3.4. Кількісний склад розчинів

Важливою характеристикою розчинів є концентрація. Концентрацією речовини називають розмірну величину, що вимірюється кількістю розчиненої речовини, яка міститься в певній масі або об’ємі розчину або розчинника. Способи вираження концентрації залежать від одиниць вимірювання кількості розчину, розчиненої речовини або розчинника. Роз­глянемо найважливіші способи вираження кількісного складу розчинів.

Масова частка розчиненої речовини W (Х) - це фізична величина, що дорівнює відношенню маси розчиненої речовини (m_B) до загальної маси розчину (m_р-ну). Масова частка – безрозмірна величина, найчастіше виражається в частках або відсотках (%) та розраховується за формулою:

,

де m_(х) – маса даного компонента Х (розчиненої речовини), кг (г); m (р-ну) – маса розчину, кг (г).

! Для проведення рентгенографії шлунку використовують суспензію барій сульфату BaSO₄ певної концентрації діючої речовини. Обчисліть масову частку барій сульфату в суспензії, отриманої шляхом додавання барій сульфату, масою 25г до води, масою 457 г.

Молярна концентрація С (М) – це фізична величина, що визначається відношенням кількості розчиненої речовини ν_х до об`єму розчину V_(р-ну). Молярну концентрацію виражають в моль/дм³ та розраховують за формулою:

,

де ν (х) – кількість розчиненої речовини системи, моль; М (х) – молярна маса розчиненої речовини, кг/моль або г/моль; m(x) – маса розчиненої речовини, кг або г; V(р-р) – об’єм розчину, дм³. Наприклад запис 0,25М означає, що в 1дм³ розчину міститься 0,25 моль розчиненої речовини.

! Для профілактики інфікування новонароджених в медичній практиці застосовується розчин калій перманганату КMnO₄. Скільки калій перманганату КMnO₄ треба взяти, щоб приготувати 200 мл 0,1М розчину.

Моляльна концентрація (C_m) – це фізична величина, що визначається відношенням кількості розчиненої речовини ν_х до маси розчинника m_(р-ка), вираженої в кг:

,

де ν_х – кількість розчиненої речовини х системи, моль; М_(х) – молярна маса розчиненої речовини, кг/моль або г/моль; m_(х) – маса розчиненої речовини відповідно у кг або г; m_(р-ка) – маса розчинника, кг або г.

В хімії використовують поняття еквіваленту та фактору еквівалентності. Еквівалентом називають реальну або умовну частинку речовини х, яка в даній кислотно-основній реакції еквівалентна одному йону Гідрогену або в даній обмінній реакції між солями – одиниці заряду. Фактором еквівалентності f_екв(х) називають число, що визначає частку реальної частинки речовини х, яка еквівалентна одному йону Гідрогену в даній кислотно-основній реакції, або одному електрону в даній окисно-відновній реакції, або одиниці заряду в даній обмінній реакції між солями. Наприклад, f_екв(H₂SO₄) = 0,5; f_екв(Na₂ CO₃) = 0,5; f_екв(I₂/‌2І^–‌‌) = 0,5 ‌.

Фактор еквівалентності розраховують за рівнянням:

f_екв(х) = ¹/_Z,

де Z – основність кислоти, або кислотність основи; число електронів, що приєднуються або від’єднуються в даній окисно-відновній реакції.

! Розрахуйте фактор еквівалентності купрум хлориду СuCl₂ та хлоридної кислоти HCl.

Молярною масою еквівалента речовини х (маса одного молю еквівалента речовини) називають величину, що дорівнює добутку фактора еквівалентності на молярну масу речовини х:

M(¹/_ZX) = ¹/_ZM(X)

Одиниці виміру молярної маси еквівалента – кг/моль, г/моль. Молярну концентрацію еквівалентів позначають с (¹/_ZХ). Одиниці виміру – моль/м³, моль/дм³, моль/см³, моль/л, моль/мл. У медичній практиці найчастіше використовують одиницю моль/л. Наприклад, с(¹/₅KMnO₄) = 0,1 моль/л. Молярну концентрацію еквівалента розраховують за формулою:

,

де n (¹/₂Х) – кількість речовини еквівалента, моль; V(_p-p) – об’єм розчину, дм³.