkan yang lemah hanya dalam jumlah yang sangat kecil.
Partikel yang menjadi tempat pemecahan molekul ini dapat berinteraksi dengan pelarut. Fenomena ini disebut solvasi. Tapi itu tidak selalu terjadi, karena itu karena adanya muatan pada ion dan molekul pelarut. Misalnya, molekul air adalah dipol, yaitu partikel bermuatan positif di satu sisi dan bermuatan negatif di sisi lain. Dan ion-ion yang menjadi tempat penguraian elektrolit juga memiliki muatan. Dengan demikian, partikel-partikel ini tertarik oleh sisi-sisi yang bermuatan berlawanan. Tapi ini hanya terjadi dengan pelarut polar (seperti air). Misalnya, dalam larutan zat apa pun dalam heksana, solvasi tidak akan terjadi.
Untuk mempelajari larutan, sangat sering diperlukan untuk mengetahui jumlah zat terlarut. Terkadang sangat merepotkan untuk mengganti jumlah tertentu ke dalam formula. Oleh karena itu, ada beberapa jenis konsentrasi, di antaranya adalah normalitas larutan. Sekarang kami akan memberi tahu secara rinci tentang semua cara untuk menyatakan kandungan suatu zat dalam suatu larutan dan metode untuk menghitungnya.
Konsentrasi solusi
Ada banyak rumus dalam kimia, dan beberapa di antaranya disusun sedemikian rupa sehingga lebih mudah untuk mengambil nilai dalam satu bentuk tertentu atau lainnya.
Yang pertama, dan paling akrab bagi kita, bentuk ekspresi konsentrasi adalah fraksi massa. Itu dihitung dengan sangat sederhana. Kita hanya perlu membagi massa zat dalam larutan dengan massa totalnya. JadiJadi, kita mendapatkan jawabannya dalam pecahan satu. Mengalikan angka yang dihasilkan dengan seratus, kami mendapatkan jawabannya sebagai persentase.
Bentuk yang sedikit kurang dikenal adalah fraksi volume. Paling sering digunakan untuk menyatakan konsentrasi alkohol dalam minuman beralkohol. Ini juga dihitung dengan cukup sederhana: kami membagi volume zat terlarut dengan volume seluruh larutan. Seperti pada kasus sebelumnya, Anda bisa mendapatkan jawabannya sebagai persentase. Label sering mengatakan: "40% vol.", yang berarti: 40 persen volume.
Dalam kimia, jenis konsentrasi lain sering digunakan. Tetapi sebelum beralih ke mereka, mari kita bicara tentang apa itu mol zat. Jumlah suatu zat dapat dinyatakan dengan berbagai cara: massa, volume. Tetapi bagaimanapun juga, molekul setiap zat memiliki beratnya sendiri, dan dengan massa sampel tidak mungkin untuk memahami berapa banyak molekul di dalamnya, dan ini diperlukan untuk memahami komponen kuantitatif dari transformasi kimia. Untuk ini, kuantitas seperti mol zat diperkenalkan. Faktanya, satu mol adalah sejumlah molekul: 6.021023. Ini disebut bilangan Avogadro. Paling sering, satuan seperti mol zat digunakan untuk menghitung jumlah produk reaksi. Dalam hal ini, ada bentuk lain untuk menyatakan konsentrasi - molaritas. Ini adalah jumlah zat per satuan volume. Molaritas dinyatakan dalam mol/L (baca: mol per liter).
Ada jenis ekspresi yang sangat mirip untuk kandungan zat dalam suatu sistem: molalitas. Ini berbeda dari molaritas karena menentukan jumlah suatu zat bukan dalam satuan volume, tetapi dalam satuan massa. Dan diungkapkan dalam doaper kilogram (atau kelipatan lainnya, seperti per gram).
Jadi kita sampai pada bentuk terakhir, yang sekarang akan kita bahas secara terpisah, karena uraiannya memerlukan beberapa informasi teoretis.
Kenormalan solusi
Apa ini? Dan apa bedanya dengan nilai sebelumnya? Pertama, Anda perlu memahami perbedaan antara konsep seperti normalitas dan molaritas larutan. Faktanya, mereka hanya berbeda dalam satu nilai - nomor ekivalen. Sekarang Anda bahkan dapat membayangkan seperti apa normalitas solusinya. Itu hanya molaritas yang dimodifikasi. Angka ekivalen menunjukkan jumlah partikel yang dapat berinteraksi dengan satu mol ion hidrogen atau ion hidroksida.
Kami berkenalan dengan apa yang dimaksud dengan normalitas solusi. Tetapi bagaimanapun juga, ada baiknya menggali lebih dalam, dan kita akan melihat betapa sederhananya ini, sekilas, bentuk kompleks dari penggambaran konsentrasi. Jadi, mari kita lihat lebih dekat apa normalitas solusinya.
Rumus
Cukup mudah membayangkan rumus dari deskripsi verbal. Ini akan terlihat seperti ini: Cn=zn/N. Di sini z adalah faktor ekivalen, n adalah jumlah zat, V adalah volume larutan. Nilai pertama adalah yang paling menarik. Itu hanya menunjukkan padanan suatu zat, yaitu jumlah partikel nyata atau imajiner yang dapat bereaksi dengan satu partikel minimal zat lain. Dengan ini, pada kenyataannya, normalitas solusi, yang rumusnya disajikan di atas, secara kualitatif berbedadari molaritas.
Dan sekarang mari kita beralih ke bagian penting lainnya: bagaimana menentukan normalitas solusi. Ini tidak diragukan lagi merupakan pertanyaan penting, jadi ada baiknya mendekati studinya dengan pemahaman tentang setiap nilai yang ditunjukkan dalam persamaan yang disajikan di atas.
Bagaimana mencari normalitas solusi?
Rumus yang kita bahas di atas murni diterapkan. Semua nilai yang diberikan di dalamnya mudah dihitung dalam praktik. Sebenarnya, sangat mudah untuk menghitung normalitas suatu larutan, mengetahui beberapa kuantitas: massa zat terlarut, rumusnya, dan volume larutan. Karena kita mengetahui rumus molekul suatu zat, kita dapat menemukan berat molekulnya. Perbandingan massa suatu sampel zat terlarut dengan massa molarnya akan sama dengan jumlah mol zat tersebut. Dan mengetahui volume seluruh larutan, kita dapat mengatakan dengan pasti berapa konsentrasi molar kita.
Operasi selanjutnya yang perlu kita lakukan untuk menghitung normalitas solusi adalah tindakan mencari faktor ekivalen. Untuk melakukan ini, kita perlu memahami berapa banyak partikel yang terbentuk sebagai hasil disosiasi yang dapat mengikat proton atau ion hidroksil. Misalnya, dalam asam sulfat, faktor ekivalennya adalah 2, oleh karena itu normalitas larutan dalam kasus ini dihitung hanya dengan mengalikan molaritasnya dengan 2.
Aplikasi
Dalam analitik kimia, kita sering kali harus menghitung normalitas dan molaritas larutan. Ini sangat nyaman untukperhitungan rumus molekul zat.
Apa lagi yang harus dibaca?
Untuk lebih memahami apa itu normalitas solusi, yang terbaik adalah membuka buku teks kimia umum. Dan jika Anda sudah mengetahui semua informasi ini, Anda harus merujuk ke buku teks kimia analitik untuk siswa spesialisasi kimia.
Kesimpulan
Berkat artikel tersebut, kami pikir Anda memahami bahwa normalitas larutan adalah bentuk yang menyatakan konsentrasi suatu zat, yang digunakan terutama dalam analisis kimia. Dan sekarang bukan rahasia lagi bagi siapa pun bagaimana cara menghitungnya.
