10. Концентрация растворов

Относительное содержание вещества в растворе называется концентрацией этого вещества. В зависимости от использования данного раствора, в том числе от целей его использования, применяют различные способы выражения концентрации.

Наиболее распространенной при практическом использовании растворов в быту, лабораторных исследованиях является массовая доля, чаще выступающая в виде процентной концентрации. Массовой долей ω называют отношение массы растворенного вещества к массе раствора:

m _B

ω = -------

m _p-pa

при выражении этой величины в процентах она называется процентной концентрацией. Можно дать и такое определение: процентная концентрация – это число граммов растворенного вещества в 100 г раствора. Так, если в 100 г раствора содержится 40 г H₂SO₄, то

40

ω = ------- = 0,4 или 40%.

100

При изучении реакций между растворами удобно, чтобы количества растворенных веществ были пропорциональны объемам растворов. С этой целью широко применяются молярная концентрация и молярная концентрация эквивалентов.

Молярной концентрацией С _м вещества называется отношение количества молей вещества к объему раствора, выраженному в литрах

υ _в m _B

С _м = --------- = ---------------

V _р-ра М_В * V _р-ра

Так, в 1 л 40% - ной серной кислоты плотностью ρ = 1,307 г/см³ содержится

υ(H₂SO₄) = 1000 * 1,307 *0,4 / 98 = 5,335 моль H₂SO₄

то есть его молярная концентрация С _м = 5,335 моль/л.

Молярная концентрация эквивалентов – количество моль – эквивалентов вещества в 1 л раствора. В приведенном примере молярная концентрация эквивалента серной кислоты

С_1/z = 2 С_м

или С_1/z = 2 * 5,335 = 10,670 моль/л.

В аналитической химии широко применяется титр раствора Т – масса растворенного вещества (г) в 1 мл раствора. В нашем примере титр раствора серной кислоты (V _р-ра = 100 /1,307 = 76,51 мл)

40

Т = ----------- = 0,523 г/мл.

76,51

В таблице даны формулы, позволяющие осуществить пересчет одних концентраций в другие. Формулы даны в виде, удобном для применения микрокалькулятора.

Таблица 6.

Перевод формул концентраций

Концентрация компонента	Массовая доля, ω	Процентная, ω%	Молярная, См	Молярная концентрация эквивалента, С1/z	Титр, Т
Массовая доля	mв ω = ------- m p-pa	ω% = 100 ωв	1000ρ См = --------ωв М	1000ρz С1/z = -------ωв М	Т = ωρ
Процентная	ω% ω = ------- 100	100 mв ω% = --------- m	10ρ См = ------ ω% М	10ρz С1/z = ------ω% М	Т = 0,01 ωρ
Молярная	М См ω = --------- 1000ρ	М См ω% = ---------- 10ρ	υв-ва См = ------ V	C1/z = ZCм	М См Т = ------- 1000
Молярная концентрация эквивалента	М1/z С1/z ω = --------- 1000ρ	М1/z С1/z ω% = ---------- 10ρ	C 1/ z Cм =------- Z	υ C1/z = Z --- V	М1/zС1/z Т = --------- 1000
Титр	Т ω = ------- ρ	100Т ω = ------- ρ	1000Т См = --------- М	1000Т С1/z = ---------- М1/z	m Т = -------- 100V

Свойства растворов зависят от соотношения между количествами их составных частей, то есть от концентрации, под которой понимают количество лекарственного средства, растворенного в определенном количестве растворителя.

В рецептах концентрацию растворов обозначают следующими способами:

1. Указывают концентрацию лекарственного вещества в процентах (которая показывает весовое количество растворенного вещества в граммах в 100 мл раствора).

Rp.: Solutionis Kalii iodidi 2% 200 ml

Da. Signa.

2. Указывают количества лекарственного вещества и растворителя.

Rp.: Kalii iodidi 4,0

Aquae purificatae 200 ml

Misce. Da. Signa.

3. Указывают количество лекарственного вещества и общий объем раствора, который достигается добавлением прописанного растворителя (обозначается с помощью лат. ad -- до).

Rp.: Kalii iodidi 4,0

Aquae purificatae ad 200 ml

Misce. Da. Da. Signa.

4. Указывают отношение количества прописанного лекарственного вещества к общему количеству получаемого раствора с помощью лат. ex -- из.

Rp.: Solutionis Kalii iodidi ex 4,0 -- 200 ml

Da. Signa.

Несмотря на разные способы прописывания растворов калия йодида, его объем равен 200 мл, количество лекарственного вещества составляет 4,0 г.

5. Указывают степень разведения лекарственного вещества, например, 1:1000, 1:5000, 1:10000 и объем этого раствора.

Rp.: Solutionis Furacilini (1:5000) 200 ml

Da. Signa.

Из всех приведенных способов чаще всего применяется способ обозначения концентрации раствора в процентах.