Definicja stężenia (chemia)

Co oznacza koncentracja w chemii

W roztworze stężenie to ilość substancji rozpuszczonej na objętość rozpuszczalnika. Glow Images, Inc / Getty Images

W chemii słowo „stężenie” odnosi się do składników mieszaniny lub roztworu. Oto definicja stężenia i spojrzenie na różne metody stosowane do jego obliczania.

Definicja stężenia

W chemii stężenie odnosi się do ilości substancji w określonej przestrzeni. Inną definicją jest to, że stężenie to stosunek solute w rozwiązaniu albo rozpuszczalnik lub łącznie rozwiązanie . Koncentracja jest zwykle wyrażana w kategoriach masa za sztukę tom . Jednak stężenie substancji rozpuszczonej może być również wyrażone w krety lub jednostki objętości. Zamiast objętości stężenie może dotyczyć jednostki masy. Chociaż zwykle stosuje się je do roztworów chemicznych, stężenie można obliczyć dla dowolnej mieszaniny.

Przykłady jednostek koncentracji: g/cm³, kg/l, M, m, N, kg/l

Jak obliczyć stężenie

Koncentracja jest określone matematycznie biorąc masę, mole lub objętość substancji rozpuszczonej i dzieląc ją przez masę, mole lub objętość roztworu (lub, rzadziej, rozpuszczalnika). Niektóre przykłady jednostek i formuł stężenia obejmują:

Molarność (M)- mole substancji rozpuszczonej/litry roztworu (nie rozpuszczalnika!) Stężenie masy (kg/m³lub g/l)- masa substancji rozpuszczonej/objętość roztworu Normalność (N)- gramy aktywnej substancji rozpuszczonej/litry roztworu Molalność (m)- mole substancji rozpuszczonej/masa rozpuszczalnika (nie masa roztworu!) Procent masy (%)- masa rozpuszczona/roztwór masy x 100% (jednostki masy są tą samą jednostką dla substancji rozpuszczonej i roztworu) Objętość Stężenie (bez jednostki)- objętość substancji rozpuszczonej/objętość mieszaniny (te same jednostki objętości dla każdej) Koncentracja liczb (1/m³)- liczba jednostek (atomów, cząsteczek itp.) składnika podzielona przez całkowitą objętość mieszaniny Procent objętości (v/v%)- objętość substancji rozpuszczonej/objętość roztworu x 100% (objętość substancji rozpuszczonej i roztworu są w tych samych jednostkach) Ułamek molowy (mol/mol)- liczba moli substancji rozpuszczonej/całkowita liczba moli gatunków w mieszaninie Stosunek molowy (mol/mol)- mole substancji rozpuszczonej/całkowite mole wszystkich inny gatunki w mieszance Ułamek masowy (kg/kg lub części na)- masa jednej frakcji (może to być wiele substancji rozpuszczonych)/całkowita masa mieszaniny Stosunek masy (kg/kg lub części na)- masa substancji rozpuszczonej/masa całości inny składniki mieszaniny PPM ( części na milion )- roztwór 100 ppm to 0,01%. Notacja „części na”, chociaż nadal jest w użyciu, została w dużej mierze zastąpiona przez ułamek molowy PPB (części na miliard)- zwykle używany do wyrażania zanieczyszczenia rozcieńczonych roztworów

Niektóre jednostki mogą być przeliczane między sobą. Jednak nie zawsze jest dobrym pomysłem przeliczanie jednostek opartych na objętości roztworu na jednostki oparte na masie roztworu (lub odwrotnie), ponieważ na objętość ma wpływ temperatura.

Ścisła definicja koncentracji

W najściślejszym znaczeniu nie wszystkie sposoby wyrażania składu roztworu lub mieszaniny podlegają prostemu terminowi „stężenie”. Niektóre źródła tylko Rozważ stężenie masowe, stężenie molowe, stężenie liczbowe i stężenie objętościowe jako prawdziwe jednostki stężenia.

Stężenie kontra rozcieńczenie

Dwa powiązane terminy to stężony oraz rozcieńczać . Skoncentrowany odnosi się do roztworów chemicznych, które mają wysokie stężenia dużej ilości substancji rozpuszczonej w roztworze. Jeśli roztwór jest stężony do punktu, w którym substancja rozpuszczona nie będzie się rozpuszczać w rozpuszczalniku, mówi się, że: nasycony . Rozcieńczone roztwory zawierają niewielką ilość substancji rozpuszczonej w porównaniu z ilością rozpuszczalnika.

Aby zatężyć roztwór, albo trzeba dodać więcej cząstek substancji rozpuszczonej, albo usunąć trochę rozpuszczalnika. Jeżeli rozpuszczalnik jest nielotny, roztwór można zatężyć przez odparowanie lub odparowanie rozpuszczalnika.

Rozcieńczenia są wykonane przez dodanie rozpuszczalnika do bardziej stężonego roztworu. Powszechną praktyką jest przygotowywanie stosunkowo stężonego roztworu, zwanego roztworem podstawowym, i używanie go do przygotowania bardziej rozcieńczonych roztworów. Ta praktyka skutkuje lepszą precyzją niż zwykłe mieszanie rozcieńczonego roztworu, ponieważ uzyskanie dokładnego pomiaru niewielkiej ilości substancji rozpuszczonej może być trudne. Rozcieńczenia seryjne są używane do przygotowania bardzo rozcieńczonych roztworów. Aby przygotować rozcieńczenie, roztwór podstawowy dodaje się do kolby miarowej, a następnie rozcieńcza rozpuszczalnikiem do kreski.

Źródło

• IUPAC, Kompendium Terminologii Chemicznej, wyd. („Złota Księga”) (1997).