Способы выражения концентрации растворов
5.4. Способы выражения концентрации растворов
Концентрацией растворов называют количественные соотношения между компонентами раствора.
Массовая доля (ω) показывает число единиц массы растворенного вещества, содержащееся в 100 единицах массы раствора. Так, 5% раствор NaCl содержит 5 единиц массы NaCl в 100 единицах массы раствора. Для приготовления, например, 100 г 5%-ного раствора NaCl следует взять 5 г хлорида натрия и 95 г воды.
Определить массовую долю растворенного вещества можно, найдя отношение массы растворенного вещества к общей массе раствора, т.е.
ω=m/m1,
где ω – массовая доля растворенного вещества; m – масса растворенного вещества; m1 – масса раствора. Массовую долю вещества обычно выражают в долях единицы или в процентах:
ω=(m/m1)100%.
Молярная концентрация (СМ) показывает количество молей растворенного вещества, содержащихся в 1 л раствора.
Рекомендуемые материалы
Молярная концентрация – это отношение количества растворенного вещества (m/M) к объему его раствора (V):
CM = m/(MV), моль/л,
где m – масса растворенного вещества, г; М – молярная масса растворенного вещества, г/моль; V – объем раствора, л.
В том случае, когда объем раствора выражается в миллилитрах, выражение для молярной концентрации примет вид
СМ = m·1000/(MV).
Если 1 л раствора содержит 1 моль растворенного вещества, раствор называется одномолярным и обозначается 1М, если 0,1 моль – децимолярным (0,1М), 0,01 моль – сантимолярным (0,01М) и т.д.
Так, одномолярный раствор NaOH – это такой раствор, в 1 л которого содержится 1 моль NaOH, т.е. 40 г.
Молярная концентрация эквивалента (нормальная или эквивалентная) концентрация (СН) – это число молей эквивалента растворенного вещества в 1 л раствора.
Нормальная концентрация – это отношение количества эквивалентов растворенного вещества к объему раствора:
СН = m/(mЭV), моль/л,
где m – масса растворенного вещества, г; mЭ – молярная масса эквивалента растворенного вещества, г/моль; V – объем раствора, л.
Если 1 л раствора содержит 1 моль эквивалента растворенного вещества, раствор называется однонормальным и обозначается 1н, если 0,1 моль эквивалента – децинормальным (0,1н), 0,01 моль эквивалента – сантинормальным (0,01н) и т.д.
Использование эквивалентных концентраций растворов значительно упрощает расчеты. Пользуясь растворами, концентрация которых выражена нормальностью, легко рассчитать, в каких объемных отношениях они должны быть смешаны, чтобы растворенные вещества прореагировали без остатка.
Пусть V1 л раствора вещества 1 с нормальностью СН1 реагирует с V2 л раствора вещества 2 с нормальностью СН2. Это означает, что в реакцию вступило СН1V1 эквивалентов вещества 1 и СН2V2 эквивалентов вещества 2. Вещества взаимодействуют друг с другом в эквивалентных количествах, следовательно,
СН1V1= СН2V2 или V1 : V2 = СН2 : СН1,
т.е. объемы растворов реагирующих веществ обратно пропорциональны их эквивалентным концентрациям.
Моляльная концентрация (Сm) показывает число молей растворенного вещества в 1 кг растворителя. Так, 2m H2SO4 означает раствор серной кислоты, в котором на 1000 г воды приходится 2 моля H2SO4.
В математической форме она выражается так;
Cm = m·1000/(M·m1),
где Сm – моляльная концентрация раствора, m – масса растворенного вещества, М – молярная масса растворенного вещества, m1 – масса растворителя.
Мольная доля (Ni) – это отношение числа молей данного компонента к сумме молей всех компонентов раствора. Обычно обозначают мольную долю растворителя - N1, а для растворенных веществ – N2, N3 и т.д. В случае раствора одного вещества в другом мольная доля растворенного вещества N2 равна
Рекомендуем посмотреть лекцию "3 Развитие практической фармации в цивилизациях Древнего мира".
N2 = n2/(n1 + n2),
где n1 и n2 – числа молей растворителя и растворенного вещества.
Титр (Т) показывает число граммов растворенного вещества, содержащегося в 1 см3 (мл) раствора.
Титр – отношение массы растворенного вещества к объему раствора:
Т = m/V,
где m – масса растворенного вещества в г, V – объем раствора в мл.