Способы выражения концентрации растворов
Важной характеристикой любого раствора служит содержание в нем растворенного вещества. Состав раствора (и, в частности, содержание в нем растворенного вещества) может выражаться разными способами - как с помощью безразмерных единиц (долей или процентов), так и через размерные величины - концентрации. Существуют следующие способы выражения содержания растворенного вещества в любом растворе: 1. Массовая доля растворенного вещества - это отношение массы данного вещества в растворе к общей массе раствора:
Массовая доля является безразмерной величиной. Ее выражают в долях от единицы, в процентах или промилле. Например, водный раствор соляной кислоты Массовую долю, выраженную в процентах, называют процентной концентрацией. Процентная концентрация - это весовая концентрация. 2. Молярная доля - отношение количества растворенного вещества или растворителя к сумме количеств всех веществ, составляющих раствор. В случае раствора одного вещества в другом молярная доля растворенного вещества N2 равна: А молярная доля растворителя N1: где 3. Молярная концентрация - это отношение количества растворенного вещества в молях к объему раствора: где Для определения количества вещества Х нужно массу вещества Подставив значение Молярная концентрация равна массе, деленной на произведение молярной массы и объема раствора. Например, если в колбе объемом 2 л будет 80 г NaCl, то его молярная концентрация определится отношением: Обычно применяют для выражения молярной концентрации выражение моль/л. Таким образом, молярная концентрация выражается в молях и является объемной концентрацией. 4. Моляльная концентрация - отношение количества растворенного вещества к массе растворителя. Обычно моляльность обозначается буквой m. Например, если для раствора гидроксида натрия NaOH запись m=3 моль/кг (Н2О) означает, что в этом растворе на каждый килограмм растворителя (воды) приходится 3 моля NaOH. Моляльность раствора, в отличие от молярности не изменяется при изменении температуры. 5. Нормальная (эквивалентная) концентрация - отношение числа эквивалентов (грамм-эквивалентов) растворенного вещества к объему раствора. Концентрация, выраженная этим способом, обозначается Эквивалент - это реальная или условная частица вещества, которая а). в кислотно-основной реакции (реакции нейтрализации) эквивалентна одному иону водорода или одному иону гидроксила, образующих воду. Например: Здесь шести ионам водорода (в трех реагирующих частицах H2SO4) соответстуют две частицы Al(OH)3, следовательно, одному иону водорода эквивалентна 1/3 частицы Al(OH)3, т.е. один эквивалент Al(OH)3 равен 1/3 частицы Al(OH)3. б). в окислительно-восстановительной реакции одному электрону, который молекула вещества приобретает или отдает в данной реакции: Т.е, на 1 в). в реакциях осаждения и комплексообразования соответствует 1 иону одновалентного металла, ½ иона двухвалентного металла и т.д., образующих осадок или комплексное соединение. Так при титровании цианида солью серебра по Мору:
а при титровании по Дениже:
Существуют еще следующие определения понятия эквивалента. - для кислоты эквивалент соответствует основности (числу атомов водорода в составе) кислоты, обмениваемых в данной реакции на металл или нейтрализуемых основанием. - для основания эквивалент соответствует кислотности (числу гидроксогрупп в составе) основания, обмениваемых на кислотный остаток или нейтрализуемых кислотой. - для солей эквивалент рассчитывают как произведение числа атомов и степени окисления металла в составе соли. - для окислителей и восстановителей в окислительно-восстановительных реакциях эквивалент равен изменению их степени окисления в ходе реакции. В любом случае, эквивалент вещества не является величиной постоянной, а зависит от реакции, в которой это вещество принимает участие. 6. Титромназывается количество грамм растворенного (титрующего) вещества в 1 мл раствора. Подобным выражением концентрации пользуются в аналитической химии для выражения концентрации так называемых стандартных растворов (титрантов), используемых в аналитической химии для различных видов титриметрического анализа. 7. Поверхностнойконцентрацией называется отношение числа частиц компонента, его количества или массы на поверхности системы к площади этой поверхности. Единицы измерения, соответственно, м-2, моль/м2 или кг/м2. 8. В неоднородных системах различают средние (общие) и локальные концентрации компонентов. ©2015 arhivinfo.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.
|