تبيب حكيم فيزياء
تسجيل الدخولإنشاء حساب

السنة الثالثة ثانوي · المكتسبات القبلية

تحضير محلول مائي من مادة صلبة

25 دقيقةمتوسط

درس تطبيقي حول تحضير محلول مائي بتركيز مولي محدد انطلاقا من مادة صلبة ذات درجة نقاوة معينة، مع البروتوكول التجريبي الكامل.

الهدف:
  • حساب الكتلة النقية اللازمة من مادة مذابة
  • استعمال درجة النقاوة لإيجاد الكتلة التجارية
  • إنجاز بروتوكول تجريبي لتحضير محلول من مادة صلبة

المقدمة

لتحضير محلول مائي بتركيز مولي محدد cc وحجم VV انطلاقا من مسحوق صلب، نحسب أولا الكتلة النقية اللازمة من المادة المذابة، ثم — إذا كان المسحوق التجاري غير نقي بالكامل — نستعمل درجة النقاوة لإيجاد الكتلة التجارية الموافقة.

خطوات الحساب

الخطوة الأولى: الكتلة المولية للمادة المذابة MM (g/mol)، بجمع الكتل المولية الذرية للعناصر المكوّنة، كلٌّ مضروبة في عدد ذراته في الصيغة.

الخطوة الثانية: الكتلة النقية m1m_1 اللازمة لتحضير المحلول:

m1=c⋅V⋅Mm_1 = c \cdot V \cdot M

الخطوة الثالثة: إذا كانت درجة نقاوة المسحوق التجاري PP معطاة (مكتوبة على العلبة)، فإن العلاقة بينها وبين الكتلتين هي:

P=m1m2×100P = \dfrac{m_1}{m_2} \times 100

حيث m2m_2 الكتلة التجارية الموافقة، ومنه:

m2=100⋅m1Pm_2 = \dfrac{100 \cdot m_1}{P}

ملاحظة: الكتلة التجارية m2m_2 أكبر دائما من الكتلة النقية m1m_1، لأن المسحوق التجاري يحتوي على شوائب.

البروتوكول التجريبي

1)

إجراءات الوقاية: لبس قفازات ونظارات ومئزر واق، وتهوية الغرفة.

2)

الأدوات: ميزان إلكتروني، طبق وزن (أو ورقة وزن)، ملعقة، حوجلة عيارية بسعة الحجم VV المطلوب، قمع.

3)

الخطوات:

أ)

وضع الطبق فوق الميزان وإصفاره.

ب)

وزن الكتلة التجارية m2m_2 من المادة الصلبة.

ج)

إدخال المادة الصلبة في الحوجلة العيارية عبر القمع، مع إضافة كمية من الماء المقطر لإذابتها.

د)

إكمال الحوجلة بالماء المقطر حتى خط العيار، مع الرج الجيد لتجانس المحلول.

تعاريف مهمة

درجة النقاوة

نسبة كتلة المادة النقية إلى الكتلة التجارية الكلية، مضروبة في 100: P = (m₁/m₂)×100، وهي دائما بين 0 و100%.

القوانين

قانون : حساب الكتلة النقية

m₁ = c · V · M

الكتلة النقية اللازمة من مذاب لتحضير محلول تركيزه c وحجمه V.

قانون : درجة النقاوة

P = (m₁ / m₂) · 100

m₁ الكتلة النقية، m₂ الكتلة التجارية.

العلاقات الأساسية

الكتلة النقية

m₁ = c · V · M

c التركيز المولي المطلوب، V حجم المحلول، M الكتلة المولية.

الكتلة التجارية

m₂ = 100 · m₁ / P

P درجة النقاوة بالنسبة المئوية.

أمثلة محلولة

تحضير محلول حمض الأسكوربيك

نريد الحصول على محلول S لحمض الأسكوربيك C₆H₈O₆ تركيزه المولي c=0,2 mol/L وحجمه V=400 mL، انطلاقا من مسحوق صلب درجة نقاوته P=82%.

1)

احسب الكتلة المولية لحمض الأسكوربيك.

2)

احسب الكتلة النقية اللازمة.

3)

احسب الكتلة التجارية اللازمة. معطى: M(C)=12, M(H)=1, M(O)=16 g/mol.

الحل
1)

M = 6×12 + 8×1 + 6×16 = 72+8+96 = 176 g/mol.

2)

m₁ = c×V×M = 0,2×0,400×176 = 14,08 g.

3)

m₂ = 100×m₁/P = 100×14,08/82 ≈ 17,17 g.

تذكّر

لتحضير محلول من مادة صلبة: نحسب الكتلة النقية m₁=c×V×M، ثم إن لزم الكتلة التجارية m₂=100×m₁/P، ونتبع بروتوكولا يعتمد الحوجلة العيارية.

انتبه

لا تنس أن الكتلة الموزونة عمليا هي دائما الكتلة التجارية m₂، وليست الكتلة النقية m₁.

سجل الدخول لتتبع تقدمك