Розрахунки складу та концентрації складових у сировині.

Концентрація – величина, що характеризує кількісний склад розчину.

Згідно з правилами ІЮПАК концентрацією розчиненої речо­вини (не розчину) називають відношення кількості розчиненої речовини або його маси до об’єму розчину (моль/л, г/л), тобто це співвідношення неоднорідних величин.

Ті величини, які є відношенням однотипних величин (відно­шення маси розчиненої речовини до маси розчину, відношення об’єму розчиненої речовини до об’єму розчину) правильно називати долями. Проте на практиці для обох видів виразу складу застосовують термін «концентрація» й говорять про концентрацію розчинів.

Існує багато способів виразу концентрації розчинів.

Масова частка – відношення маси розчиненої речовини до маси розчину. Масова частка вимірюється в долях одиниці:

де m ₁ – маса розчиненої речовини, г (кг);

m – загальна маса розчину, г (кг).

Об’ємна частка – відношення об’єму розчиненої речовини до об’єму розчину. Об’ємна частка вимірюється в долях одиниці або у відсотках:

де V ₁ – об’єм розчиненої речовини, л;

V – загальний об’єм розчину, л.

Існують ареометри, призначені для визначення концентрації розчинів певних речовин. Такі ареометри проградуйовані не в значеннях щільності, а безпосередньо концентрації розчину. Для поширених розчинів етилового спирту, концентрація яких зазвичай виражається в об’ємних відсотках, такі ареометри отримали назву спиртомірів або андрометрів.

Молярність (молярна об’ємна концентрація) – кількість розчиненої речовини (число молів) в одиниці об’єму розчину. Молярна концентрація в системі СІ вимірюється в моль/м³, проте на практиці її набагато частіше виражають у моль/л або ммоль/л. Також поширений вираз «молярність». Можливе інше позначення молярної концентрації – С(х), яке прийнято позначати М. Так, розчин з концентрацією 0,5 моль/л називають 0,5-молярним.

Примітка: термін «моль» не відміняється. Після цифри пишуть «моль», подібно до того, як після цифри пишуть «см», «кг» і т. д.

де v – кількість розчиненої речовини, моль;

V – загальний об’єм розчину, л.

Моляльність (молярна вагова концентрація) – кількість розчиненої речовини (число молів) в 1 000 г розчинника. Вимі­рюється в моль на кг, також поширений вираз «моляльність». Так, розчин з концентрацією 0,5 моль/кг називають 0,5-мо­ляльним.

де v – кількість розчиненої речовини, моль;

m ₂ – маса розчинника, кг.

Слід звернути особливу увагу, що, на схожість назв, молярна концентрація й моляльність – величини різні. Перш за все, на відміну від молярної концентрації, при виразі концентрації в моляльності розрахунок ведуть на масу розчинника, а не на об’єм розчину. Моляльність, на відміну від молярної кон­центрації, не залежить від температури.

Нормальна концентрація (молярна концентрація еквіва­лента) – кількість еквівалентів певної речовини в 1 л розчину. Нормальну концентрацію виражають в моль∙екв/л або г∙екв/л (мається на увазі моль еквівалентів). Для запису концентрації таких розчинів використовують скорочення «н» або «N». Наприклад, розчин, що містить 0,1 моль/л, називають децинор­мальним і записують як 0,1 н.

де v – кількість розчиненої речовини, моль;

V – загальний об’єм розчину, л;

z – фактор еквівалентності.

Нормальна концентрація може відрізнятися залежно від реакції, у якій бере участь речовина. Наприклад, одномолярный розчин H₂SO₄ буде однонормальним, якщо він призначається для реакції з лугом з утворенням гідросульфату KHSO₄, і двонормальним у реакції з утворенням K₂SO₄.

Титр розчину – маса розчиненої речовини в 1 мл розчину.

де m ₁ – маса розчиненої речовини, г;

V – загальний об’єм розчину, мл.

В аналітичній хімії концентрацію титранту зазвичай перера­ховують стосовно конкретної реакції титрування так, щоб об’єм використаного титранта безпосереднього показував масу визна­чуваної речовини; тобто титр розчину показує, якій масі визна­чуваної речовини (у грамах) відповідає 1 мл розчину, що титрує.

Мольна частка – відношення кількості молів певного компоненту до загальної кількості молів усіх компонентів. Мольну частку виражають у долях одиниці:

де v_i – кількість i -го компоненту, моль;

n – кількість компонентів;

Існують й інші поширені в певних областях знань або тех­нологіях, методи виразу концентрації. Наприклад, у фото­метрії часто використовують масову концентрацію, що дорів­нює масі розчиненої речовини в 1 л розчину. Під час приго­тування розчинів кислот часто вказують, скільки об’ємних частин води припадає на одну об’ємну частину концентрованої кислоти (наприклад, 1: 3). Концентрація забруднень у повітрі може виражатися в частинах на мільйон (ppm). Іноді викорис­товують також відношення мас (відношення маси розчиненої речовини до маси розчинника) і відношення об’ємів (аналогіч­но, відношення об’єму речовини, що розчиняється, до об’єму розчинника).

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: