Back to chapter

12.7:

Uitdrukken van Oplossingsconcentratie

JoVE Core
Chemistry
A subscription to JoVE is required to view this content.  Sign in or start your free trial.
JoVE Core Chemistry
Expressing Solution Concentration

Languages

Share

Als een kleine hoeveelheid opgeloste stof aan een grote hoeveelheid oplosmiddel, wordt een verdunde oplossing gevormd. De concentraties van zeer verdunde oplossingen, zoals sporenmetaalverontreinigingen in water, worden vaak uitgedrukt in delen per miljard of ppb of in delen per miljoen of ppm. Ppm van een opgeloste stof kan worden berekend door de massa van de opgeloste stof te delen door de massa van de oplossing en te vermenigvuldigen met één miljoen.Als een grote hoeveelheid opgeloste stof wordt toegevoegd aan een kleine hoeveelheid oplosmiddel, wordt een geconcentreerde oplossing gevormd. Veelgebruikte eenheden omvatten relatieve eenheden uitgedrukt in percentages, zoals:massapercentage, dat is de massa van de opgeloste stof gedeeld door de massa van de oplossing maal honderd;volumepercentage, dat is het volume van de opgeloste stof gedeeld door het volume van de oplossing maal honderd;en massa per volumeprocent, wat de massa van de opgeloste stof is gedeeld door het volume van de oplossing maal honderd. In het laboratorium worden deze eenheden samen met molfractie, molariteit en molaliteit gebruikt.Een molfractie van component i, die zowel opgeloste stof als oplosmiddel kan zijn, is het aantal molen van de component gedeeld door het totale aantal molen van alle componenten in de oplossing. Dit is een verhouding zonder eenheden, aangeduid met de letter χi. Molariteit is het aantal mol opgeloste stof in 1 liter oplossing.Het symbool is een hoofdletter M en de eenheden zijn molen per liter. Molaliteit is het aantal mol opgeloste stof in 1 kilogram oplosmiddel. Het symbool is een kleine cursieve m en de eenheden zijn molen per kilogram.Bij molaliteit wordt de massa van het oplosmiddel in aanmerking genomen, terwijl bij molariteit het volume van de gehele oplossing in aanmerking wordt genomen. Om een 1 molair of 1 molail oplossing te bereiden, wordt 1 mol van een opgeloste stof, zoals jodium, opgelost in een oplosmiddel, zoals tetrachloorkoolstof. Het uiteindelijke volume van de oplossing wordt aangevuld tot 1 liter om een 1 molaire oplossing te vormen.Voor een molaile oplossing wordt 1 kilogram tetrachloorkoolstof afgewogen. Gegeven dat de dichtheid van tetrachloorkoolstof 1, 59 gram per milliliter is, zou het volume van 1 kilogram oplosmiddel 629 milliliter zijn. Dus de uiteindelijke concentratie van 1 molaile oplossing in tetrachloorkoolstof zou gelijk zijn aan 1, 59 molair.

12.7:

Uitdrukken van Oplossingsconcentratie

A solute is a component of a solution that is typically present at a much lower concentration than the solvent. Solute concentrations are often described with qualitative terms such as dilute (of relatively low concentration) and concentrated (of relatively high concentration).

Concentrations may be quantitatively assessed using a wide variety of measurement units, each convenient for particular applications. Molarity (M) is a useful concentration unit for many applications in chemistry. Molarity is defined as the amount of solute in number of moles divided by the volume of the solution in liters:

 Eq1

Because solution volumes vary with temperature, molar concentrations will likewise vary. When expressed as molarity, the concentration of a solution with identical numbers of solute and solvent species will be different at different temperatures due to the contraction/expansion of the solution. More appropriate for calculations involving many colligative properties are mole-based concentration units whose values are not dependent on temperature. Two such units are mole fraction (introduced in the previous chapter on gases) and molality.

The mole fraction, χA, of a component is the ratio of its molar amount to the total number of moles of all solution components:

 Eq1

By this definition, the sum of mole fractions for all solution components (the solvent and all solutes) is equal to one.

Molality is a concentration unit defined as the ratio of the numbers of moles of solute to the mass of the solvent in kilograms:

 Eq1

Since these units are computed using only masses and molar amounts, they do not vary with temperature and, thus, are better suited for applications requiring temperature-independent concentrations.

This text is adapted from Openstax, Chemistry 2e, Section 11.4: Colligative Properties.

Suggested Reading

  1. Irving, Harry MNH, Henry Freiser, and Thomas Summers West. Compendium of analytical nomenclature: definitive rules 1977. Elsevier, 2017.