Способы выражения концентрации растворов

Сейчас принято говорить о трех видах концентрации: 1) массовой; 2) молярной; 3) молярной концентрации эквивалента.

Массовая доля растворенного вещества (ω) представляет собой отношение массы растворенного вещества к общей массе раствора:

ω = , (1)

где m (р.в.) – масса растворенного вещества, г;

m (р-ра) – масса раствора, г.

Массовая доля – величина безразмерная или может быть выражена в процентах.

Число граммов растворенного вещества, содержащего в 100 г раствора, называется массовой долей растворенного вещества, выраженной в процентах, и рассчитывается по формуле:

ω = ∙ 100% (2)

Молярная концентрация вещества (С) – это количество растворенного вещества в 1 литре раствора.

С = , (3)

где

ν - количество растворенного вещества, моль

V - объем раствора, л,

т.к.

, (4)

где m– масса растворённого вещества, г;

М – молярная масса, г/моль, то

С = (5)

Размерность молярной концентрации [моль/л]

Обозначение С=0,1М читается “1/10 молярной массы растворенного вещества в 1 л раствора” и соответствует записи С=0,1 моль/л.

Молярная концентрация эквивалента (С_э) или (С_н) (нормальная концентрация) - это количество эквивалентов растворенного вещества в 1 л раствора.

Здесь следует напомнить о понятии эквивалента. Эквивалентом называется реальная частица или условная единица, которая может присоединять, высвобождать или быть каким-либо другим образом эквивалента одному иону водорода в кислотно-основных реакциях или одному электрону в окислительно-восстановительных реакциях.

Единицей количества эквивалента является моль. Масса одного моль эквивалента, выраженная в граммах, называется молярной массой эквивалента. Математическое выражение для расчёта молярной концентрации эквивалента имеет вид:

С_э = , (6)

где ν_э - количество эквивалентов растворенного вещества, моль/л,

V - объем раствора, л;

т.к. ν_э = , то Сэ =, (7)

где m– масса растворенного вещества, г;

М_э – молярная масса эквивалента этого вещества, г/моль.

Размерность молярной концентрации эквивалента [моль/л]

Вместо «моль/л» допускается использование обозначения «Н». Так запись

С_э (НСl) = 0,1Н читается ”1/10 молярной концентрации эквивалента НСl” и соответствует записи 0,1 моль/л.

Следует помнить, как вычисляются молярные массы эквивалентов сложных веществ:

Молярная масса эквивалента кислоты находится делением молярной массы кислоты на число атомов водорода, участвующих в реакции.

Молярная масса эквивалента основания рассчитывается делением молярной массы основания на число гидроксогрупп, участвующих в данной реакции.

Молярная масса эквивалента средней соли определяется делением молярной массы соли на произведение числа атомов металла на его валентность.

Наряду с выше приведёнными способами численного выражения состава раствора сохраняются и такие способы выражения содержания растворенного вещества в растворе как моляльность раствора и титр раствора.

Моляльная концентрация вещества ( С_m) - это количество растворённого вещества в 1 кг растворителя.

С_m = , (8)

где ν – количество растворённого вещества, моль;

m(р-ля) − масса растворителя, кг.

или

С_m = , (9)

где m − масса растворённого вещества, г;

М − молярная масса растворённого вещества, г/моль;

m (р-ля) − масса растворителя, г.

Размерность моляльной концентрации [моль/кг].

Обозначение С_m=0,1m читается “1/10 молярной массы растворенного вещества в 1 кг растворителя” и соответствует записи С_m=0,1 моль/кг.

Титром (Т) - называется число граммов растворенного вещества в 1 мл раствора.

Т = ,

где m − масса растворённого вещества, г;

V − объём раствора, мл,

если выразить массу растворенного вещества в 1 л раствора через молярную концентрацию эквивалента (7) m = С_э ∙ Мэ, то

Т = , (10)

где С_э – молярная концентрация эквивалента, моль/л;

М_э – молярная масса эквивалента вещества, г/моль.

Размерность титра [г/мл] или [г/см³] .