Тема 6. Способы выражения концентрации растворов

Раствор – это гомогенная термодинамически устойчивая во времени система, состоящая минимум из двух компонентов и продуктов их взаимодействия.

Любой раствор состоит из двух веществ – растворителя и растворённого вещества, причём растворителя в растворе всегда содержится в большем количестве, чем растворённого вещества.

1. Массовая доля растворённого вещества

Массовая доля растворённого вещества (ω_р.в., %) показывает, сколько граммов растворённого вещества содержится в 100 граммах раствора.

ω

1

% (р.в.) = ^{m(р.в.) *100 %} ,

^{m (р – ра)}

г де m (р – ра) = m (р.в.) + m (р – ля)

Между массой раствора, объёмом и плотностью существует соотношение, т.к.

ρ = ^{m (p-ра)} (^г/см³) или (^г/мл.), то т (р – ра) = ρ *V,

V (р – ра)

т

ω % (р.в.) = ^m(р.в.) * 100 %

V _мл *ρ ^г/мл

огда

а) приготовление растворов с заданной массовой долей растворённого вещества (ω₃) смешением двух растворов: с большей (ω₁) и меньшей (ω₂) массовой долей того же самого вещества.

При этом требуется найти массу более концентрированного (m₁) и менее концентрированного (m₂) растворов. Используется «правило креста», суть которого отражает схема:

ω ₁ m₁ = ω₃ – ω₂

ω₃

ω ₂ m₂ = ω₁ – ω₃

Пусть, например, требуется приготовить 70 г раствора с массовой долей 10% из 5% и 40 % растворов.

Подставим эти числа в приведённую ниже схему. Получаем:

4 0 m₁ = 10 – 5 = 5

10

5. m₂ = 40 – 10 = 30

Откуда ^m1 = ⁵ = ¹

^{m2 30 6}

Например, взяв 10г раствора ω = 40% и 60г раствора с ω = 5%, получим 70г раствора с ω = 10%.

б) приготовление растворов путём разбавления концентрированных растворов.

Так как при разбавлении растворов масса неизменна (m*ω) = const, то существует обратно пропорциональная зависимость между отношением масс растворов и их массовыми долями

m_конц.(р- ра) ‗ ω% _разб.

m_разб.(р- ра) ω% _конц.

2. Молярная концентрация раствора

Молярная концентрация раствора (С_м, моль/л) показывает число моль растворённого вещества, содержащегося в 1 л. раствора.

С_М = ^{n моль}, если V в мл, то С_М = ^n*1000 ,

V л. V мл.

где n = ^{m (р.в.)},

М (р.в.)

О

С_м = ^{m (р.в.) *1000}

^{M *V мл}

2

тсюда

Молярным называют раствор, в 1 л которого содержится 1 моль растворённого вещества.

3. Моляльная концентрация раствора

Моляльная концентрация раствора (С_{МОЛЯЛЬНАЯ}, моль/кг) показывает число моль растворённого вещества, содержащегося в 1 кг или 1000г растворителя.

С_{МОЛЯЛЬНАЯ} = ^{m (р.в.) *1000}

М *m (р – ля)

3

4. Молярная концентрация эквивалента

Молярная концентрация эквивалента /нормальная концентрация/ (Сн / N, н./N)показывает число моль эквивалентов

растворённого вещества, содержащихся в одном литре раствора.

Cн = ^{m (р.в.) *1000} (моль/л)

М * f *Vмл

4

Эквивалентом (Э) называется такое количество элемента или вещества (по массе), которое без остатка взаимодействует с 1 моль атомов или ионов водорода, с 1 моль электронов в окислительно-восстановительной реакции или 1 моль любого вещества в любой химической реакции.

Эквивалент – величина переменная для одного и того же вещества и расчитывается по уравнению реакции или по формуле:

Э = М *f

, где f – фактор эквивалентности

f (кислоты) = ¹ ,

число ионов (Н⁺), участвующих в х.р.

f (основания) = ¹ ,

число ионов (ОН^‾ ), участвующих в х.р.

f (соли) = ¹ ,

число ионов (Меⁿ⁺) * n

где n- заряд иона металла.