Г. Кристиан - Аналитическая химия, том 1 (1108737), страница 45
Текст из файла (страница 45)
В табл. 5.2 приведены соотношения единиц ррах и ррЬ с другими единицами концентрации. Обратите внимание, что ррш — это мг/кг или мкг/г, а ррЬ вЂ” мкг/кг или нг/г. Пример 5.14 В образце растительных тканей массой 2,6 г в результате анализа найдено 3,6 мкг Еп. Чему равно содержание цинка в образце в рргп? В ррЬ? Решение 3,6 мкг =1,4мкг/ги1,4 ррш 2,6 г 3,6.10 нг =!,4 10 нг/ги1400ррЬ 2,6 г 1 ррш = 1000 ррЬ, 1 ррЬ = 10 з%. Сокращенное обозначение масса: масса масса: объем объем: объем Единица Часть на миллион (1 ррах = 10 з%) мг/кг, мкг/г мг!л, мкг!мл мкл/л, нл/мл ррт Часть иа миллиард (1 ррь = 10-'% = 1О-з ррщ) ррЬ мкг!кг, иг/г мкг/л, нг!мл нл/л, плашмя Миллиграмм-процент мге/, мг!100 г мг/100 мл Таблица 5.2 Соотношения между различными единицами выражению следовых концентраций СТЕХИОМЕТРИЧЕСКИЕ РАСЧЕТЫ вЂ” ОСНОВНОЙ РАБОЧИЙ ИНСТРУМЕНТ АНАЛИТИКА 226 В клинической химии иногда предпочитают для малых концентраций вместо ррш использовать единицу миллиграмм-процент (мг/о) — один миллиграмм аналита в 100 г пробы.
Для случая, рассмотренного в примере 5.14, содержание цинка составит (3,6 10 з мг!2,б г) . 100 мг',4 = 0,14 мг',4. Жидкие пробы Для жидких проб результаты анализа тоже можно представлять в виде отношения масс. Однако чаще их представляют в виде отношения массы к объему, по крайней мере, в клиническом анализе. Все вычисления при этом аналогичны описанным выше: процентное содержание (по массе к объему) означает количество граммов аналита в 100 мл пробы, миллиграмм-процентное — количество миллиграммов аналита в 100 мл пробы. Последнюю единицу особенно часто используют в клиническом анализе применительно к биологическим жидкостям.
Чтобы отличить зту единицу от массовых миллиграмм-процентов, ее называют мголиграммьг на децилитр (лгал). Децилитр равен 0,1 л или 100 мл. Если же концентрация выражена в процентах, то во избежание путаницы рекомендуется указывать, что означают эти проценты — отношение массы к массе или массы к объему. При выражении концентрации как отношения массы к объему также используют единицы «часть на миллион» (рргп, мг/л или мкг/мл), «часть на миллиард» (ррЬ, мкг!л или нг/мл) и «часть на триллион» (ррГ, нг/л или пг/мл). Для расчета концентраций в этих единицах можно использовать следующие формулы: (5.12) (5.13) (5.14) (5.15) Обратите внимание, что концентрация, выраженная в процентах по массе к объему, не означает число фунтов растворенного вещества на 100 галлонов раствора; масса растворенного вещества должна быть выражена в граммах, а объем раствора — в миллилитрах.
227 5.3. ВЫРАЖЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ АНАЛИЗА Пример 5Л5 В пробе сыворотки крови объемом 25,0 мкл найдено 26,7 мкг глюкозы. Рассчи- тайте концентрацию глюкозы в ррш и мг?дл. Решение 25,0 мкл. 1мл -2 =2,50 10 мл 1000 мкл 26,7 мкг(грамм). =2,67 10 г 1г 1О мкг рр1п— 2,67 10 ~ гглюкозы 10 мкг/г =1,07.10 мкг/мл 2,50 10 мл сыворотки или 26,7 мкг глюкозы 1 07 103 =1,07.10 мкг/мл = ррш 0,0250 мл сыворотки 26,7 мг глюкозы 10 мг/мкг мг/дл— 100 мл/дл =107 мг/дл 0,025 мл сыворотки Обратите внимание на соотношение значений концентраций, выраженных в ррш (масса: объем) и мг?дл. Сколько молей в литре соответствует 1 ррш? Это зависит от молярной массы вещества. Ориентировочное соотношение между концентрациями, выраженными в частях на миллион (или миллиард) и в молях в литре, можно получить, приняв молярную массу анапита равной 100.
В этом случае, поскольку 1 рртп = 1 10-з г?л, то молярная концентрация составит(1 . 10 з г!л)7(1 10т г?моль) = 1 . 10 з моль!л. Аналогично, 1 ррЬ ориентировочно соответствует 1 . 10 з моль?л, Заметьте, что последняя величина даже меньше концентрации ионов водорода в чистой воде (1 1О-т М)1 Разумеется, приведенные соотношения — ориентировочные, зависящие от молярной массы вещества. Например, молярные концентрации растворов цинка и меди с массовыми концентрациями 1 ррш различаются.
Аналогично, растворы различных веществ одинаковых молярных концентраций будут иметь различные массовые концентрации (за исключением случаев, когда их молярные массы равны). В основе величины молярной концентрации лежит число частиц в единице объема, а в основе массовой — масса растворенного вещества в единице объема.
Выполним некоторые расчеты с использованием реальных молярных масс. Пусть массовая концентрация раствора бензола составляет 2,5 ррш. Молярная масса бензола (С Н ) равна 78,1. Молярная концентрация составит СТЕКИОМЕТРИЧЕСКИЕ РАСЧЕТЫ вЂ” ОСНОВНОЙ РАБОЧИЙ ИНСТРУМЕНТ АНАЛИТИКА 228 (2,5 10-з г/л)/(78 г/моль) = 3,8 10-з моль/л. Далее, пусть имеется раствор с концентрацией свинца 5,8 10-з М. Его массовая концентрация в г/л составит (5,8.!О-з моль/л) (207 г/моль) = 1,2с 10-з г/л, а в единицах ррЬ (мкг/л)— (1,2 10-з г/л)/(1 10е мкг/г) = 12 ррЬ. Для питьевой воды, содержащей 350 пг/л тетрахлорида углерода, концентрация в рр1 (нг/л) составит (350 10 ы г/л) (1 10 з нг/г) = 350 1О з нг/л = 0,35 ррй а молярная концентрация — (350 10-ы г/л)/(154 г/моль) = 2,3 10-ы моль/л.
Для обработанной хлором воды, которая может содержать следы хлорированных углеводородов, зто очень малая величина. Основное, что следует запомнить: растворы разных веществ равных массовых концентраций (в единицах масса: масса или масса: объем) в общем случае содержат разное число молекул или других реагирующих частиц, а растворы равных молярных концентраций — одинаковое. Пример 5.16 (а) Рассчитайте малярные концентрации 1,00 рргп растворов Е|" и РЬз'". (б) Чему равна масса РЬ(ХО ), необходимая для приготовления 1 л 100 ррт раствора РЬз'? Решение (а) Концентрации 1л и РЬ составляют 1,00 рргп = 1,00 мг/л. Отсюда 1,00 мгЕ(/л 10 з г/мг моль/'л 1л 6,94 г14/моль 1,00м Рц/л 10 г/мг 483 10~ ! РЬ 207 г РЬ/моль Поскольку свинец существенно тяжелее лития, при равных значениях массы число молей свинца меньше, чем лития, и мольная концентрация раствора свинца меньше.
100 ррпз РЬз' = 100 мг/л = 0,100 г/л 0,100гРЬ 483 10 4 мольРЬ 207 г/моль Таким образом, в растворе должно содержаться 4,83 10 4 моль РЬ(ХОз)п что соответствует массе 4,83 10 4 моль 283,2 г РЬ(ТЧОз)з/моль = 0,137 г РЬ(ХОз)з Е.З. ВЫРАЖЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ АНАЛИЗА Единицы концентраций, выраженные в форме отношений масса: масса и масса: объем, связаны между собой через плотность раствора. Для разбавленных водных растворов, плотность которых близка к 1 г/мл, они численно почти равны друг другу. Дла разбавленных водных растворов концентрация, отнесенная к единице массы раствора (1 г), приблизительно равна концентрации, огпнесенной к единице его объема (! мл). Если аналит представляет собой жидкость, растворенную в другой жидкости, то результаты анализа можно представить в виде отношения объема аналита к объему раствора„но такой способ представления результатов используется редко. Вычисления в этом случае проводятся так же, как описано выше, с использованием одних и тех же единиц объема для аналита и для раствора пробы.
Результаты определения газов можно представить в виде отношения массы к массе, массы к объему или объема к объему. Всегда лучше в явном виде указывать, какую форму представления результатов вы имеете в виду. По умолчанию обычно предполагается, что для твердых проб результаты представляют как отношение массы к массе, для газов — объема к обьему, а для жидкостей — массы к массе (например, для концентрированных распюров кислот и щелочей), массы к обьему (для большинства разбавленных водных растворов) или объема к объему (как это принято в производстве алкоголя в США).
Содержание алкоголя в спиртных напитках принято выражать в виде отношения объемов (1 градус = 1% об,). Поскольку удельный вес этилового спирта равен 0,8, концентрация алкоголя, выраженная в виде отношения масса: объем, равна концентрации в градусах, умноженной на 0,8. В клинической практике для выражения содержания основных электролитов (ионов Ха', К~, Са~+, М8~+, С1, Н РО и т.
д.) в биологических жидкостях часто используют иные величины, а не единицы массы. Наиболее распространенной величиной является число миллимолей эквивалентов (ммоль экв.), в данном случае равное числу миллимолей иона„умноженному на его заряд. Результаты анализа обычно выражают в виде ммоль эквбл. Эта единица удобна для представления общего баланса ионов; взглянув на результаты анализа, представленные в виде ммоль экв./л, врач сразу же может оценить, насколько увеличилась или уменьшилась общая концентрация электролитов. Очевидно, что общее число милли- молей эквивалентов катионов должно быть равно общему числу миллимолей эквивалентов анионов: так, один моль однозарядного (+1) катиона (1 моль экв.) и половина моля двухзарядного ( — 2) аннана имеют одинаковый суммарный заряд.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
