Концентрация растворов и способы её выражения
Концентрация — величина, характеризующая количественный состав раствора.
Обычно концентрацию раствора хорошо растворимых твёрдых или жидких веществ выражают весовым количеством данного вещества,содержащегося в определённом весовом количестве(или объёме) р-ра или растворителя.
Концентрацию растворов можно выражать следующими способами:
1. Процентная концентрация по массе (ω, %) - число единиц массы (например, число граммов) растворенного вещества (mр.в.), содержащихся в 100 единицах массы (например, в 100 граммах) раствора (mр-ра):
ω= (mр.в.·100%)/mр-ра.
Например, 15% раствор хлорида натрия – это такой раствор, в 100 г которого содержится 15 г NaCl и 85 г воды.
2. Молярность(См) - числомоль (n) растворенного вещества, содержащихся в 1 л раствора: См= n/V.
Так, 2МH2SO4 обозначает раствор серной кислоты, в каждом литре которого содержится два моля H2SO4, 196 г.
3. Молярная концентрация эквивалента (нормальность)(СН):- число моль эквивалентов (nэкв) растворенного вещества, содержащихся в одном литре раствора:
Так, 2н. H2SO4 означает раствор серной кислоты, в каждом литре которого содержится два эквивалента, т. е. 98 г H2SO4.
4. Моляльность(Сm) - число молей растворенного вещества, приходящихся на 1000 г растворителя.
Так, 2m H2SO4 означает раствор серной кислоты, в котором на 1000 г воды приходится два моля H2SO4. Мольно-массовая концентрация раствора – моляльность, в отличие от его молярности, не изменяется при изменении температуры.
5. Мольная доля(Ni) - отношение числа молей данного вещества (n1) к общему числу молей всех веществ (n1, n2), имеющихся в растворе: N1=n1/(n1+n2).
23.Диффузия в растворах. Закон Фика. Уравнение Эйнштейна-Смолуховского
В растворах частицы растворителя и растворенного вещества равномерно распределяются по всему объему системы вследствие своего беспорядочного теплового движения. Этот процесс называется диффузией и протекает самопроизвольно при растворении вещества или при смешивании растворов различных концентраций.
Как правило, диффузия растворенного вещества преимущественно совершается из области большей концентрации его частиц в область меньшей концентрации, т.е., число частиц растворенного вещества, проходящих в единицу времени в сторону меньшей концентрации, больше, чем их проходит в обратном направлении. Процесс диффузии заканчивается выравниванием концентрации растворенного вещества по всему объему раствора.
Скорость диффузии (n / t) измеряется количеством вещества, перенесенного за единицу времени, через площадь поперечного сечения раствора. Ее можно рассчитать с помощью закона Фика:
Скорость диффузии вещества пропорциональна площади поверхности, через которую переносится вещество, и градиенту концентрации этого вещества
∆n⁄∆t=-DS*∆c⁄∆x
Где ∆n⁄∆tскорость диффузии, моль/с; S- площадь поверхности, м²; D- коэффицент пропорциональности, м²/с, называемый коэффицентом диффузии в-ва.
А.Эйнштейн и независимо от него М.Смолуховский вывели следующее уравнение для коэффицента диффузии:
D= RT/NA * 1/6πŋr,
Где R- универсальная газовая постоянная, равная 8,31 Дж/(моль*К); T- абсолютная температура,К; NA – постоянная Авогадро, равная 6,02*1023 1/моль; r- радиус диффундирующих частиц,м; D- коэффицент диффузии, м2/с; ŋ- вязкость среды, Н*с/м2.
Из уравнений следует,что скорость диффузии возрастает при повышении температуры и градиента концентрации и уменьшается при увеличении вязкости растворителя и размера диффундирующих частиц. С увеличение молярной массы, а, следовательно, и размеров молекул, уменьшается коэффицент диффузии и,следовательно, её скорость.
Дата добавления: 2015-12-26; просмотров: 3414;