I. Способы выражения содержания растворенного вещества в растворе

Концентрацией раствора называется величина, выражающая относительное содержание растворенного вещества в растворе.

Существуют различные способы выражения концентрации.

1. Массовая доля растворенного вещества­- это безразмерная физическая величина, равная отношению массы растворенного вещества к общей массе раствора, т.е.

m _рв

ω _рв = ———— •100%, (1)

m _р−ра

или

m_р.в.

ω _рв = ————•100%, (2)

ρ•V

где:

ω _рв - массовая доля растворенного вещества, %

m _рв- масса растворенного вещества, г

m _р−ра- общая масса раствора, г

m_в - масса воды, г

ρ - плотность раствора, г/мл

V - объем раствора, мл

2. Молярная концентрация или молярность (С_м, М) - число молей растворенного вещества, содержащихся в 1 л раствора.

m _рв

Cм = ————, (3)

M•V

г де:

См – молярная концентрация, моль/л

m _рв- масса растворенного вещества, г

М - молярная масса растворенного вещества, г/моль;

V - объем раствора, л

Если в одном литре раствора содержится 0,1 моль вещества, то он называется децимолярным, 0,01 моль- сантимолярным , 0,001 моль- миллимолярным.

Например:

1М КОН - это молярный раствор гидроксида калия, один литр такого раствора содержит 1моль вещества (гидроксида калия) или

1моль -56 г/моль=56 г КОН;

0,01М КОН - сантимолярный раствор, 1л его содержит 0,01 моль, т.е.

0,01*56 г = 0,56 г КОН

3. Нормальная концентрация или нормальность или молярная концентрация эквивалента (С_н, Н,С_N, N) – число эквивалентов растворенного вещества, содержится в 1 л раствора.

m_рв

Cн = ————, (4)

Mэ•V

г де:

Cн - нормальная концентрация, экв/л;

m _рв- масса растворенного вещества, г

Mэ - эквивалент растворенного вещества или молярная масса эквивалента;

V - объем раствора, л.

Например:

3Н раствора серной кислоты содержит 3 эквивалента серной кислоты в 1л раствора.

Растворы, содержащие доли эквивалентов в 1л раствора называют:

0,1- децинормальный,

0,01 - сантинормальный .

Готовя растворы определенной нормальности, следует учитывать молярную массу эквивалента (Мэ).

Молярная масса эквивалента не является константой, а зависит от характера реакции, в которой участвует данное вещество.

Для нахождения молярной массы эквивалента вводят фактор эквивалентности (f_эквив).

Фактор эквивалентности- число, обозначающее, какая доля вещества эквивалентна одному иону водорода в данной кислотно- основной реакции или одному электрону в кислотно-основной реакции.

Фактор эквивалентности- безразмерная величина. Он может быть рассчитан, если известна стехиометрия реакции. Если при протекании реакции pА+gВ= продукты. Если p g,то следовательно одна частица вещества А будет эквивалентна (g/p) вещества В. А + (g/p)= продукты.

Отношение g/p – фактор эквивалентности.

Молярная масса эквивалента вещества – это произведение фактора эквивалентности на молярную массу вещества

Мэ = fэквив *М (5)

Где:

Мэ- молярная масса эквивалента

М- молярная масса

f_эквив –фактор эквивалентности

Кислотно-основные реакции

H₃PO₄ +NaOH= NaH₂ PO₄ + H₂O

f_эквив(H₃PO₄)=1 f_эквив(NaOH)=1

Мэ(H₃PO₄)= М(H₃PO₄) Мэ(NaOH)= М(NaOH)

H₃PO₄ +2NaOH= Na₂H PO₄ + 2H₂O /2

1/2 H₃PO₄ +NaOH=1/2Na₂H PO₄ + H₂O

f_эквив(H₃PO₄)=1/2 f_эквив(NaOH)=1

Мэ(H₃PO₄)= 1/2М(H₃PO₄) Мэ(NaOH)= М(NaOH)

H₃PO₄ +3NaOH= Na₃PO₄ +3 H₂O /3

1/3H₃PO₄ +NaOH= 1/3Na₃PO₄ + H₂O

f_эквив(H₃PO₄)=1/3 f_эквив(NaOH)=1

Мэ(H₃PO₄)= 1/3М(H₃PO₄) Мэ(NaOH)= М(NaOH)

В реакциях полной нейтрализации для определения молярной массы эквивалента можно использовать формулы:

а ) Молярная масса эквивалента кислоты ( Мэ_{кислоты}) в реакции полной нейтрализации равен ее молярному весу, деленному на ее основность – число ионов Н⁺.