Концентрация растворов

Важной характеристикой растворов служит их концентрация, которая выражает относительное количество компонентов в растворе. Различают массовые и объемные концентрации, размерные и безразмерные.

К безразмерным концентрациям (долям) относятся следующие концентрации:

  • Массовая доля растворенного вещества W(B) выражается в долях единицы или в процентах:

  • где m(B) и m(A) – масса растворенного вещества B и масса растворителя A.
  • Объемная доля растворенного вещества σ(B) выражается в долях единицы или объемных процентах:

  • где V i – объем компонента раствора, V(B) – объем растворенного вещества B. Объемные проценты называют градусами *).
  • *) Иногда объемная концентрация выражается в тысячных долях (промилле, ‰) или в миллионных долях (млн –1), ppm.
  • Мольная доля растворенного вещества χ(B) выражается соотношением

  • Сумма мольных долей k компонентов раствора χ i равна единице

К размерным концентрациям относятся следующие концентрации:

  • Моляльность растворенного вещества C m (B) определяется количеством вещества n(B) в 1 кг (1000 г) растворителя, размерность моль/кг.

  • Молярная концентрация вещества B в растворе C(B) – содержание количества растворенного вещества B в единице объема раствора, моль/м 3, или чаще моль/литр:

  • где μ(B) – молярная масса B, V – объем раствора.
  • Молярная концентрация эквивалентов вещества B C Э(B) (нормальность – устаревш.) определяется числом эквивалентов растворенного вещества в единице объема раствора, моль∙литр –1:

  • где n Э(B) – количество вещества эквивалентов, μ Э – молярная масса эквивалента.
  • Титр раствора вещества B(T B) определяется массой растворенного вещества в г, содержащегося в 1 мл раствора:

г∙мл –1 или

г∙мл –1.

Массовые концентрации (массовая доля, процентная, моляльная) не зависят от температуры; объемные концентрации относятся к определенной температуре.

Все вещества в той или иной степени способны растворяться и характеризуются растворимостью. Некоторые вещества неограниченно растворимы друг в друге (вода-ацетон, бензол-толуол, жидкие натрий-калий). Большинство соединений ограниченно растворимы (вода-бензол, вода-бутиловый спирт, вода-поваренная соль), а многие малорастворимы или практически нерастворимы (вода-BaSO 4, вода-бензин).

Модель 6.2. Растворимость солей.

Растворимостью вещества при данных условиях называют его концентрацию в насыщенном растворе. В таком растворе достигается равновесие между растворяемым веществом и раствором. В отсутствие равновесия раствор остается стабильным, если концентрация растворенного вещества меньше его растворимости (ненасыщенный раствор), или нестабильным, если в растворе содержится вещества больше его растворимости (пересыщенный раствор).