Концентрацією речовини - компоненту розчину - називають величину, вимірювану кількістю розчиненої речовини, що міститься в певній масі або об'ємі розчину або розчинника.
Найбільш часто вживані способи виразу концентрації: масова частка, молярна, моляльна, молярна концентрація еквівалента, молярна частка, об'ємна частка, титр.
Масову частку ω (Х) виражають в долях одиниці, відсотках ( %), проміле (тисячна частина відсотка) і в мільйонних долях (млн.-1). Масову частку розраховують по формулах:
т(Х)
ω(Х) = ------------ , або . 100%
т(р-на)
где т (X) —масса даного компонента X (розчиненої речовини), кг (г); т (р-на) — маса розчина, кг (г).
Молярну концентрацію с(X) виражають в моль/м3, моль/дм3, моль/см3, моль/л, моль/мл. У медицині переважно застосування одиниць моль/л. Молярну концентрацію розраховують за формулою :
n(Х) m (X)
с(Х) = ------------ = ----------------- ,
V(р-ну) M(X) V(p-ну)
де n (X) - кількість розчиненої речовини системи, моль; М (X) - молярна маса розчиненої речовини, кг/моль або г/моль; m (X) - маса розчиненої речовини відповідно, кг або г; V (р-ну) -об'ем розчину, л.
Моляльну концентрацію b (X) виражають в одиницях моль/кг. Форма запису, наприклад: b (Нс1) =0,1 моль/кг. Розраховують моляльну концентрацію по формулі :
n(Х) m (X)
b(Х) = ------------ = ----------------- ,
m(р-ка) M(X) т(p-ка)
де т (р-ка) --- масса розчинника, кг.
ІІ. Еквівалент та чинник еквіваленту.
У хімії широко використовують поняття еквівалента і чинника еквівалентності. Еквівалентом називають реальну або умовну частинку речовини X, яка в даній кислотний-основній реакції еквівалентна одному іону водню або в даній окислювально-відновній реакції - одному електрону, або в даній обмінній реакції між солями - одиниці заряду.
Відповідно для розчинів використовують поняття молярної концентрації
еквівалента.
Чинник еквівалентності fекв(Х) - число, що позначає, яка частка реальної частинки речовини X еквівалентна одному іону водню в даній кислотний-основній реакція або одному електрону в даній окислювально-відновній реакції , або одиниці заряду в даній обмінній реакції між солями.
Чинник еквівалентності розраховують на основі стехиометрії даної реакції з рівності:
fэкв(Х) = 1/z
де z - основність кислоти або кислотність підстави, даній кислотний-основній реакції, а також число електронів, що приєднуються або втрачаються частинкою в даній окислювально-відновній реакції.
У обмінних реакціях без участі протонів z - сумарний заряд іонів, що обмінюються, в молекулі речовини, що бере участь в конкретній хімічній реакції; z - величина безрозмірна.
Молярною масою еквівалента речовини X (маса одного моля еквівалента речовини) називають величину, вимірювану добутком чинника еквівалентності на молярну масу речовини X
М (1/z Х) = 1/z М (Х)
де М (1/z Х) – молярная маса еквівалента.
Одиниці вимірювання молярної маси еквівалентів - кг/моль, г/моль.
Молярну концентрацію еквівалентів (нормальну концентрацію) позначають с(1/z Х). Одиниці її вимірювання - моль/м3, моль/дм3, моль/см3, моль/л, моль/мл. У медицині частіше використовують одиницю моль/л.
Форма запису, наприклад, с(1/5 КМnО4)= 0,1 моль/л.
Молярну концентрацію еквівалента, розраховують по формулі
n(1/z Х)
с(1/z Х) = ------------ ,
V(р-на)
де n(1/z Х) - кількість речовини еквівалентів, моль; V (р-на) — об’ем розчина, л.
Молярна концентрація и молярна концентрація еквівалентів пов’язані співвідношенням:
с(1/z Х) = сz (Х)
Молярну частку х (Xi) виражають в долях одиниці, або у відсотках. Молярную частку розраховують по формулі -
n(Хi)
х(Хi) = ------------ ,
∑n (р-на)
де n (Xi) — кількість речовини данного компоненту, моль; ∑n (р-на) — cумарна кількість усіх компонентів розчина, моль.
Об’емна частка φ(Х) виражають у частках одиниці або у процентах, її розраховують за формулою
V(Х)
φ (Х) = ------------ , 40 0 = 40%
V(р-на)
де V (X) —об’ем данного компонента X розчина, а V(р-р) —загальний об’ем розчина, зазвичай на 10 мл.
Титр розчину позначають Т(Х), одиниця виміру- кг/см3, г/см3, г/мл. Титр розчину можна розрахувати по формулі
т(Х)
Т (Х) = ------------ ,
V(р-на)
де т (X) — масса речовини, зазвичай г; V(р-на) — об’ем розчина, мл.
У клінічній практиці нерідко виражають концентрацію іонів в міліграм відсотках (мг%). Це маса речовини, виражена в міліграмах на 100 мл розчину.
ДОДАТОК № 2.
Таблиця для заповнення.
Термін | Одиниця Виміру | Визначення | Розрахунок за формулою | Примітки |
1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
Масову частку | відносна | Це відношення т (X) -масси да-ного компонента X (розчине-ної речовини), кг (г) до т (р-на) — маса розчина, кг (г). | m(X) ω(Х) = ------ , т(р-на) або . 100% | виражають в долях одиниці, відсотках ( %), проміле (тисячна частина відсотка) і в мільйонних долях (млн.-1). |
Молярну концентрацію | ||||
Моляльну концентрацію | ||||
Молярну концентрацію еквівалентів | ||||
Молярну частку | ||||
Об’емна частка | ||||
Титр розчину |
ДОДАТОК № 3.
Назви деяких розчинів, які найчастіше зустрічаються з різною молярною концентрацією
( мова оригіналу)
Нерідко виникає необхідність перевести одну концентрацию розчину в іншу, наприклад, знайти молярну концентрацію по відомій масовій частці розчиненої речовини в нім, та навпаки. У цьому випадку треба знати щільність розчину при даній температурі.
Водні розчини з різною масовою часткою (%) розчиненої речовини мають різну щільність при даній температурі. Причому, чим більше масова частка розчиненої речовини, тим більше за щільність розчин.