2. Способы выражения концентрации растворов.

В данной массе растворителя можно растворить различную массу растворенного вещества. Поэтому важной характеристикой раствора является концентрация – содержание растворенного вещества в единице объема или массы раствора. Введем обозначения:

- масса растворенного вещества;

- масса раствора;

- масса растворителя;

- объем раствора;

- молярная масса растворенного вещества,

- молярная масса эквивалента растворенного вещества. Расчет молярной массы эквиваленте приведен в приложении 2.

Массовая доля растворенного вещества () – это масса растворенного вещества в 100г раствора.. Обычно массовую долю растворенного вещества выражают в процентах. В этом случае расчет проводят по формуле:

. (2.1)

При подстановке в формулу (2.1) массы и должны быть выражены одинаковыми единицами измерения.

Молярная концентрация (молярность) – это число моль растворенного вещества, содержащееся в 1л раствора. Единица измерения молярности - моль/л. Молярную концентрацию рассчитывают по формуле:

. (2.2)

При подстановке в формулу (2.2) массы должны быть выражены в граммах, объем раствора - в литрах.

Моляльная концентрация (моляльность) – это число моль растворенного вещества, приходящееся на 1кг растворителя. Единица измерения моляльности - моль/кг. Моляльную концентрацию рассчитывают по формуле:

. (2.3)

При подстановке в формулу (2.3) массы и должны быть выражены в граммах.

Молярная концентрация эквивалента (нормальность) - это число эквивалентов растворенного вещества, содержащееся в 1л раствора. Единица измерения молярной концентрации эквивалента – моль/л. Молярную концентрацию эквивалента рассчитывают по формуле:

. (2.4)

При подстановке в формулу (2.4) масса должна быть выражена в граммах, объем раствора - в литрах.

Молярная концентрация эквивалента широко применяется в химии при экспериментальном определении концентрации неизвестного раствора методом титрования. Для этого к определенному объему неизвестного раствора прибавляют раствор известной концентрации (стандартный раствор). После изменения окраски индикатора, в присутствии которого ведется титрование, измеряют объем стандартного раствора. Расчет концентрации неизвестного раствора приводят по закону эквивалентов:

, (2.5)

где

- молярная концентрация эквивалента неизвестного раствора;

- объем неизвестного раствора;

- молярная концентрация эквивалента стандартного раствора;

- объем стандартного раствора.

3. Растворимость веществ.

Растворимость – это способность газов, жидкостей, твердых веществ переходить в раствор. Растворимость зависит от природы растворяемого вещества и растворителя.

Растворимость может быть неограниченной и ограниченной. Неограниченная взаимная растворимость встречается только в таких системах, в которых растворитель и растворяемое вещество находятся в одинаковых фазах, например вода и этиловый спирт. Если растворитель и растворяемое вещество находятся в разных фазах, то растворимость ограничена некоторым пределом.

Раствор, содержащий максимальное количество растворяемого вещества, которое может раствориться в данном количестве растворителя при данной температуре, называется насыщенным. Насыщенный раствор находится в равновесии с растворяемым веществом.

Концентрацию насыщенного раствора хорошо растворимых веществ характеризует коэффициент растворимости – масса вещества, образующего насыщенный раствор в 100г растворителя при данной температуре. Растворимость различных веществ в воде изменяется в широких пределах. Если в 100г воды растворяется более 10г вещества, то такое вещество называют хорошо растворимым; если растворяется менее 1г вещества – малорастворимым; если в раствор переходит мене 0,01г вещества – практически нерастворимым. В таблице растворимости хорошо растворимые вещества обозначены символом Р, малорастворимые – МР, нерастворимые – НР.

По количеству растворенного вещества растворы делятся на концентрированные и разбавленные. Концентрированные растворы содержат большое количество растворенного вещества, приближающееся к растворимости. Разбавленные растворы содержат значительно большее количество растворителя по сравнению с количеством растворенного вещества. Некоторые вещества способны образовывать пересыщенные растворы – метастабильные гомогенные системы, в которых концентрация растворенного вещества больше, чем в насыщенном при данной температуре растворе.