Back to chapter

12.7:

Выражение концентрации раствора

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

Если к большому количеству растворителя добавить небольшое количество растворенного вещества, образуется разбавленный раствор. Концентрации очень разбавленных растворов, таких как примеси металлов в воде, часто выражаются в частях на миллиард или пи-пи-би”или в частях на миллион или пи-пи-эм”Части на миллион растворенного вещества можно рассчитать, разделив массу растворенного вещества на массу раствора и умножив на один миллион. Если к небольшому количеству растворителя добавить большое количество растворенного вещества, образуется концентрированный раствор.Обычно используемые единицы включают относительные единицы, выраженные в процентах, например:массовый процент, который представляет собой массу растворенного вещества, деленную на массу раствора, умноженную на сто;объемный процент, который представляет собой объем растворенного вещества, деленный на объем раствора, умноженный на сто;и масса на объемный процент, которая представляет собой массу растворенного вещества, деленную на объем раствора, умноженный на сто. В лаборатории эти единицы используются вместе с мольной долей, молярностью и моляльностью. Мольная доля компонента i, который может быть растворенным веществом или растворителем, представляет собой число молей компонента, деленное на общее количество молей всех компонентов в растворе.Это соотношение без единиц измерения, обозначаемое буквой χi. Молярность это количество молей растворенного вещества в 1 литре раствора. Его символ буква M в верхнем регистре, а единицы измерения моль на литр.Моляльность это количество молей растворенного вещества в 1 килограмме растворителя. Его символ строчная курсивная буква m, а единицы измерения моль на килограмм. В моляльности учитывается масса растворителя, а в молярности объем всего раствора.Для приготовления одно-молярного или одно-моляльного раствора 1 моль растворенного вещества, такого как йод, растворяют в растворителе, таком как четыреххлористый углерод. Конечный объем раствора доводят до 1 литра для образования одно-молярного раствора. Для моляльного раствора отвешивают 1 килограмм четыреххлористого углерода.Учитывая, что плотность четыреххлористого углерода составляет 1, 59 грамма на миллилитр, объем 1 килограмма растворителя составит 629 миллилитров. Таким образом, конечная концентрация 1 моль раствора в четыреххлористом углероде будет равна 1, 59 моль.

12.7:

Выражение концентрации раствора

растворённое вещество является компонентом раствор, который обычно присутствует в гораздо меньшей концентрации, чем растворитель. Концентрации растворённое вещество часто описываются качественными терминами, такими как разбавленная (относительно низкая концентрация) и концентрированная (относительно высокая концентрация).

Концентрации могут оцениваться количественно с использованием широкого спектра единиц измерения, каждый из которых удобен для конкретных применений. Molarity (M) — полезная единица концентрации для многих областей применения в химии. Молярность определяется как количество растворённое вещество в количестве молей, деленное на объём раствор в литрах:

 

Поскольку объемы раствор различаются в зависимости от температуры, концентрации моляра также будут отличаться. При выраженной в качестве молярности, концентрация раствор с одинаковым количеством растворённое вещество и видов растворителя будет отличаться при разных температурах из-за сокращения/расширения раствор. Более подходящими для расчетов с использованием многих коллигативных свойств являются единицы концентрации, основанные на моле, значения которых не зависят от температуры. Две такие единицы — фракция моль (введенная в предыдущей главе по газам) и молярность.

Фракция моль, χA, компонента — это отношение его молярного количества к общему количеству молей всех компонентов раствор:

 

По этому определению сумма фракций моль для всех компонентов раствор (растворитель и все рештаки) равна одной.

Молальность — единица концентрации, определяемая как отношение числа молей растворённое вещество к массе растворителя в килограммах:

 

Поскольку эти единицы рассчитываются только с использованием масс и молярных количеств, они не изменяются в зависимости от температуры и, таким образом, лучше подходят для применений, требующих концентраций, не зависящих от температуры.

Этот текст адаптирован из Openstax, Химия 2е изд., раздел 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.