Способы выражения концентрации

Массовая доля растворенного вещества () – отношение массы растворенного вещества (m_в) к общей массе раствора (m). Массовая доля выражается в долях единицы или в процентах

 = m_в / m.

Объемная доля – отношение объема растворенного вещества (V_в) к объему раствора (V). Объемную долю выражают в долях единицы или в процентах.

Наиболее часто эту величину используют для характеристики состава газовых растворов и растворов, образованных двумя и более жидкостями

 = V_в / V.

Молярная доля – отношение количества растворенного вещества (n_в) к сумме количества всех веществ, составляющих раствор (n)

Х = n_в / n.

Молярная концентрация (М) – отношение количества растворенного вещества к объему раствора

M = n/V ,

где n – количество вещества (моль); V – объём раствора (м³).

Молярностью раствора называется количество молей вещества, содержащееся в 1 л раствора. Раствор, содержащий 1 моль растворенного вещества в 1 литре раствора, называется одномолярным (1 М), или просто молярным. Если в литре раствора содержится 2 моля (2 М), раствор называется двумолярным. При содержании в 1 л раствора 0,1 моля (0,1 М), раствор называется децимолярным, при содержании 0,01 моля (0,01 М) – сантимолярным.

Моляльная концентрация (m) – отношение количества растворенного вещества (n_в) к массе растворителя (m_р). Моляльность раствора определяется числом молей растворенного вещества в 1 кг растворителя (моль/кг)

m = n_в/ m_р.

Основная особенность этого способа выражения концентрации заключается в том, что моляльная концентрация раствора не зависит от температуры, поскольку для определения моляльности не привлекается объем.

Эквивалентная (нормальная) концентрация (N) – отношение числа эквивалентов растворенного вещества к объему раствора.

Нормальность – это число грамм-эквивалентов растворенного вещества, содержащееся в 1 литре раствора. Таким образом, чтобы определить нормальность раствора необходимо определить эквивалент растворенного вещества. Раствор, в 1 литре которого содержится один грамм-эквивалент растворенного вещества, называется нормальным. Если в 1 литре раствора содержится 0,1 г-экв вещества, то он называется децинормальным, 0,01 г-экв – сантинормальным, 0,001 г-экв – миллинормальным.

При вычислении эквивалентов соединений типа оснований, кислот и солей нужно пользоваться следующими правилами:

- эквивалент основания равен молекулярной массе основания, деленной на число гидроксильных групп (ОН) в его молекуле, или, что тоже самое, на валентность металла.

- эквивалент кислоты равен молекулярной массе кислоты, деленной на ее основность. Основность кислоты, определяется числом атомов водорода в ее молекуле, которые могут замещаться на металл.

- эквивалент соли равен молекулярной массе соли, деленной на произведение валентности металла на число его атомов.

Равные объемы растворов одинаковой нормальности содержат одинаковое число эквивалентов растворенного вещества.

Поэтому при одинаковой нормальности объемы растворов реагирующих веществ равны. Если же нормальности растворов реагирующих веществ неодинаковы, то объемы этих растворов обратно пропорциональны их нормальностям.

V₁ : V₂ = N₂ : N₁ или V₁N₁ = V₂N₂ .

Массовая концентрация (С) – отношение массы растворенного вещества (кг) к объему раствора (м³)

С = m_в / V.

Обычно пользуются кратной единицей г/л (мг/дм³). Массовая концентрация – наиболее часто применяемое понятие на АЭС.

Титром раствора называется количество растворенного вещества в граммах, содержащееся в 1 мл раствора. Зная нормальность раствора N и эквивалент растворенного вещества Э, легко определить, сколько граммов вещества содержится в 1 мл раствора. Для этого надо массу растворенного вещества N·Э разделить на 1000. Титр раствора обозначается буквой Т

Т = N  Э : 1000.

Пример – Т_0,1нН2SO4 = 0,1  46 : 1000 = 0,0046 г/мл

Титрованным раствором называется раствор с известным титром (концентрацией). Чтобы приготовить титрованный раствор, надо взять точную навеску вещества, растворить в воде и довести до определенного объема.