Способы выражения концентрации растворов

Количественно растворимость выражают концентрацией на­сыщенного раствора. Чаще всего ее обозначают максимальным числом граммов вещества, которое можно растворить в 100 г рас­творителя при данной температуре. Эта величина называется ко­эффициентом растворимости, или просто растворимостью ве­щества.

Существует несколько способов выражения концентрации растворов: массовая доля, мольная доля, молярная концентра­ция, объемная доля.

где w_в — массовая доля растворенного вещества; m_в — масса рас­творенного вещества и от — общая масса раствора.

Массовую долю растворенного вещества w_в обычно выражают в долях единицы или в процентах. Например, массовая доля рас­творенного вещества — серной кислоты — в воде равна 0,05 или 5%. Это означает, что в растворе серной кислоты массой 100 г содержится серная кислота массой 5 г и вода массой 95 г.

c(X) =v(X}/V.

где c(X) — молярная концентрациях; v(X) — количество веще­ства, выраженное в молях; V — объем раствора, л. Примеры запи­си молярной концентрации с (НСl)=0,1 моль/л, с(Н₃РО₄)=0,5 моль/л, c(NH⁺₄)=1•10^-5 моль/л.

Если в 1 л раствора содержится 0,1 моля вещества, то он называется децимолярным; 0,01 моля — сантимолярным; 0,001 моля — миллимолярным. Молярность раствора обычно обозначается буквой М. Например, 1М NaOH — молярный рас­твор гидроксида натрия, 1 л такого раствора содержит 1 моль вещества или 1 моль•40 г/моль=40 г NaOH; 0,01M NaOH — сантимолярный раствор, 1 л его содержит 0,01 моль, т.е. 0,001•40 г=0,4 г NaOH и т.д. Чтобы приготовить, например, децимолярный раствор гидроксида натрия, надо отвесить 4 г его, внести в литровую мерную колбу, на горлышке которой отмечен объем, точно равный 1 л, добавить дистиллированной воды до полного растворения вещества и затем раствор довести до метки [нижняя часть мениска должна касаться метки].

Пользоваться молярной концентрацией удобно, так как из­вестно количество вещества, содержащееся в определенном объе­ме раствора. Например, для нейтрализации 1 л 1М раствора NaOH необходимы в соответствии с уравнениями реакций:

а) NaOH+НСl=NaCl+Н₂О

б) 2NaOH+H₂SO₄=Na₂SO₄+Н₂О

следующие объемы растворов кислот: 1 л 1М НС1 или 0,5 л 1М H₂SO₄. Очевидно, на нейтрализацию 0,5 л 2М раствора NaOH потребуется 0,5 л 2М НС1 или 0,5 л 1М H₂SO₄ или 0,25 л 2М H₂SO₄ и т.д.

В химии часто концентрацию растворов выражают моль­ными соотношениями, для чего используют понятие мольной доли. Мольная доля — отношение числа молей данного вещест­ва в растворе к общему числу молей растворенного вещества и растворителя. Например, для сплава меди с цинком, содержа­щего 0,8 моля Си и 1,6 моля Zn, мольная доля последнего равна 1,67(1,6:2,4).