Способы выражения концентрации растворов в титриметрическом анализе

Растворыэто гомогенные (состоящие их одной фазы) системы, содержащие несколько компонентов. Растворы бывают газообразные, жидкие и твердые. Среди соединений (компонентов), образовавших раствор, выделяют растворенные вещества и растворитель.

Растворителемпринято считать компонент, агрегатное состояние которого соответствует агрегатному состоянию раствора. Как правило, это компонент, содержание которого в растворе выше содержания остальных, которые называютсярастворенными веществами. Наибольшее практическое значение имеют жидкие растворы, в частности – водные растворы, в которых растворителем является вода.

Растворимостьюназывается способность вещества растворяться в том или ином растворителе. Мерой растворимости вещества является его содержание в насыщенном растворе.

Состав раствора и содержание растворенного вещества (концентрация) выражаются различными способами.

1. Массовая долярастворенного веществаравна отношению массы растворенного веществак массе раствораи выражается в долях или в процентах:

_iбезразмерная величина, принимающая значения от 0 до 1 или от 0 до 100% (в последнем случае говорят опроцентной концентрации).

2. Молярная концентрация растворенного вещества, илимолярность,Счисло молей растворенного веществаnв 1 л раствора, моль/л, или, сокращенно, М:

С=n /V=,

где V объем раствора (л);m – масса растворенного вещества (г);М– молярная масса растворенного вещества (г/моль).

3. Молярнаяконцентрация эквивалентарастворенного вещества, илинормальная концентрация, илинормальность, С_эквчисло молей эквивалентов растворенного веществаn_эквв 1 л раствора, моль-экв/л, или, сокращенно, н.:

С_экв=n_экв /V=

где М_экв– молярная масса эквивалента растворенного вещества (г/моль экв);V объем раствора (л);m – масса растворенного вещества (г);

Эквивалент– такое количество вещества, которое соединяется с 1 молем атомов водорода или замещает то же количество атомов водорода в химических реакциях.

Э_{основания}= М_{основания}/ число замещаемых в реакции гидроксильных групп

Э_{кислоты}= М_{кислоты}/число замещаемых в реакции атомов водорода

Э_соли= М_соли/ произведение числа катионов на его заряд

Фактор эквивалентности [fэквив.(А)] – число, обозначающее, какая доля реальной частицы вещества А эквивалентна одному иону водорода или одному электрону.

Молярная масса эквивалента вещества[М(А)⋅fэквив.(А)] - равна молярной массе, умноженной на 1/f’_экв.

Обычно f_эквсоответствует количеству замещаемых валентностей вещества в конкретной реакции:

В методе кислотно-основного титрования фактор эквивалентности вычисляется с учетом числа вступающих в реакцию катионов водорода кислоты или ионов гидроксила основания, т. е. находят по формуле , где- число катионов водородаили число гидроксильных групп, участвующих в кислотно-основной реакции.

Фактор эквивалентности при вычислении молярной массы эквивалентов соли равен

4. Массовая концентрация С_масс– масса растворенного веществаmв 1 л раствора, г/л:

С_масс=m /V ,

где V объем раствора (л).

5. Титр (массовая концентрация) равна отношению массы растворенного веществак объему раствора, выраженному вмл,(г/мл):

.

Титр связан с молярной концентрацией эквивалентов формулой

,

где –титр титрантаТ,г/мл;

– молярная концентрация эквивалентовТ,моль/л;

– молярная масса эквивалентовТ,г/моль.

6. Условный титр или титр по определяемому веществу– это масса определяемого веществаВ, соответствующая1 млтитрантаТ:

,

где – титр титрантаТпо определяемому веществуВ,г/мл;

– молярная масса эквивалентов определяемого веществаВ,г/моль.

Очень часто требуется перейти от одного способа выражения концентрации к другому. Соотношение между молярной и нормальной концентрациями может быть выражено формулой

Если одна концентрация объемная, другая – массовая, то для пересчета необходимо знать плотность раствора (ρ). Так, процентная и нормальная концентрации связаны соотношением

Аналогичная зависимость существует для процентной и молярной концентраций: