3. Растворы и реакции в водных растворах
Раствором называется твёрдая или жидкая гомогенная (однородная) система, состоящая из двух или более компонентов.
3.1. Концентрации растворов
Необходимыми компонентами раствора являются растворитель и растворённое вещество, например, растворённый в воде сахар.
В одном растворителе может находиться несколько растворённых веществ. Например, в воде растворены сахар, соль и уксусная кислота.
Количество растворённого вещества в определённом количестве раствора или растворителя, которое может колебаться в очень широких пределах, называется концентрацией раствора.
3.1.1. Способы задания концентрации растворов
Существует несколько способов выражения концентрации растворов.
Массовая
доля растворённого вещества или
процентная концентрация (
).
Определяется
количеством массовых единиц вещества
в 100 массовых единицах раствора.
,
где
- масса растворённого вещества;
- масса растворителя;
=
+
- масса раствора.
Масса может быть определена как произведение плотности раствора на его объём:
-
плотность раствора
(г
)
V
– объём раствора (
)
(H2O)=1г/см3
Например, в 5%-й растворе 5 г растворённого вещества присутствует в 100 г раствора. Для такого раствора = 5 г, = 100 г – 5 г =95 г.
Молярная
концентрация (молярность) раствора (
).
Определяется количеством растворённого
вещества (моль) в 1
раствора.
(
,
или
,
или М)
где
- молярная
масса вещества, г/моль;
V
– объем
раствора,
Например, запись: 0,2M HCl означает, что 0,2 моль HCl растворено в 1 раствора.
Для
«чайников»: молярная масса растворённого
вещества определяется химическим
составом вещества. Например, молекула
серной кислоты
образована двумя атомами водорода,
одним атомом серы и четырьмя атомами
кислорода. Взяв атомные массы этих
элементов из таблицы Д.И. Менделеева,
можно найти молярную массу серной
кислоты.
=
=
98 г/моль.
Молярная
концентрация эквивалентов вещества
(эквивалентная концентрация, нормальная
концентрация, нормальность раствора)
(
или
).
Определяется
количеством эквивалентов вещества (в
моль-экв) в 1
раствора.
=
(
или условно Н)
Например, запись: 0,5Н означает, что 0,5 моль эквивалентов серной кислоты содержится в 1 раствора.
Под молярной массой эквивалентов вещества понимают такое его количество, которое соединяется с одним молем атомов водорода или замещает то же количество атомов водорода в химических реакциях.
Например,
для соединений HCl,
молярные массы эквивалентов равны
соответственно М
(HCl),
0,5 М(
).
Молярная масса эквивалента кислоты – это частное от деления молярной массы кислоты на количество ионов водорода, участвующих в реакции:
.
Например:
г/
;
г/
.
Молярная масса эквивалентов основания – это частное деления молярной массы основания на количество гидроксид-ионов в формуле основания:
Например:
Молярная масса эквивалентов соли – это частное от деления молярной массы соли на произведение валентности металла соли на количество частиц металла в формуле соли:
Например:
Моляльная
концентрация (моляльность раствора)(
).
Определяется
количеством растворённого вещества
(моль) в 1кг растворителя.
(
)
Титр
раствора (Т). Определяется
массой растворённого вещества в 1
раствора.
Т=
(
или
).