විසඳුම් සාන්ද්රණය ගණනය කරන්නේ කෙසේද?
පාසල් රසායනාගාර, රසායනාගාර පර්යේෂණ සහ ඖෂධ, ආහාර සහ ජල පිරිපහදු වැනි කාර්මික යෙදුම් සඳහා ද්රාවණ සාන්ද්රණය රසායන විද්යාවේ වඩාත් මූලික හා වැදගත් මාතෘකා වලින් එකකි. සරලව කිවහොත්, සාන්ද්රණය මඟින් යම් ද්රාවකයක හෝ ද්රාවණයක කොපමණ ද්රාව්ය ප්රමාණයක් තිබේද යන්න දක්වයි. සාන්ද්රණය වැඩි වන තරමට ද්රාව්යය වැඩි වේ. සාන්ද්රණය ප්රකාශ කිරීමට ක්රම කිහිපයක් ඇති බැවින්, සූත්රය සහ ගණනය කිරීමේ පියවර තේරුම් ගැනීම ඔබේ විශේෂිත අවස්ථාව සඳහා සුදුසු ක්රමය තෝරා ගැනීමට උපකාරී වේ.
1. මූලික නියමයන් තේරුම් ගන්න: ද්රාව්ය, ද්රාවක සහ ද්රාවණය
ගණනය කිරීම් වලට පිවිසීමට පෙර, පහත සඳහන් පද තුන අතර වෙනස හඳුනා ගැනීමට වග බලා ගන්න:
– ද්රාව්යය: ද්රාවිත ද්රව්යයක්, උදාහරණයක් ලෙස සීනි, ලුණු හෝ HCl.
– ද්රාවකය: බොහෝ අවස්ථාවලදී සාමාන්යයෙන් ජලය (H₂O) දිය කරන ද්රව්යයකි.
– ද්රාවණය: ද්රාවකයක් සහ ද්රාවකයක් අඩංගු සමජාතීය මිශ්රණයක්.
සාන්ද්රණය ගණනය කිරීමේදී, බොහෝ විට භාවිතා කරනුයේ ද්රාවණයේ පරිමාවට හෝ ද්රාවණයේ ස්කන්ධයට සාපේක්ෂව ද්රාවිත ද්රව්ය ප්රමාණය (ස්කන්ධය, මවුල හෝ පරිමාව) ය.
2. සාන්ද්රණයේ පොදු වර්ග
සාන්ද්රණය ප්රකාශ කිරීම සඳහා බහුලව භාවිතා වන ඒකක හෝ ක්රම කිහිපයක් මෙන්න:
1. මවුලිකතාව (M)
2. මොලලිටි (එම්)
3. ස්කන්ධ ප්රතිශතය (% w/w)
4. පරිමාව ප්රතිශතය (% v/v)
5. ස්කන්ධ-පරිමා ප්රතිශතය (% w/v)
6. මිලියනයකට කොටස් (ppm) සහ බිලියනයකට කොටස් (ppb)
7. සාමාන්යභාවය (N) (තවමත් අනුමාපන වැනි ඇතැම් මාතෘකා වල භාවිතා වේ)
සෑම එකකටම තමන්ගේම භාවිත සන්දර්භයක් ඇති බැවින්, ඔබ සූත්රය, අවශ්ය දත්ත මොනවාද සහ එය පරිවර්තනය කරන්නේ කෙසේද යන්න දැන සිටිය යුතුය.
-
3. මවුලිකතාව (M) ගණනය කිරීම
මවුලිකතාවයෙන් දැක්වෙන්නේ ද්රාවණ ලීටරයකට ද්රාව්ය මවුල ගණනයි.
සූත්රය:
\[
එම් = \frac{n}{V}
\]
කෙතරංගන්:
– \( M \) = මවුලිකතාව (mol/L)
– \( n \) = ද්රාව්යයේ මවුල ගණන (mol)
– \( V \) = ද්රාවණයේ පරිමාව (L)
මවුලිකතා ගණනය කිරීමේ පියවර
1. ද්රාව්යයේ මවුල ගණනය කරන්න:
\[
n = \frac{m}{M_r}
\]
– \( m \) = ද්රව්යයේ ස්කන්ධය (ග්රෑම්)
– \( M_r \) = මවුලික ස්කන්ධය (g/mol)
2. ද්රාවණය තවමත් mL හි තිබේ නම් එහි පරිමාව ලීටර් බවට පරිවර්තනය කරන්න:
\[
1000 \පෙළ{ mL} = 1 \පෙළ{ L}
\]
3. මවුලිකතා සූත්රය ඇතුළත් කරන්න.
උදාහරණයක්:
NaCl (Mr = 5,85 g/mol) ග්රෑම් 58,5 ක් ද්රාවණ පරිමාව 500 mL ට දියකර මවුලිකතාව ගණනය කරන්න.
– මෝල් NaCl:
\[
n = \frac{5,85}{58,5} = 0,1 \text{mol}
\]
– විසඳුම් පරිමාව:
\[
500 \පෙළ{ mL} = 0,5 \පෙළ{ L}
\]
– මවුලිකතාව:
\[
M = \frac{0,1}{0,5} = 0,2 \පෙළ{ M}
\]
-
4. මොලලිටි (m) ගණනය කිරීම
ද්රාවක කිලෝග්රෑමයකට ද්රාව්ය මවුල ගණන මොලලිටියෙන් දැක්වේ. එය උෂ්ණත්වයෙන් ස්වාධීන වන නිසා (ස්කන්ධය පරිමාව මෙන් වෙනස් නොවේ) එය බොහෝ විට සහසම්බන්ධතා ගුණාංග (තාපාංකය, කැටි කිරීමේ ස්ථානය, ඔස්මොටික් පීඩනය) අධ්යයනය කිරීමේදී භාවිතා වේ.
සූත්රය:
\[
m = \frac{n}{ස්කන්ධය\ ද්රාවකය\ (kg)}
\]
උදාහරණයක්:
යූරියා ග්රෑම් 10 ක් (Mr = 60 g/mol) ජලය ග්රෑම් 200 ක දියකර, මොලලිටි අගය ගණනය කරන්න.
– මෝල් යූරියා:
\[
n = \frac{10}{60} = 0,1667 \text{mol}
\]
– ද්රාවක ස්කන්ධය:
\[
200 \පෙළ{ g} = 0,2 \පෙළ{ kg}
\]
– මොලලිටි:
\[
m = \frac{0,1667}{0,2} = 0,8335 \පෙළ{ m}
\]
-
5. ස්කන්ධ ප්රතිශතය ගණනය කිරීම (% w/w)
ස්කන්ධ-පාදක සංයුතිය වඩාත් අදාළ වන විට ස්කන්ධ ප්රතිශතය භාවිතා වේ, උදාහරණයක් ලෙස ඝන මිශ්රණ හෝ සාන්ද්රිත ද්රාවණ වලදී.
සූත්රය:
\[
\% (w/w) = \frac{ද්රාව්යයේ ස්කන්ධය\}{ද්රාවණයේ ස්කන්ධය\} \ගුණයක් 100\%
\]
උදාහරණයක්:
ලුණු ග්රෑම් 10 ක් සහ ජලය ග්රෑම් 90 ක් එකතු කිරීමෙන් ද්රාවණයක් සාදනු ලැබේ. ලුණු ස්කන්ධ ප්රතිශතය කොපමණද?
– ද්රාවණයේ ස්කන්ධය = 10 g + 90 g = 100 g
– ස්කන්ධ ප්රතිශතය:
\[
\% = \frac{10}{100} \වරක් 100\% = 10\%
\]
-
6. පරිමාව ප්රතිශතය ගණනය කිරීම (% v/v)
ද්රව-ද්රව මිශ්රණ සඳහා පරිමාව ප්රතිශතය බහුලව භාවිතා වේ, උදාහරණයක් ලෙස ජලයේ ඇති මධ්යසාර.
සූත්රය:
\[
\% (v/v) = \frac{පරිමාව\ ද්රාව්ය\}{පරිමාව\ ද්රාවණය} \ගුණයක් 100\%
\]
උදාහරණයක්:
එතනෝල් මිලි ලීටර් 30 ක් මිශ්ර කර පසුව ද්රාවණ පරිමාව මිලි ලීටර් 100 දක්වා තනුක කරනු ලැබේ. % v/v යනු කුමක්ද?
\[
\% (v/v) = \frac{30}{100} \වරක් 100\% = 30\%
\]
වැදගත් සටහන: සමහර මිශ්රණවල, පරිමාවන් සෑම විටම පරිපූර්ණ ලෙස ආකලන නොවේ (පරිමා හැකිලීම හේතුවෙන්), නමුත් මූලික ගැටළු සඳහා ඒවා සාමාන්යයෙන් ආකලන ලෙස සැලකේ.
-
7. ස්කන්ධ-පරිමාව ප්රතිශතය ගණනය කිරීම (% w/v)
මෙම ඒකකය ජීව විද්යාවේ හෝ සෞඛ්ය ක්ෂේත්රයේ ද්රාවණ ලේබලවල ඉතා සුලභ වේ, උදාහරණයක් ලෙස “NaCl 0,9% w/v”, එනම් ද්රාවණය මිලි ලීටර් 100 කට 0,9 g NaCl යන්නයි.
සූත්රය:
\[
\% (w/v) = \frac{ස්කන්ධය\ (g)}{පරිමාව\ ද්රාවණය\ (mL)} \ගුණයක් 100\%
\]
උදාහරණයක්:
ග්ලූකෝස් ග්රෑම් 2 ක් මිලි ලීටර් 50 ක පරිමාවකට විසුරුවා හැරියහොත්, එවිට:
\[
\% (b/v) = \frac{2}{50} \වරක් 100\% = 4\%
\]
-
8. ppm සහ ppb ගණනය කිරීම
ජලයේ ඇති දූෂක ද්රව්ය ප්රමාණය වැනි ඉතා කුඩා සාන්ද්රණයන් සඳහා ppm (මිලියනයකට කොටස්) භාවිතා වේ.
ජලීය ද්රාවණ සඳහා ප්රායෝගිකව (ඝනත්වය ~1 g/mL):
– 1 ppm ≈ 1 mg/L
– 1 ppb ≈ 1 µg/L
උදාහරණ ppm:
ජලය ලීටර් 2 ක X ද්රව්යය මිලිග්රෑම් 5 ක් තිබේ නම්, සාන්ද්රණය වනුයේ:
\[
\text{ppm} = \frac{5\ mg}{2\ L} = 2,5\ mg/L \ආසන්න වශයෙන් 2,5\ ppm
\]
-
9. ද්රාවණය තනුක කිරීම: සූත්රය M1V1 = M2V2
බොහෝ විට ඔබට සාන්ද්රිත තොග ද්රාවණයක් ඇති අතර එය තනුක කිරීමට අවශ්ය වේ. තනුක කිරීමේදී, තනුක කිරීමට පෙර සහ පසු ද්රාව්ය මවුල ගණන එලෙසම පවතී (ප්රතික්රියාවක් නොමැති තාක් කල්).
තනුක සූත්රය:
\[
එම්_1වී_1 = එම්_2වී_2
\]
කෙතරංගන්:
– \( M_1 \) = ආරම්භක සාන්ද්රණය
– \( V_1 \) = ආරම්භක විසඳුමෙන් ලබාගත් පරිමාව
– \( M_2 \) = අවසාන සාන්ද්රණය
– \( V_2 \) = තනුක කිරීමෙන් පසු ද්රාවණයේ අවසාන පරිමාව
උදාහරණයක්:
ඔබට 2 M HCl ඇති අතර 0,5 M HCl වලින් 250 mL සෑදීමට අවශ්ය වේ. 2 M HCl පරිමාව කොපමණද?
\[
V_1 = \frac{M_2 V_2}{M_1} = \frac{0,5 \times 250}{2} = 62,5\ mL
\]
එනම්, 2 M ද්රාවණයකින් 62,5 mL ගෙන, පසුව මුළු පරිමාව 250 mL දක්වා ජලය එකතු කරන්න.
-
10. සාන්ද්රණ ගණනය කිරීම් වැරදි නොවන බව සහතික කිරීමට උපදෙස්
1. ඒකක කෙරෙහි අවධානය යොමු කරන්න: මවුලිකතාව සඳහා mL L බවට පරිවර්තනය කළ යුතුය; මොලලිටි සඳහා g සිට kg දක්වා පරිවර්තනය කළ යුතුය.
2. "ද්රාවකය" සහ "ද්රාවණය" අතර වෙනස දක්වන්න: මවුලිකතාව ද්රාවණයේ පරිමාව භාවිතා කරන අතර, මවුලිකතාව ද්රාවකයේ ස්කන්ධය භාවිතා කරයි.
3. නිවැරදි මවුලික ස්කන්ධය භාවිතා කරන්න: රසායනික සූත්රය සහ පරමාණු ගණන පරීක්ෂා කරන්න.
4. ද්රාවණයේ මුළු ස්කන්ධය/පරිමාව අමතක කරන්න එපා: ප්රතිශත සඳහා, හරය යනු ද්රාවකයේ ස්කන්ධය/පරිමාව මිස ද්රාවකය නොවේ.
5. එක් එක් අදියරෙහි පියවර සහ ඒකක ලියන්න: දෝෂ වළක්වා ගැනීමට මෙය වඩාත් ඵලදායී ක්රමයයි.
-
නිගමනය
භාවිතා කරන සාන්ද්රණ වර්ග සහ පවතින දත්ත ඔබ තේරුම් ගන්නේ නම් ද්රාවණයක සාන්ද්රණය ගණනය කිරීම අපහසු නැත. රසායනාගාරයේ ප්රතික්රියා සහ ද්රාවණ පාදක ගණනය කිරීම් සඳහා මවුලිකතාව සුදුසු වේ, සහසම්බන්ධතා ගුණාංග සඳහා මවුලිකතාව වඩාත් සුදුසු වේ, කාර්මික හා වෛද්ය භාවිතයේදී ස්කන්ධ/පරිමාව ප්රතිශතය බොහෝ විට භාවිතා වේ, ppm/ppb ඉතා කුඩා සාන්ද්රණයන් සඳහා භාවිතා වේ. \( M = n/V \), මවුලිකතාව, ප්රතිශතය සහ තනුක කිරීම \( M_1V_1 = M_2V_2 \) වැනි මූලික සූත්ර ප්රගුණ කිරීමෙන්, ඔබට විවිධ සාන්ද්රණ ගැටළු වඩාත් ඉක්මනින් සහ නිවැරදිව විසඳා ගත හැකිය.
ඔබට අවශ්ය නම්, මට ඉක්මන් සූත්ර පත්රිකාවක් (වංචා පත්රිකාවක්) හෝ පැහැදිලි කිරීම් සහිත ප්රශ්න පුහුණු කිරීමටද හැකිය.
