СПОСОБЫ ВЫРАЖЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ РАСТВОРОВ

Важнейшей характеристикой раствора является его концентрация.

Концентрация раствора — величина, измеряемая количеством растворенного вещества в определенном объеме или массе раствора (иногда растворителя).

В аналитической практике используются следующие способы выражения концентраций растворов.

Массовая доля вещества в растворе ɷ(Х) — величина, измеряемая отношением массы растворенного вещества m(Х) к массе раствора m_р:

Из приведенных формул следует, что массовая доля вещества, выраженная в процентах, равна массе вещества в 100 г раствора. Массовая доля широко применяется в практической деятельности для выражения концентрации растворов веществ. Данный способ выражения концентрации не учитывает молярной массы вещества и поэтому мало применим в химии.

Молярная концентрация вещества в растворе с(Х) - величина, измеряемая отношением количества вещества n(Х), содержащегося в растворе, к объему этого раствора V_р:

где m(Х) — масса растворённого вещества, г;

М(Х) — молярная масса растворенного вещества, г/моль.

Физический смысл молярной концентрации вещества: количество растворенного вещества (моль), содержащееся в 1 л (1000 мл) раствора.

Единица молярной концентрации = моль/л (часто вместо этой единицы после численного значения ставят букву М). При одинаковой молярной концентрации равные объёмы растворов различных веществ содержат одинаковое количество этих веществ.

В аналитической практике часто употребляют не молярную концентрацию вещества, а молярную концентрацию эквивалента вещества.

Эквивалентом вещества называют реальную или условную частицу вещества, которая в данной реакции реагирует с одним атомом или ионом водорода, или одним электроном.

Фактором эквивалентности называют число, показывающее, какая часть реальной частицы вещества эквивалентна одному иону водорода в кислотно-основной реакции или одному электрону в окислительно-восстановительной реакции.

Фактор эквивалентности выражается величиной ^l/_z , где z — небольшое целое число, равное числу эквивалентов вещества, содержащихся в 1 моль этого вещества.

Согласно международной системе единиц (СИ) эквивалент - это реальная или условная частица вещества, которая в z раз меньше реальной структурной единицы этого вещества.

Молярной массой эквивалента вещества (масса одного моля эквивалента вещества) называют величину, равную произведению фактора эквивалентности на молярную массу вещества М(Х). М(¹/_г X) = ¹/_z.

Единица молярной массы эквивалента вещества — г/моль. Молярная масса эквивалента вещества зависит от реакции, в которой это вещество участвует:

Н₃РО₄ + 3NaOH = Na₃PO₄ + 3Н₂О

М(1/z Н₃РО₄) = ¹/₃ · 98 г/моль = 32,7 г/моль (¹/₃ H₃PO₄)

Н₃РО₄ + 2NaOH = Na₂HPО₄ + 2H₂O

M(1/_Z Н₃РО₄) = ¹/₂ · 98 г/моль = 49 г/моль (¹/₂ H₃PO₄)

Н₃РО₄ + NaOH = NaH₂PO₄ + Н₂О

M(1/z Н₃РО₄) = 1·98 г/моль = 98 г/моль (Н₃РО₄)

Количество вещества эквивалента п( ¹/_г X) — количество вещества, условной структурной единицей которого является эквивалент.

Молярная концентрация эквивалента в растворе (нормальная концентрация раствора) c( ^l/_z X) - величина, измеряемая отношением количества вещества эквивалента в растворе к объему этого раствора:

Единица нормальной концентрации — моль эквивалентов/л (обычно обозначается – "н."). При одинаковой молярной концентрации эквивалента равные объемы растворов различных веществ содержат одинаковое количество эквивалентов этих веществ. Поэтому такой способ выражения концентрации очень удобен в объёмном анализе, в основе которого лежит закон эквивалентов.

Таблица 2.1.