Definiția concentrării (chimie)

În chimie, cuvântul „concentrare” se referă la componentele unui amestec sau soluție. Iată definiția concentrației și o privire asupra diferitelor metode utilizate pentru calcularea acesteia.

Definiția concentrării

În chimie, concentraţie se referă la cantitatea unei substanțe per spațiu definit. O altă definiție este că concentrația este raportul dintre solut într-o soluție fie solvent sau soluție totală. Concentrația este de obicei exprimată în termeni de masă pe unitatea de volum. Totuși, concentrația de solut poate fi exprimată și în alunițe sau unități de volum. În loc de volum, concentrația poate fi per unitate de masă. Deși se aplică de obicei la soluții chimice, concentrația poate fi calculată pentru orice amestec.

Doi termeni înrudiți sunt concentrat și dilua. Concentrat se referă la soluții chimice care au concentrații mari de o cantitate mare de solut în soluție. Soluțiile diluate conțin o cantitate mică de solvent comparativ cu cantitatea de solvent. Dacă o soluție este concentrată până la punctul în care nu se mai dizolvă solut în solvent, se spune că este saturate.

Exemple de unități de concentrare: g / cm³, kg / l, M, m, N, kg / L

Cum se calculează concentrația

Concentrația este determinată matematic prin preluarea masei, aluniților sau a volumului de solut și împărțirea acesteia la masa, alunițele sau volumul soluției (sau mai puțin frecvent, solventul). Câteva exemple de unități și formule de concentrare includ:

Molaritate (M) - moli de solut / litri de soluție (nu solvent!)
Concentrația în masă (kg / m³ sau g / L) - masa solutului / volumul soluției
Normalitate (N) - grame soluție activă / litri de soluție
Molalitate (m) - moli de solut / masă de solvent (nu masă de soluție!)
Procent masic (%) - masă solut / soluție de masă x 100% (unitățile de masă sunt aceeași unitate atât pentru solut, cât și pentru soluție)
Concentrația în volum (fără unitate) - volumul de solut / volumul amestecului (aceleași unități de volum pentru fiecare)
Concentrația numărului (1 / m³) - numărul de entități (atomi, molecule etc.) dintr-o componentă împărțită la volumul total al amestecului
Procentul volumului (v / v%) - volum soluție / volum soluție x 100% (volumul de solut și soluție sunt în aceleași unități)
Fracție aluniță (mol / mol) - moli de solut / mole totale de specii din amestec
Raportul aluniței (mol / mol) - alunițe de solut / mole totale de toate alte specii din amestec
Fracție în masă (kg / kg sau părți pe) - masa dintr-o fracție (ar putea fi mai multe soluții) / masa totală a amestecului
Raportul de masă (kg / kg sau părți pe) - masa de solut / masa tuturor alte constituenți în amestec
PPM (părți pe milion) - o soluție de 100 ppm este de 0,01%. Notarea „părți per”, în timp ce este încă în uz, a fost în mare parte înlocuită cu fracția de aluniță.
PPB (părți pe miliard) - folosit de obicei pentru a exprima contaminarea soluțiilor diluate

Unele unități pot fi convertite de la una la alta, cu toate acestea, nu este întotdeauna o idee bună să convertiți între unități pe baza volumului de soluție la cele bazate pe masa soluției (sau invers), deoarece volumul este afectat de temperatură.

Definiția strictă a concentrării

În sensul cel mai strict, nu toate mijloacele de exprimare a compoziției unei soluții sau a unui amestec sunt denumite „concentrare”. Unele surse numai considerați concentrația de masă, concentrația molară, concentrația de număr și concentrația de volum drept adevărate unități de concentrare.

Concentrație versus diluție

O altă utilizare comună a termenului „concentrare” se referă la cât de concentrată este o soluție. A soluție concentrată contine cat mai multa solutie pe care o poate detine. Adesea, chimiștii preferă să apeleze la o astfel de soluție saturate. În schimb, se spune că o soluție care conține puține particule de solut este dilua.

Pentru a concentra o soluție, trebuie adăugate fie mai multe particule de solut, fie oarecare solvent trebuie îndepărtat. Dacă solventul este nevolatil, o soluție poate fi concentrată prin evaporarea sau fierberea solventului.

Diluțiile se fac prin adăugarea solventului la o soluție mai concentrată. Este o practică obișnuită să pregătești o soluție relativ concentrată, numită soluție stoc și să o folosești pentru a pregăti soluții mai diluate. Această practică are ca rezultat o precizie mai bună decât simpla amestecare a unei soluții diluate, deoarece poate fi dificilă obținerea unei măsurări precise a unei cantități minime de solut. Se prepară diluții seriale pentru prepararea soluțiilor extrem de diluate. Pentru a pregăti o diluare, se adaugă soluție stoc într-un balon volumetric și apoi se diluează cu solvent până la marcă.

Sursă

IUPAC, Compendiu de terminologie chimică, ediția a II-a. („Cartea de aur”) (1997).

Ştiinţă