Концентрация на сместа
Съдържание
В бинарните разтвори често има недвусмислена (функционална) връзка между плътността на разтвора и неговата концентрация (при дадена температура). Това дава възможност да се определи на практика концентрацията на важни разтвори с помощта на денсиметър (алкохомер, захариметър, лактометър). Някои ареометри не се градуират по стойности на плътността, а директно по концентрацията на разтвора (алкохол, мазнини в млякото, захар). Трябва да се има предвид, че за някои вещества кривата на плътността на разтвора има максимум, в този случай се извършват две измервания: директно и с леко разреждане на разтвора.
Често, за да изразят концентрацията (например сярна киселина в електролита на батериите), те просто използват тяхната плътност. Хидрометри (дензиметри, плътномери) са общи, предназначени да определят концентрацията на разтвори на вещества.
| 5 | 10 | 15 | 20 | тридесет | 40 | 50 | 60 | 70 | 80 | 90 | 95 |
| 1,032 | 1,066 | 1.102 | 1.139 | 1,219 | 1,303 | 1,395 | 1,498 | 1,611 | 1,727 | 1,814 | 1,834 |
Обемната част на компонента е отношението на обема на компонента към сумата от обемите на компонентите преди смесването. Обемната част се измерва в части от единица или като процент.
При смесване на течности общият им обем може да намалее, така че не трябва да замествате сумата от обемите на компонентите с обема на сместа.
Както бе споменато по-горе, има хидрометри, предназначени даопределяне на концентрацията на разтвори на определени вещества. Такива ареометри не се градуират по отношение на плътността, а директно по концентрацията на разтвора. За обичайните разтвори на етилов алкохол, чиято концентрация обикновено се изразява като процент по обем, такива хидрометри се наричат алкохоломери или андрометри.
Моларна концентрация (моларност, molality [4] ) е количеството вещество (брой молове) на компонента за единица обем от сместа. Моларната концентрация в системата SI се измерва в mol / m³, но на практика много по-често се изразява в mol / l или mmol / l. Използва се и изразът "в моларност". Може би друго обозначение на моларната концентрация, която обикновено се обозначава с М. Така че разтвор с концентрация от 0,5 mol / l се нарича 0,5 моларна, напишете "0,5 M".
Забележка: “mol” се пише след числото, така както “cm”, “kg” и т.н. се пишат след числото, без падежи.
Нормална концентрация - броят на еквивалентите на дадено вещество в 1 литър от сместа. Нормалната концентрация се изразява в mol-eq/l или g-eq/l (което означава молеквиваленти). Съкращенията "n" или "N" се използват за записване на концентрацията на такива разтвори. Например, разтвор, съдържащ 0,1 mol-eq/l, се нарича децинормален и се записва като0,1 n.
c ( f e q B ) = c ( ( 1 / z ) B ) = z ⋅ c B = z ⋅ n B V = 1 f e q ⋅ n B V
Нормалната концентрация може да се различава в зависимост от реакцията, в която участва веществото. Например, един моларен разтвор на H2SO4 ще бъде един нормален, ако е предназначен да реагира с основа, за да образува калиев хидрогенсулфат KHSO4, и два нормален, ако трябва да реагира, за да образува K2SO4.
Молна фракция - отношението на броя молове на даден компонент към общия брой молове на всички компоненти. Молна фракцияизразено в части от единица. IUPAC препоръчва молната фракция да се обозначава с буквата x (а за газове - y ) [6], също така в литературата има означения χ , X .
Молната фракция може да се използва например за количествено определяне на нивото на замърсяване на въздуха и често се изразява в части на милион (ppm). Въпреки това, както при други безразмерни величини, за да се избегне объркване, трябва да се посочи количеството, за което се отнася посочената стойност.
Моларна концентрация (моларност, [4] концентрация на моларно тегло) е количеството разтворено вещество (брой молове) в 1000 g разтворител. Измерва се в молове на kg, изразът "молалитет" също е често срещан. Така разтвор с концентрация0,5 mol/kgсе нарича0,5-mol.
Особено внимание трябва да се обърне на факта, че въпреки сходството на имената, моларната концентрация и молалността са различни стойности. На първо място, за разлика от моларната концентрация, когато концентрацията се изразява в молалност, изчислението се извършва върху масатаразтворител, а не върху обема на разтвора. Моларността, за разлика от моларната концентрация, не зависи от температурата.
Масовата концентрация е съотношението на масата на разтвореното вещество към обема на разтвора. По препоръка на IUPAC се означава със символа γ или ρ [7] .
В аналитичната химия се използва понятието титър за разтворено или анализирано вещество (означено с буквата Т).
Съгласно препоръките на IUPAC концентрацията на частиците се обозначава с буквата C [8], но често се среща и обозначението n (да не се бърка с количеството на веществото).
Понякога се използва т. нар. "тегло-обемни проценти" [9], които съответстват на масовата концентрация на веществото, където мерната единица е g / (100 ml)променен на процент. Този начин на изразяване се използва например в спектрофотометрията, ако моларната маса на веществото е неизвестна или ако съставът на сместа е неизвестен, както и традиционно във фармакопейния анализ. [10] Струва си да се отбележи, че тъй като масата и обемът имат различни измерения, използването на проценти за тяхното съотношение е формално неправилно. Освен това Международното бюро за мерки и теглилки [11] и IUPAC [12] не препоръчват добавяне на допълнителни етикети (например „% (m / m)“, за да се посочи масовата фракция) към мерните единици.
Има и други, често срещани в определени области на знанието или технологиите, методи за изразяване на концентрация. Например при приготвянето на киселинни разтвори в лабораторната практика често се посочва колко обемни части вода се падат на една обемна част концентрирана киселина (например 1:3). Понякога се използва и съотношението на масата (съотношението на масата на разтвореното вещество към масата на разтворителя) и съотношението на обемите (по същия начин съотношението на обема на разтвореното вещество към обема на разтворителя).
Поради факта, че молалността, масовата фракция, молната фракция не включват обемни стойности, концентрацията на такива разтвори остава непроменена при промяна на температурата. Моларността, обемната фракция, титърът, нормалността се променят с температурата, тъй като плътността на разтворите се променя. Именно молалността се използва във формулите за повишаване на точката на кипене и понижаване на точката на замръзване на разтворите.
Различни видове изразяване на концентрацията на разтворите се използват в различни области на дейност, в съответствие с лекотата на използване и приготвяне на разтвори с дадени концентрации. По този начин титърът на разтвора е удобен в аналитичната химия за обемметрия (титриметричен анализ) и т.н.
В зависимост от избраната формулагрешката при преобразуване варира от нула до някакъв десетичен знак.
От масова част до моларност
Ако плътността на разтвора е изразена в g / ml, а моларната маса в g / mol, тогава за да изразите отговора в mol / l, изразът трябва да се умножи по 1000 ml / l. Ако масовата част е изразена като процент, тогава изразът също трябва да бъде разделен на 100%.
От моларна концентрация до нормална
От масовата част до титъра
От моларност до титър
Ако моларната концентрация е изразена в mol/l, а моларната маса е изразена в g/mol, тогава, за да се изрази отговорът в g/ml, той трябва да бъде разделен на 1000 ml/l.
От моларност към молалност
От молалност до молна фракция
Ако моларността е изразена в mol/kg, а моларната маса на разтворителя е в g/mol, тогава единицата във формулата трябва да бъде представена като 1000 g/kg, така че членовете в знаменателя да имат еднакви мерни единици.