חישובים בתמיסות: טריק שינוי נפח

תוכן עניינים

מה זה "טריק"? אילו "טריקים" יש בתמיסות ?

אנו נקרא בשם "טריק" שינויים שהתלמיד צריך לזהות ולא תמיד קל לו לשים לב.

בתחום חישובים בתמיסות מימיות נגדיר שלושה "טריקים"

  1. טריק מס' 1: "שינוי נפח"
  2. טריק מס' 2: "יון משותף"
  3. טריק מס' 3: "תגובות שיקוע"

ההבדל בין הטריקים קשור לגודל שמשתנה:

  1. ב-"שינוי נפח", נפח התמיסה גדל (מיהול) או קטן (ריכוז) בעוד שמספר המולים של המומס נשאר קבוע.
  2. ב-"יון משותף", מספר המולים של מומס אחד (לפחות) משתנה: עולה בלבד , בעוד שנפח התמיסה נשאר קבוע.
  3. ב- "תגובות שיקוע", מספר המולים של חלק מהחומרים המומסים משתנה: קטן בלבד, בעוד שנפח התמיסה נשאר קבוע.

 

בטבלה הבאה סיכמנו את שלושת השינויים והוספנו את הנוסחאות המבטאים את השינוי:

סטוכיומטריה - בגרות כימיה - תמיסות

סרטון על טריק שינוי נפח

בסרטון זה נלמד כמה דברים:

    1. נסביר שלושה שינויים שניתן לעשות בתמיסות (שלושה "טריקים"):
      א. שינוי נפח
      ב. יון משותף
      ג. תגובת שיקוע

2. נפתור שתי שאלות על "הטריק מס' 1": שינוי נפח

3. נלמד את שיטת הטבלה לפתרון תרגילי סטוכיומטריה 

מה זה בדיוק "טריק שינוי הנפח" ? מה זה מיהול של תמיסה?

מיהול הוא מונח ידוע מחיי היום יום.
לדוגמה אם יש מיץ פתל מרוכז אנו מוהלים אותו על ידי הוספת מים.
אנו צופים בשתי תופעות: צבע המיץ נהיה יותר בהיר וטעם המיץ פחות מתוק.
משמעות השינוי הוא הגדלת נפח התמיסה ללא שינוי בכמות המומס (מסה שלו או מספר המולים שלו).

פתרון מודרך על "טריק שינוי הנפח"

  1. מה יהיה הריכוז של 200 מל' תמיסת סוכר 0.3M לאחר שהוסיפו לה 500 מל' מים? נוסחת הסוכר: C12H22O11.
    שיטה:
    א. מחשבים את מספר המולים לפני המיהול

n = c ·V1 = 0.3 M · 0.2 lt = 0.06 mol

V1 – נפח התחלתי

ב. מחשבים את הריכוז עם הנפח החדש: סכום הנפחים

c = n/(V1 + V2) = 0.06 mol / 0.7 lt = 0.0857 M

V2 – נפח של מים שמוסיפים

 הנפח הסופי של התמיסה הוא הסכום של שני הנפחים – V1 + V2

  1. מה נפח מים שיש להוסיף ל- 1.5 ל' תמיסה HCl 1M על מנת למהול אותה לריכוז 0.25M?

שיטה:

א. מחשבים את מספר המולים לפני המיהול

n = c ·V1 = 1 M · 1.5 lt = 1.5 mol

ב. מחשבים את הנפח שיש להוסיף על ידי הריכוז הסופי:

c = n/( V1 + V2) = 1.5 mol / (1.5 lt + V2) = 0. 25M

מחלצים את הנפח שיש להוסיף V2

V2 = 1.5 mol/0.25M – 1.5 lt = 4.5 lt

הערה:

כל תרגילי מיהול או ריכוז של תמיסה ניתן לפתור בקלות עם הנוסחה הבא: c1/c2 = V2/V1

הסבר:

היות ומספר המולים לפני ואחרי המיהול/ריכוז לא משתנה אפשר לכתוב:

n1 = n2
ולכן
c1V1 = c2V2
ולכן
c1/c2 = V2/V1

c1 – ריכוז לפני המיהול/ריכוז
 c2 – ריכוז לאחר המיהול/ריכוז
V1 – נפח לפני המיהול/ריכוז
V2 – נפח לאחר המיהול/ריכוז ( זה הנפח הסופי, שונה V2 בתרגילים למעלה)

סרטון פתרון מודרך על הטריק "שינוי נפח"

 

בסרטון הבא, נדגים פתרון של תרגיל חישוב בתמיסות עם "טריק שינוי הנפח"
נפתור את השאלה הבא בשתי שיטות:
א. שיטה רגילה כפי שחישבנו עד כה
ב. שיטת הטבלה: נבנה טבלה מתחת לנוסחת התגובה ובה נבצע את החישובים.

מה נפח המים במיליליטר שצריך להוסיף לליטר תמיסת 0.15M אמון זרחתי, על מנת שריכוז יוני האמון בתמיסה יהיה 0.1M?

נתונים: יון אמון    NH4+n, יון זרחתי: PO43-n

תרגול

1. לתמיסת מלח  NaCl בעלת נפח של 500 מל' וריכוז 0.2M הוסיפו 500 מל' מים. מה ריכוז המלח בתמיסה לאחר זמן מה אחרי ההוספה?

א. 0.2 מולר
ב. 0.1 מולר
ג. 0.01 מולר
ד. 0.4 מולר

2. אידו 35 מל' מים מתמיסת אמון גופרתי NH4)2SO4)מ0.01 מולר בעלת נפח של 150 מל'. מה הריכוז של יוני אמון בסוף התהליך?

א. 0.0130 מולר
ב. 0.0162 מולר
ג. 0.0261 מולר
ד. 0.042 מולר

3. לבורנטית התבקשה להכין  תמיסה בעלת ריכוז 1M של יוני אשלגן. היא מצאה 50 מל' תמיסת אשלגן זרחתי בריכוז 0.5M.  כמה מים הוסיפה הלבורנטית לתמיסה שמצאה על מנת להכין את התמיסה שנתבקשה? המלצה: תגדירו את הנפח שהוסיפה כנעלם x וחלצו את הנעלם מביטוי הריכוז הסופי
נתון: יון זרחתי: PO4-3 

א. 300 מל'
ב. 50 מל'
ג. 100 מל'
ד. 25 מל

4. האם הלבורנטית  מהשאלה הקודמת קיבלה מספיק תמיסה כדי לספק 200 מל'  לתלמידים?

א. כן
ב. לא

5. ל-200 מל' תמיסת נתרן גופרתי 0.25 מולר, הוסיפו 300 מל' תמיסת מגנזיום חנקתי 0.15 מולר, מה ריכוז כל אחד מהיונים בסוף הערבוב לפי הסדר הבא:
Na+, SO4-2, Mg+2, NO3

א.N0.2 M Na+,  0.1 M SO4-2,   0.09 M Mg+2,   0.18 M NO3n
ב. N0.5 M Na+,  0.25 M SO4-2,   0.15 M Mg+2,   0.3 M NO3n
ג. N0.333 M Na+,  0.167 M SO4-2,   0.15 M Mg+2,   0.3 M NO3n
ד.N0.5 M Na+,  0.25 M SO4-2,   0.225 M Mg+2,   0.45 M NO3n

6. לבורנטית הכינה ליטר אחד של תמיסת 0.1 מולר יוני ליתיום מ – 50  מל' תמיסת ליתיום זרחתי על ידי הוספת מים מזוקקים אך שכחה מה היה הריכוז של התמיסה הראשונה שממנה הכינה את התמיסה הרצויה. מה הריכוז של התמיסה הראשונה? המלצה: תגדירו את ריכוז ההתחלתי כנעלם x וחלצו את הנעלם מביטוי הריכוז הסופי
  יון זרחתי: PO4-3

א. 2 מולר
ב. 0.0333 מולר
ג. 0.667 מולר
ד. 1 מולר​