imagesnormalnost-rastvora-formula-thumb.jpg

§ 9. Концентрация растворов и способы ее выражения

Концентрацию веществ в растворах можно выразить разными способами. Молярная концентрация C(B) показывает, сколько моль растворённого вещества содержится в 1 литре раствора. Нормальная концентрация — количество эквивалентов данного вещества в 1 литре раствора. Такие ареометры проградуированы не в значениях плотности, а непосредственно концентрации раствора. Массовая доля — отношение массы растворённого вещества к массе раствора.

Наиболее часто используют массовую долю растворённого вещества, молярную и нормальную концентрацию. Массовую долю растворённого вещества w(B) обычно выражают в долях единицы или в процентах.

Такое выражение концентрации называют моляльностью раствора. Величины нормальности обозначают буквой «Н». Например, децинормальный раствор серной кислоты обозначают «0,1 Н раствор H2SO4″. Так как нормальность может быть определена только для данной реакции, то в разных реакциях величина нормальности одного и того же раствора может оказаться неодинаковой.

Решение Для вычисления молярности и нормальности надо знать число граммов H2SO4в 1 л раствора. 70% -ный раствор H2SO4 содержит 70 г H2SO4 в 100 г раствора. Иногда в лабораторной практике приходится пересчитывать молярную концентрацию в нормальную и наоборот. Так, 1 н. раствор соляной кислоты будет одновременно 1 M раствором.

Пример Упарили 60 г 5%-ного раствора сульфата меди до 50 г. Определите массовую долю соли в полученном растворе. Однако на практике для обоих видов выражения состава применяют термин «концентрация» и говорят о концентрации растворов.

В бинарных растворах часто существует однозначная (функциональная) зависимость между плотностью раствора и его концентрацией (при данной температуре). Это даёт возможность определять на практике концентрации важных растворов с помощью денсиметра (спиртометра, сахариметра, лактометра). Следует учитывать, что для некоторых веществ кривая плотности раствора имеет максимум, в этом случае проводят два измерения: непосредственное, и при небольшом разбавлении раствора.

§ 9. Концентрация растворов и способы ее выражения

Как было указано выше, существуют ареометры, предназначенные для определения концентрации растворов определённых веществ. Для распространённых растворов этилового спирта, концентрация которых обычно выражается в объёмных процентах, такие ареометры получили название спиртомеров или андрометров. Также распространено выражение в «молярности». Возможно другое обозначение молярной концентрации , которое принято обозначать М. Так, раствор с концентрацией 0,5 моль/л называют 0,5-молярным.

Нормальная концентрация может отличаться в зависимости от реакции, в которой участвует вещество. Моляльность — количество растворённого вещества (число моль) в 1000 г растворителя. Так, раствор с концентрацией 0,5 моль/кг называют 0,5-мольным.

В. ВЫЧИСЛЕНИЯ В ОБЪЕМНОМ АНАЛИЗЕ

Существуют и другие, распространённые в определённых областях знаний или технологиях, методы выражения концентрации. Например, в фотометрии часто используют массовую концентрацию, равную массе растворённого вещества в 1 л раствора. В связи с тем, что моляльность, массовая доля, мольная доля не включают в себя значения объёмов, концентрация таких растворов остаётся неизменной при изменении температуры. Молярность, объёмная доля, титр, нормальность изменяются при изменении температуры, так как при этом изменяется плотность растворов.

Разные виды выражения концентрации растворов применяются в разных сферах деятельности, в соответствии с удобством применения и приготовления растворов заданных концентраций. Следовательно, если данного раствора содержит N грамм-эквивалентов, то его содержит грамм-эквивалентов или N милли-грамм-эквивалентов. Иначе, гомогенные смеси, называют растворами, в которых одно вещество полностью растворяется в другом (растворителе).

Существуют растворы газовые, жидкие и твердые. Но более всего распространены жидкие растворы, поэтому, в данном разделе, именно на них мы сосредоточим свое внимание. Концентрацию раствора можно охарактеризовать как качественную и количественную.Качественная концентрация характеризуется такими понятиями, как разбавленный и концентрированный раствор.

Количество растворяемого вещества, необходимое для получения насыщенного раствора определяет растворимость этого вещества. Ненасыщенные – любые растворы, которые все еще могут растворять введенное вещество. Пересыщенные – растворы, в которых растворено больше вещества, чем максимально возможное.

Таким образом, 1 г-ион водорода в данной реакции эквивалентен Vs моль KMnO4 (т. е. 31,61 г). Это значение и является окислительным грамм-эквивалентом KMnO4 в данной реакции

Молярная концентрация эквивалента определяется числом молярных масс эквивалентов на 1 литр раствора. Процентная концентрация раствораили массовая доля показывает сколько единиц массы растворенного вещества содержится в 100 единицах массы раствора. Между приведенными способами выражения концентраций существует взаимосвязь, которая позволяет, зная одну единицу измерения концентрации найти (пересчитать) ее в другие единицы.

Однако для большинства соединений эквивалентная масса не равна мольной и, следовательно, нормальная концентрация растворов этих веществ не равна молярной концентрации. Молярная концентрация — количество растворённого вещества (число молей) в единице объёма раствора. Растворимостью вещества при данных условиях называют его концентрацию в насыщенном растворе.

Смотри также