Спектрофотометрические измерения Концентрация растворов

Концентрация— величина, характеризующая количественный составраствора.

Концентрацией растворённого вещества (не раствора) называют отношение количества растворённого вещества или его массыкобъёмураствора (моль/л, г/л), то есть это соотношение неоднородных величин.

Те величины, которые являются отношением однотипных величин (отношение массы растворённого вещества к массе раствора, отношение объёма растворённого вещества к объёму раствора) правильно называть долями. Однакона практикедля обоих видов выражения состава применяют терминконцентрацияи говорят о концентрации растворов.

Существует много способов выражения концентрации растворов.

Массовая доля (также называют процентной концентрацией)

Массовая доля — отношение массы растворённого вещества к массе раствора. Массовая доля измеряется в долях единицы.

, где:

• m₁— масса растворённого вещества, г (кг);

• m — общая масса раствора, г (кг).

Массовую долю растворённого вещества w (B) обычно выражают в долях единицы или в процентах. Например, массовая доля растворённого вещества – CaCl₂ в воде равна 0,06 или 6%. Это означает,что в растворе хлорида кальция массой 100 г содержится хлорид кальция массой 6 г и вода массой 94 г.

Пример: Сколько грамм сульфата натрия и воды нужно для приготовления 300 г 5% раствора?

Решение: m (Na₂SO₄) = w (Na₂SO₄₎ / 100 = (5 · 300) / 100 = 15 (г)

где w (Na₂SO₄₎) – массовая доля в %, m - масса раствора в г m (H₂O) = 300 г - 15 г = 285 г.

Таким образом, для приготовления 300 г 5% раствора сульфата натрия надо взять 15 г  Na₂SO₄₎ и 285 г воды.

Массовое процентное содержание компонента, ω %

ω _%=(m_i/Σm_i)*100

Пример. Зависимость плотности растворов H2SO4 от её массовой доли в водном растворе при 20 °C
ω %	5	10	15	20	30	40	50	60	70	80	90	95
ρ H2SO4, г/мл	1,032	1,066	1,102	1,139	1,219	1,303	1,395	1,498	1,611	1,727	1,814	1,834

Объёмная доля

Объёмная доля — отношение объёма растворённого вещества к объёму раствора. Объёмная доля измеряется в долях единицы или в процентах.

,

где:

• V₁— объём растворённого вещества, л;

• V — общий объём раствора, л.

Cуществуютареометры, предназначенные для определения концентрации растворов определённых веществ. Такие ареометры проградуированыне в значениях плотности, а непосредственно в значениях концентрации раствора. Для распространённых растворовэтилового спирта,концентрация которых обычно выражается в объёмных процентах, такие ареометры получили названиеспиртомеров.

Молярность (молярная объёмная концентрация)

Молярная концентрация — количество растворённого вещества (число молей) в единице объёма раствора. Молярная концентрация в измеряется в моль/л (M) или ммоль/л (mM). Также распространено выражение в «молярности». Так, раствор с концентрацией 0,5 моль/л называют 0,5-молярным.

,

где:

• ν — количество растворённого вещества, моль;

• V — общий объём раствора, л.

Молярная концентрация измеряется в моль/л и обозначается "M". Например, 2 M NaOH - двухмолярный раствор гидроксида натрия. Один литр такого раствора содержит 2 моль вещества или 80 г.

Пример: Какую массу хромата калия K₂CrO₄ нужно взять для приготовления 1,2 л 0,1 М раствора?

Решение: M(K₂CrO₄) = C(K₂CrO₄) · V · M(K₂CrO₄) = 0,1 моль/л · 1,2 л · 194 г/моль » 23,3 г.

Таким образом, для приготовления 1,2 л 0,1 М раствора нужно взять 23,3 г K₂CrO₄ и растворить в воде, а объём довести до 1,2 литра.