РАЗДЕЛ 2

РАСТВОРЫ

2.1. Способы выражения количественных соотношений между компонентами системы

Раствором называется гомогенная система, состоящая из двух или нескольких компонентов, относительное содержание которых может меняться в широких пределах.

Способы выражения состава раствора довольно разнообразны: массовая, мольная, объемная доли; моляльность; концентрации – молярная, эквивалентная (нормальная), титр.

Массовая доля – величина, показывающая, какую часть составляет масса данного компонента (растворенного вещества) от массы раствора, то есть массу растворенного вещества, содержащуюся в 100 г раствора:

mВ

Молярная (мольная) доля вещества – величина, показывающая часть количества этого вещества (nв) в суммарном количестве всех веществ, входящих в состав раствора, включая растворитель:

å ni

где å ni = n1 + n2 + ... + nв + ... + ni + ... + nn .

Cумма молярных долей всех компонентов раствора равна единице.

20

Объемная доля растворенного вещества (jВ) – величина, показывающая, какую долю объема растворенное вещество (VВ) занимает в объеме раствора

(VР-РА):

Запись ϕ(CCl4) = 0,15 читается: объемная доля тетрахлорида углерода равна 15 %.

Молярная концентрация – величина, показывающая количество растворенного вещества, содержащегося в 1 л раствора:

где n – количество вещества (моль); V – объем раствора (л); М – молярная масса вещества (г/моль).

Записи 0,1 М KCl и 0,02 М CuSO4 означают соответственно децимолярный (0,1 моль/л) раствор хлорида калия и двухсантимолярный

(0,02 моль/л) раствор сульфата меди (II).

Моляльность – величина, показывающая количество растворенного вещества в 1 кг растворителя:

где mР-ЛЯ – масса растворителя (кг).

Обозначение Сm (HCl, H2O) = 2 моль/кг показывает, что в растворе на каждый килограмм воды, как растворителя, приходится 2 моль хлороводорода. Такой раствор называется двухмоляльным.

Эквивалентная (нормальная) концентрация – величина, показывающая количество эквивалентов растворенного вещества в 1 л раствора:

nЭ mВ

где MЭ – молярная масса эквивалента (г/моль), nЭ – количество эквивалентнов вещества (моль).

Вместо обозначения «моль/л» допускается условное обозначение «н.» (например 1 н. или 0,2 н.). Раствор, в 1 л которого содержится 1 моль эквивалентов вещества, называется нормальным (однонормальным).

21

Титр (Т) – величина, численно равная массе растворенного вещества (mв) в 1 мл раствора:

mВ

Эквивалентной концентрацией удобно пользоваться при вычислении объемов растворов, реагирующих друг с другом. В соответствии с законом эквивалентов растворы одинаковой эквивалентной концентрации реагируют в равных объемах. При взаимодействии растворов различной эквивалентной концентрации, объемы их обратно пропорциональны эквивалентной концентрации:

Для определения концентрации растворов часто используется метод титрования. Титрование – это определение неизвестной концентрации одного раствора по известной концентрации другого путем измерения объемов реагирующих веществ. При титровании используют количество реактива, точно отвечающее уравнению реакции, чтобы установить момент наступления эквивалентности или фиксировать точку эквивалентности, например, в реакции между кислотой и щелочью (индикатор фенолфталеин), титрование проводят до появления слаборозовой окраски раствора, которая может через некоторое время исчезнуть. Добавление 1-2 капель щелочи к раствору кислоты вызывает появление устойчивой окраски, что свидетельствует о достижении точки эквивалентности.

При равенстве масс растворенного вещества в растворах различных по концентрации и способам ее выражения справедливо соотношение:

которым широко пользуются в аналитической практике при приготовлении растворов заданной концентрации разбавлением.

22