غلظت یون کلسیم در محلول نهایی چند ppm است؟

برای محاسبه غلظت یون کلسیم در محلول نهایی، باید مراحل زیر را طی کنیم: 1. تبدیل غلظت یون کلرید به مولاریته: از آنجایی که هر مولکول کلسیم کلرید (CaCl2) شامل دو یون کلرید (Cl-) است، ابتدا باید غلظت CaCl2 را پیدا کنیم: غلظت یون کلرید = 1420 ppm چون 1 ppm معادل 1 میلی‌گرم در لیتر است: غلظت یون کلرید = 1420 میلی‌گرم/لیتر $\text{غلظت یون کلرید در مولاریته} = \frac{1420 \text{ mg/L}}{35.45 \text{ g/mol}} \times \frac{1 \text{ g}}{1000 \text{ mg}} = \frac{1420}{35.45 \times 1000} \text{ mol/L} \approx 0.04 \text{ mol/L}$ از آنجایی که هر مول CaCl2 دو مول یون Cl- تولید می‌کند، غلظت CaCl2 برابر با نصف غلظت یون کلرید است: $\text{غلظت CaCl2} = \frac{0.04}{2} \approx 0.02 \text{ mol/L}$ بنابراین غلظت یون کلسیم در محلول اولیه CaCl2 برابر با 0.02 مول بر لیتر است. 2. محاسبه تعداد مول‌های کلسیم از کلسیم نیترات: جرم کلسیم نیترات (Ca(NO3)2) = 196.8 میلی‌گرم جرم مولی کلسیم نیترات: $\text{Ca(NO3)2} = 40.08 + 2 \times (14.01 + 3 \times 16.00) \approx 164.10 \text{ g/mol}$ تعداد مول‌های کلسیم نیترات: $\text{تعداد مول‌ها} = \frac{196.8 \text{ mg}}{164.10 \text{ g/mol}} \times \frac{1 \text{ g}}{1000 \text{ mg}} \approx \frac{196.8}{164100} \approx 0.0012 \text{ mol}$ از آنجایی که هر مول کلسیم نیترات شامل یک مول کلسیم است، تعداد مول‌های کلسیم نیز برابر با 0.0012 مول است. 3. محاسبه حجم محلول نهایی: حجم اولیه محلول = 40 میلی‌لیتر حجم کلسیم نیترات اضافه شده = 196.8 میلی‌گرم (تقریباً 0.1968 میلی‌لیتر، با فرض چگالی آب) حجم نهایی = 40 میلی‌لیتر + 0.1968 میلی‌لیتر ≈ 40.1968 میلی‌لیتر 4. محاسبه غلظت نهایی یون کلسیم: تعداد مول‌های یون کلسیم اولیه از CaCl2: $\text{مول‌های Ca}^{2+} = 0.02 \text{ mol/L} \times 0.04 \text{ L} = 0.0008 \text{ mol}$ تعداد مول‌های یون کلسیم اضافه شده: $0.0012 \text{ mol}$ تعداد کل مول‌های یون کلسیم: $0.0008 + 0.0012 = 0.002 \text{ mol}$ حجم نهایی (در لیتر): $40.1968 \text{ میلی‌لیتر} = 0.0401968 \text{ لیتر}$ غلظت نهایی یون کلسیم: $\text{غلظت Ca}^{2+} = \frac{0.002 \text{ mol}}{0.0401968 \text{ L}} \approx 0.0498 \text{ mol/L}$ تبدیل به ppm (با توجه به اینکه جرم مولی کلسیم 40.08 g/mol است): $\text{غلظت Ca}^{2+} \text{ (ppm)} = 0.0498 \text{ mol/L} \times 40.08 \text{ g/mol} \times 1000 \approx 1996 \text{ ppm}$ بنابراین، غلظت نهایی یون کلسیم در محلول نهایی حدود 1996 ppm است.