Концентрация
Концентрация – величина, определяющая количественный состав раствора, сплава, смеси.
Способы выражения концентрации не учитывают, что происходит с данным веществом при растворении.
Массовая доля растворенного вещества В (символ wB, величина безразмерная) представляет собой отношение массы растворенного
вещества В к массе раствора:
wB
.
Если значение WB умножить на 100%, то получим массовую долю, выраженную в процентах.
Молярная концентрация растворенного
вещества В (символ СВ, единица
измерения – моль/л, сокращенное
обозначение “M”)
представляет собой отношение количества
растворенного вещества В к объему
раствора: 
.
Молярная концентрация эквивалентов
растворенного вещества В (символ СЭК(В),
единица измерения – моль/л, сокращенное
обозначение “н.”, допускается употребление
буквы “N”) представляет
собой отношение количества вещества
эквивалентов растворенного вещества
В к объему раствора: 
.
Моляльность растворенного вещества В (символ Сm(B), единица измерения – моль/кг) представляет собой отношение количества растворенного вещества В к массе растворителя, выраженного в килограммах:
Молярная доля растворенного вещества B (символ ХB, величина безразмерная) равна отношению количества растворенного вещества В к суммарному количеству всех веществ, образующих раствор:
,
где
.
Титр раствора вещества В (символ ТВ, единица измерения – г/мл) – концентрация стандартного раствора, равная массе вещества В, содержащегося в 1 мл раствора:
TB=mВ/VР.
Примеры решения задач
Пример 1. Вычислите молярную
концентрацию, молярную концентрацию
эквивалентов и моляльность CuSO4
в растворе CuSO4 с
концентрацией w
,
плотность которого
г/см3.
Решение. Найдем значение молярной массы и молярной массы эквивалентов CuSO4:
В
100г раствора с w
содержится 10г CuSO4
и 90г Н2O.
Следовательно, моляльность CuSO4 в растворе будет равна
.
Найдём массу 1л раствора:
.
В этой массе раствора содержится
1107 г 0,1=110,7 г СuSO4.
Следовательно, молярная концентрация CuSO4 в растворе будет равна
,
а молярная концентрация эквивалентов CuSO4 в растворе составляет
.
Примечание.
Можно использовать следующие сокращённые записи для обозначения состава данного раствора:
–
означает, что в растворе на каждый
килограмм воды как растворителя
приходится 0,696 моль CuSO4.
– означает, что в 1 л
раствора содержится 0,693 моль CuSO4.
– означает, что в 1 л
раствора содержится 1,386 моль
эквивалентов CuSO4
Пример 2. Какой объем воды нужно
прибавить к 200 мл раствора NaOH
с концентрацией wNaOH=0,3
и с плотностью
для получения раствора NaOH
с концентрацией wNaOH=0,1.
Решение. Масса 200 мл
исходного раствора NaOH
равна
В этом растворе содержится 30 % NaOH, т.е. 266 г 0,3=79,8 г.
По условию задачи эта масса составляет 10 % от общей массы разбавленного раствора. Тогда масса полученного раствора будет равна
Следовательно, к исходному раствору нужно прибавить Н2O:
798 г–266 г=532 г.
Пример 3. Определите молярную концентрацию эквивалентов NaOH в растворе, если на нейтрализацию 0,035л 0,3н. раствора H3PO4 израсходовано 0,02л раствора NaОН.
Решение. Произведение молярной
концентрации эквивалентов вещества В
на объем раствора VР
равно количеству эквивалентов этого
вещества. Поэтому для реакции, в которой
участвуют равные количества эквивалентов
веществ А и В, можно записать:
.
В нашем случае
.
Следовательно,
.
Находим СЭК(NaOH):
Пример 4. Какой объем раствора H2SO4
с концентрацией W
и с плотностью =1,84
г/см3 потребуется для
приготовления 3л 0,4н. раствора H2SO4?
Решение. Молярная масса эквивалентов H2SO4 равна
г/моль.
Для приготовления 3л 0,4н. раствора H2SO4 требуется H2SO4:
49,04 г/моль 0,4 моль/л 3 л=58,848 г.
Масса 1см3 раствора H2SO4 с концентрацией w равна 1,84 г.
В этом растворе содержится 1,84 г 0,96= 1,766 г H2SO4.
Отсюда для приготовления 3 л 0,4 н. раствора H2SO4 нужно взять
исходного раствора H2SO4.