Способы выражения концентрации

Значение темы в системе знаний биоэколога

(самостоятельно)

Краткая теория

В биофизическом практикуме часто приходится иметь дело с жидкими растворами (например, соль в воде, спирт в воде) и поэтому, прежде всего, следует ознакомиться со способами выражения концентрации растворов.

Растворителем в растворе называют тот компонент, который сохраняет свое фазовое состояние при образовании раствора. В том случае, если компоненты раствора до перемешивания находятся в одинаковой фазе, растворителем называют тот компонент, который содержится в наибольшем количестве; остальные компоненты называются растворенными веществами.

Способы выражения концентрации

Концентрацией раствора называют содержание растворенного вещества в единице объема или массы растворителя.

Концентрацию раствора можно охарактеризовать как качественно, так и количественно. Для качественного описания концентраций используются такие понятия, как разбавленный и концентрированный раствор. Если раствор имеет низкую концентрацию растворенного вещества, то принято говорить о разбавленном растворе; о растворе с относительно высокой концентрацией говорят как о концентрированном.

В химии используется несколько различных количественных способов выражения концентрации. Точную концентрацию вещества в растворе обычно выражают в процентах, в граммах в 1 мл раствора, грамм-молекулах или грамм-эквивалентах в 1 л раствора.

ПРОЦЕНТНАЯ КОНЦЕНТРАЦИЯ означает количество граммов растворенного вещества, содержащегося в 100 г раствора (а не растворителя!).

МОЛЯРНАЯ КОНЦЕНТРАЦИЯ или молярность (М) означает число грамм-молекул растворенного вещества, содержащегося в 1 л раствора (а не растворителя!). Раствор, 1 л которого содержит 1 моль растворенного вещества называют одномолярным (1 М), 2 моль – двумолярным (2 М).

МОЛЯЛЬНАЯ КОНЦЕНТРАЦИЯ или моляльность (Мл) определяется как число молей растворенного вещества в килограмме растворителя. Важно обратить внимание на различие между молярностью и моляльностью: при определении моляльности используется масса растворителя, а при определении молярности – объем раствора. Если растворителем служит вода, молярность и моляльность разбавленного раствора численно почти совпадают, так как удельный вес воды почти равен 1. При выполнении лабораторных работ удобнее пользоваться (или чаще пользуются) молярной концентрацией.

НОРМАЛЬНАЯ КОНЦЕНТРАЦИЯ или нормальность (Н) показывает количество грамм-эквивалентов вещества, содержащегося в 1 л раствора. Раствор, содержащий 1 г-экв вещества в 1 л называется нормальным (1 Н). Растворы 0,1 Н; 0,01 Н; 0,001 Н содержат 0,1; 0,01; 0,001 г-экв вещества в 1 л раствора и называются соответственно децинормальными, сантинормальными и миллинормальными.

Химическим эквивалентом сложного вещества называют такое весовое количество его, которое в данной реакции взаимодействует без остатка с одним эквивалентом любого другого вещества. Поэтому для нахождения г-экв вещества необходимо совершенно четко представлять условия протекания реакции. Например, ортофосфорная кислота в зависимости от условий протекания реакций может выступать как одно-, двух-, трехосновная и, соответственно, ее г-экв для всех типов реакций будет разный.

Однако, в общей форме, для вычисления химического эквивалента кислоты, необходимо разделить ее молекулярную массу на основность кислоты, которая для данной реакции определяется числом атомов водорода, замещающихся металлом.

Например, если в химической реакции 2 атома водорода серной кислоты замещаются металлом, то ее грамм-эквивалент будет равен:

Для вычисления химического эквивалента основания необходимо разделить его молекулярную массу на кислотность основания, которая определяется числом вступающих в реакцию гидроксильных групп.

Например:

Для вычисления химического эквивалента соли необходимо разделить ее молекулярную массу на произведение числа атомов металла в молекуле соли на валентность металла.

Например: