المحلول هو خليط متجانس يتكون من المذاب والمذيب، ويتكون من مادتين أو أكثر، وغالباً يكون المذيب أكثر من المذاب، يعبر عن كمية المذاب والمذيب في المحاليل بتراكيز المحاليل. يعتبر تحضير المحاليل مهم جداً في الحياة العملية وخاصة في مجالات الغذاء والدواء والصناعات المختلفة، ولكن مزج كميات غير محددة من المذاب والمذيب في هذه المحاليل يؤثر في فاعليتها وخصائصها، لتحضير محلول بتركيز محدد، هناك طرق عدة تستخدم للتعبير عن تركيز المحلول.
طرق التعبير عن تركيز المحاليل
التركيز المولاري (المولارية)
تعرف المولارية بانها كمية المذاب (عدد المولات المذابة) في لتر من المحلول، ويمكن التعبير عن التركيز المولاري رياضياً: المولارية (التركيز المولاري) =عدد مولات المذاب (مول)/حجم المحلول (لتر)، حيث يعبر عن وحدة المولارية بالوحدة (مول /لتر)، وعدد مولات المذاب بالمول (mol)، ووحدة حجم المحلول باللتر (liter).
مثال 1: أحسب التركيز المولاري لمحلول حُضر بإذابة 15غرام من في كمية من الماء للحصول على محلول حجمه 1500مل ؟
الحل: كتلة المذاب=15 غرام.
حجم المحلول = 1500مل *1لتر /1000مل=1.5لتر.
لحساب التركيز المولاري يجب حساب عدد مولات بدايةً:
عدد مولات =كتلة
(غرام)/(الكتلة المولية
(غرام /مول)).
الكتلة المولية = الكتلة المولية (
)+ الكتلة المولية (O)+ الكتلة المولية (Na).
=1+16+23=40 غرام/مول.
عدد مولات = 15غرام/(40) غرام/مول =0.375مول.
التركيز المولاري= عدد مولات المذاب (مول)/حجم المحلول (لتر).
التركيز المولاري=0.375 مول/(1.5)لتر.
التركيز المولالي (المولالية)
هي إحدى طرائق التعبير عن تركيز المحلول، وتستخدم لتحضير محاليل في درجات حرارة مختلفة، ولا تعتمد على حجم المحلول الكلي الذي قد يتغير بتغير درجة الحرارة، وهي النسبة عدد مولات المذاب إلى كتلة المذيب بالكيلو غرام، يمكن التعبير عنها رياضياً كالتالي: المولالية =عدد مولات المذاب (مول)/كتلة المذيب (كغ).
مثال 2: أحسب التركيز المولالي لمحلول مكون من إذابة (5.6)غرام من هيدروكسيد البوتاسيوم في 200 غرام من الماء؟
الحل: المولالية=؟؟، كتلة =5.6 غرام.
كتلة المذيب (الماء)= 200 غرام *1كغ /1000غرام =0.2 كغ.
الكتلة المولية =1+16+39=56غرام/مول.
لحساب المولالية يجب علينا بدايةً حساب عدد مولات المذاب ():
عدد مولات المذاب ()=الكتلة /الكتلة المولية =5.6 غرام/(56)غرام /مول =0.1مول.
المولالية=عدد مولات المذاب (مول)/كتلة المذيب (كغ) =(0.1مول/0.2كغ)=0.5مول/كغ.
النسبة المئوية لكتلة المذاب
وهي إحدى طرق التعبير عن تركيز المحاليل، ويمكن التعبير عنها النسبة بين كتلة المذاب وكتلة المحلول في 100%، ويمكن التعبير عنه رياضياً كالتالي: النسبة المئوية الكتلية= (كتلة المذاب /كتلة المحلول)*100%، حيث أن كتلة المحلول =كتلة المذاب + كتلة المذيب.
مثال حسابي على النسبة المئوية الكتلية: جد كتلة الازمة لتحضير محلول كتلته 20 غرام بتركيز 4% نسبة كتلية؟
الحل: كتلة المذاب ()=؟؟، كتلة المحلول =20 غرام، النسبة المئوية الكتلية =4%.
يمكن كتابة القانون الأساسي للنسبة المئوية الكتلية:
النسبة المئوية الكتلية =(كتلة المذاب /كتلة المحلول)*100%.
كتلة المذاب ()=(4%/100%) *20غرام.
كتلة المذاب()=0.8 غرام.
تخفيف المحاليل
يمكن تخفيف أي محلول عن طريق إضافة المذيب إليه، فيقل تركيزه، أو بمعنى آخر إضافة كمية جديدة من السائل المذيب من دون أي إضافة جديدة للمذاب، أي أن عدد المولات المذاب لا تتغير، وإنما يتغير حجم المحلول وتركيزه بالتخفيف، مثل تخفيف محلول دايكرومات البوتاسيوم ، وبإضافة كمية جديدة من المذيب دون إضافة كمية جديدة من المذاب (
)، بحيث عند الإضافة يختلف اللون بين الحالتين؛ أي حالة قبل إضافة المذيب وحالة بعد إضافة المذيب، حيث يتغير اللون ويصبح غامق نوعاً ما.
أما في الحالة الثانية فيصبح اللون أفتح من اللون في الحالة الأولى (قبل الإضافة)،ويكون المحلول قبل التخفيف أعلى تركيزاً من حالته بعد التخفيف، رغم أن عدد المولات هو نفسه في الحالتين (قبل التخفيف وبعد التخفيف).
مسائل حسابية على تخفيف المحاليل
يمكن التعبير عن تخفيف المحاليل رياضياً:
.
حيث أن : التركيز (Concentration) المولاري للمحلول قبل التخفيف.
: حجم (Volume) المحلول قبل التخفيف.
: التركيز المولاري للمحلول بعد التخفيف.
: حجم المحلول بعد التخفيف.
مثال 1: أحسب تركيز محلول () الذي حُضر بإضافة 150 ml من الماء إلى 50 ml محلول الذي تركيزه (0.4) mol/liter؟
الحل: تركيز المحلول (mol/liter)=؟؟.
حجم المحلول () =(150+50)ml.
حجم المحلول ( )=0.2 liter.
من القانون:
.
0.4 *0.05= *0.2 نوجد قيمة
من المعادلة.
=0.4 *0.05/(0.2)=0.1 mol/liter.
مثال2: ما الحجم الازم أخذه من محلول هيدروكسيد الصوديوم ( ) ذو التركيز 0.5 mol/liter لتحضير 600 ml من محلول هيدروكسيد الصوديوم المخفف، الذي تركيزه 0.1 mol/liter؟
الحل: =??،
=0.5 مول /لتر.
=ml 600.
=0.6 liter، بعد تحويل الوحدة من مل إلى لتر.
=0.1 mol/ liter.
من قانون التخفيف نعوض القيم الرقمية:
0.5 * =0.1 *0.6 من معادلة نحصل على قيمة
.
=0.1 *0.6/(0.5)=0.12 liter.
=120 ml.
