Главная » Двор и сад » Способы выражения концентрации растворов. Концентрация растворов. Способы выражения концентрации растворов Связь между массой вещества и его количеством

Способы выражения концентрации растворов. Концентрация растворов. Способы выражения концентрации растворов Связь между массой вещества и его количеством

Молярная и моляльная концентрации, несмотря на похожие названия, величины разные. Основное их отличие в том, что при определении моляльной концентрации расчёт производится не на объем раствора, как при выявлении молярности, а на массу растворителя.

Общие сведения о растворах и растворимости

Называется однородная система, которая включает в свой состав некоторое число компонентов, независимых друг от друга. Один из них считается растворителем, а остальные являются растворенными в нем веществами. Растворителем считается то вещество, которого в растворе больше всего.

Растворимость - способность вещества образовывать с другими веществами однородные системы - растворы, в которых оно находится в виде отдельных атомов, ионов, молекул или частиц. А концентрация - это мера растворимости.

Следовательно, растворимость является способностью веществ распределяться равномерно в виде элементарных частиц по всему объему растворителя.

Истинные растворы классифицируются следующим образом:

по виду растворителя - неводные и водные;
по виду растворенного вещества - растворы газов, кислот, щелочей, солей и т.д.;
по взаимодействию с электрическим током - электролиты (вещества, которые обладают электропроводностью) и неэлектролиты (вещества, не способные к электропроводности);
по концентрации - разбавленные и концентрированные.

Концентрация и способы ее выражения

Концентрацией называют содержание (весовое) вещества, растворенного в определенном количестве (весовом или объемном) растворителя или же в определенном объеме всего раствора. Она бывает следующих видов:

1. Концентрация процентная (выражается в %) - она говорит о том, сколько содержится граммов растворенного вещества в 100 граммах раствора.

2. Концентрация молярная - это число грамм-молей, приходящихся на 1 литр раствора. Показывает, сколько содержится грамм-молекул в 1 литре раствора вещества.

3. Концентрация нормальная - это число грамм-эквивалентов, приходящихся на 1 литр раствора. Показывает, сколько содержится грамм-эквивалентов растворенного вещества в 1 литре раствора.

4. Концентрация моляльная показывает, сколько растворенного вещества в молях приходится на 1 килограмм растворителя.

5. Титр определяет содержание (в граммах) вещества, которое растворено в 1 миллилитре раствора.

Молярная и моляльная концентрация отличаются друг от друга. Рассмотрим их индивидуальные особенности.

Молярная концентрация

Формула для ее определения:

Cv=(v/V), где

V - общий объем раствора, литр или м 3 .

Например, запись "0,1 М раствор Н 2 SO 4" говорит о том, что в 1 литре такого раствора присутствует 0,1 моль (9,8 граммов) серной кислоты.

Моляльная концентрация

Всегда следует принимать во внимание то, что моляльная и молярная концентрации имеют абсолютно разное значение.

Что же такое моляльная Формула для ее определения такова:

Cm=(v/m), где

v - количество вещества растворенного, моль;

m - масса растворителя, кг.

Например, запись 0,2 M раствор NaOH означает, что в 1 килограмме воды (в данном случае она является растворителем) растворено 0,2 моля NaOH.

Дополнительные формулы, необходимые для расчетов

Много вспомогательных сведений может потребоваться для того, чтобы была рассчитана моляльная концентрация. Формулы, которые могут пригодиться для решения основных задач, представлены ниже.

Под количеством вещества ν понимают определенное число атомов, электронов, молекул, ионов или других его частиц.

v=m/M=N/N A =V/V m , где:

m - масса соединения, г или кг;
M - масса молярная, г (или кг)/моль;
N - число структурных единиц;
N A - число структурных единиц в 1 моле вещества, постоянная Авогадро: 6,02 . 10 23 моль - 1 ;
V - общий объем, л или м 3 ;
V m - объем молярный, л/моль или м 3 /моль.

Последний вычисляется по формуле:

V m =RT/P, где

R - постоянная, 8,314 Дж/(моль. К);
T - температура газа, К;
P - давление газа, Па.

Примеры задач на молярность и моляльность. Задача №1

Определить молярную концентрацию калия гидроксида в растворе объемом 500 мл. Масса КОН в растворе равна 20 грамм.

Определение

Молярная масса калия гидроксида равна:

М КОН = 39 + 16 + 1 = 56 г/моль.

Рассчитываем, сколько содержится в растворе:

ν(КОН) = m/M = 20/56 = 0,36 моль.

Учитываем, что объем раствора должен быть выражен в литрах:

500 мл = 500/1000 = 0,5 литра.

Определяем молярную концентрацию калия гидроксида:

Cv(KOH) = v(KOH)/V(KOH) = 0,36/0,5 = 0,72 моль/литр.

Задача №2

Сколько окисла серы (IV) при нормальных условиях (т.е. когда Р = 101325 Па, а Т = 273 К) нужно взять для того, чтобы приготовить раствор сернистой кислоты с концентрацией 2,5 моль/литр объемом 5 литров?

Определение

Определим, сколько содержится в растворе:

ν(H 2 SO 3) = Cv(H 2 SO 3)∙ V(раствора) = 2,5 ∙ 5 = 12,5 моль.

Уравнение получения сернистой кислоты имеет следующий вид:

SO 2 + H 2 O = H 2 SO 3

Согласно этому:

ν(SO 2) = ν(H 2 SO 3);

ν(SO 2) = 12,5 моль.

Помня о том, что при нормальных условиях 1 моль газа имеет объем 22,4 литра, рассчитываем объем окисла серы:

V(SO 2) = ν(SO 2) ∙ 22,4 = 12,5 ∙ 22,4 = 280 литров.

Задача №3

Определить молярную концентрацию NaOH в растворе при его равной 25,5%, и плотности 1,25 г/мл.

Определение

Принимаем в качестве образца раствор объемом в 1 литр и определяем его массу:

m (раствора) = V (раствора) ∙ р (раствора) = 1000 ∙ 1,25 = 1250 грамм.

Рассчитываем, сколько в образце щелочи по массе:

m (NaOH) = (w ∙ m (раствора))/100% = (25,5 ∙ 1250)/100 = 319 грамм.

Гидроксида натрия равна:

Рассчитываем, сколько содержится в образце:

v(NaOH) = m /M = 319/40 = 8 моль.

Определяем молярную концентрацию щелочи:

Cv(NaOH)=v/V = 8/1 = 8 моль/литр.

Задача №4

В воде (100 граммах) растворили 10 грамм соли NaCl. Установить концентрацию раствора (моляльную).

Определение

Молярная масса NaCl равна:

М NaCl = 23 + 35 = 58 г/моль.

Количество NaCl, содержащееся в растворе:

ν(NaCl) = m/M = 10/58 = 0,17 моль.

В данном случае растворителем является вода:

100 грамм воды = 100/1000 = 0,1 кг Н 2 О в этом растворе.

Моляльная концентрация раствора будет равна:

Cm(NaCl) = v(NaCl)/m(воды) = 0,17/0,1 = 1,7 моль/кг.

Задача №5

Определить моляльную концентрацию 15%-ного раствора щелочи NaOH.

Определение

15%-ный раствор щелочи означает, что в каждых 100 граммах раствора содержится 15 грамм NaOH и 85 грамм воды. Или что в каждых 100 килограммах раствора имеется 15 килограмм NaOH и 85 килограмм воды. Для того чтобы его приготовить, необходимо в 85 граммах (килограммах) Н 2 О растворить 15 грамм (килограмм) щелочи.

Молярная масса гидроксида натрия равна:

М NaOH = 23 + 16 + 1 = 40 г/моль.

Теперь находим количество гидроксида натрия в растворе:

ν=m/M=15/40=0,375 моль.

Масса растворителя (воды) в килограммах:

85 грамм Н 2 О = 85/1000 = 0,085 кг Н 2 О в этом растворе.

После этого определяется моляльная концентрация:

Cm=(ν/m)=0,375/0,085=4,41 моль/кг.

В соответствии с этими типовыми задачами можно решить и большинство других на определение моляльности и молярности.

Конвертер длины и расстояния Конвертер массы Конвертер мер объема сыпучих продуктов и продуктов питания Конвертер площади Конвертер объема и единиц измерения в кулинарных рецептах Конвертер температуры Конвертер давления, механического напряжения, модуля Юнга Конвертер энергии и работы Конвертер мощности Конвертер силы Конвертер времени Конвертер линейной скорости Плоский угол Конвертер тепловой эффективности и топливной экономичности Конвертер чисел в различных системах счисления Конвертер единиц измерения количества информации Курсы валют Размеры женской одежды и обуви Размеры мужской одежды и обуви Конвертер угловой скорости и частоты вращения Конвертер ускорения Конвертер углового ускорения Конвертер плотности Конвертер удельного объема Конвертер момента инерции Конвертер момента силы Конвертер вращающего момента Конвертер удельной теплоты сгорания (по массе) Конвертер плотности энергии и удельной теплоты сгорания топлива (по объему) Конвертер разности температур Конвертер коэффициента теплового расширения Конвертер термического сопротивления Конвертер удельной теплопроводности Конвертер удельной теплоёмкости Конвертер энергетической экспозиции и мощности теплового излучения Конвертер плотности теплового потока Конвертер коэффициента теплоотдачи Конвертер объёмного расхода Конвертер массового расхода Конвертер молярного расхода Конвертер плотности потока массы Конвертер молярной концентрации Конвертер массовой концентрации в растворе Конвертер динамической (абсолютной) вязкости Конвертер кинематической вязкости Конвертер поверхностного натяжения Конвертер паропроницаемости Конвертер плотности потока водяного пара Конвертер уровня звука Конвертер чувствительности микрофонов Конвертер уровня звукового давления (SPL) Конвертер уровня звукового давления с возможностью выбора опорного давления Конвертер яркости Конвертер силы света Конвертер освещённости Конвертер разрешения в компьютерной графике Конвертер частоты и длины волны Оптическая сила в диоптриях и фокусное расстояние Оптическая сила в диоптриях и увеличение линзы (×) Конвертер электрического заряда Конвертер линейной плотности заряда Конвертер поверхностной плотности заряда Конвертер объемной плотности заряда Конвертер электрического тока Конвертер линейной плотности тока Конвертер поверхностной плотности тока Конвертер напряжённости электрического поля Конвертер электростатического потенциала и напряжения Конвертер электрического сопротивления Конвертер удельного электрического сопротивления Конвертер электрической проводимости Конвертер удельной электрической проводимости Электрическая емкость Конвертер индуктивности Конвертер Американского калибра проводов Уровни в dBm (дБм или дБмВт), dBV (дБВ), ваттах и др. единицах Конвертер магнитодвижущей силы Конвертер напряженности магнитного поля Конвертер магнитного потока Конвертер магнитной индукции Радиация. Конвертер мощности поглощенной дозы ионизирующего излучения Радиоактивность. Конвертер радиоактивного распада Радиация. Конвертер экспозиционной дозы Радиация. Конвертер поглощённой дозы Конвертер десятичных приставок Передача данных Конвертер единиц типографики и обработки изображений Конвертер единиц измерения объема лесоматериалов Вычисление молярной массы Периодическая система химических элементов Д. И. Менделеева

1 миллимоль на литр [ммоль/л] = 0,001 моль на литр [моль/л]

Исходная величина

Преобразованная величина

моль на метр³ моль на литр моль на сантиметр³ моль на миллиметр³ киломоль на метр³ киломоль на литр киломоль на сантиметр³ киломоль на миллиметр³ миллимоль на метр³ миллимоль на литр миллимоль на сантиметр³ миллимоль на миллиметр³ моль на куб. дециметр молярный миллимолярный микромолярный наномолярный Пикомолярный Фемтомолярный Аттомолярный зептомолярный йоктомолярный

Подробнее о молярной концентрации

Общие сведения

Концентрацию раствора можно измерять разными способами, например как отношение массы растворенного вещества к общему объему раствора. В этой статье мы рассмотрим молярную концентрацию , которую измеряют как отношение между количеством вещества в молях к общему объему раствора. В нашем случае вещество - это растворимое вещество, а объем мы измеряем для всего раствора, даже если в нем растворены другие вещества. Количество вещества - это число элементарных составляющих, например атомов или молекул вещества. Так как даже в малом количестве вещества обычно большое число элементарных составляющих, то для измерения количества вещества используют специальные единицы, моли. Один моль равен числу атомов в 12 г углерода-12, то есть это приблизительно 6×10²³ атомов.

Использовать моли удобно в случае, если мы работаем с количеством вещества настолько малым, что его количество легко можно измерить домашними или промышленными приборами. Иначе пришлось бы работать с очень большими числами, что неудобно, или с очень маленьким весом или объемом, которые трудно найти без специализированного лабораторного оборудования. Чаще всего при работе с молями используют атомы, хотя возможно использовать и другие частицы, например молекулы или электроны. Следует помнить, что если используются не атомы, то необходимо это указать. Иногда молярную концентрацию также называют молярностью .

Следует не путать молярность с моляльностью . В отличии от молярности, моляльность - это отношение количества растворимого вещества к массе растворителя, а не к массе всего раствора. Когда растворитель - вода, а количество растворимого вещества по сравнению с количеством воды мало, то молярность и моляльность похожи по значению, но в остальных случаях они обычно отличаются.

Факторы, влияющие на молярную концентрацию

Молярная концентрация зависит от температуры, хотя эта зависимость сильнее для одних и слабее для других растворов, в зависимости от того, какие вещества в них растворены. Некоторые растворители при повышении температуры расширяются. В этом случае, если растворенные в этих растворителях вещества не расширяются вместе с растворителем, то молярная концентрация всего раствора понижается. С другой стороны, в некоторых случаях с повышением температуры растворитель испаряется, а количество растворимого вещества не меняется - в этом случае концентрация раствора увеличится. Иногда происходит наоборот. Иногда изменение температуры влияет на то, как растворяется растворимое вещество. Например, часть или все растворимое вещество перестает растворяться, и концентрация раствора уменьшается.

Единицы

Молярную концентрацию измеряют в молях на единицу объема, например молях на литр или молях на кубический метр. Моли на кубический метр - это единица СИ. Молярность можно также измерять, используя и другие единицы объема.

Как найти молярную концентрацию

Чтобы найти молярную концентрацию необходимо знать количество и объем вещества. Количество вещества можно вычислить, используя химическую формулу этого вещества и информацию об общей массе этого вещества в растворе. То есть, чтобы узнать количество раствора в молях, узнаем из таблицы Менделеева атомную массу каждого атома в растворе, а потом разделим общую массу вещества на общую атомную массу атомов в молекуле. Перед тем, как складывать вместе атомную массу следует убедиться, что мы умножили массу каждого атома на количество атомов в молекуле, которую мы рассматриваем.

Можно производить вычисления и в обратном порядке. Если известна молярная концентрация раствора и формула растворимого вещества, то можно узнать количество растворителя в растворе, в молях и граммах.

Примеры

Найдем молярность раствора из 20 литров воды и 3-х столовых ложек соды. В одной столовой ложке - примерно 17 грамм, а в трех - 51 грамм. Сода - это гидрокарбонат натрия, формула которого - NaHCO₃. В этом примере мы будем использовать атомы для вычисления молярности, поэтому найдем атомную массу составляющих натрия (Na), водорода (H), углерода (C) и кислорода (O).

Na: 22.989769
H: 1.00794
C: 12.0107
O: 15.9994

Так как кислород в формуле - O₃, то необходимо умножить атомную массу кислорода на 3. Получим 47,9982. Теперь сложим массы всех атомов и получим 84,006609. Атомную массу указывают в таблице Менделеева в атомных единицах массы, или а. е. м. Наши вычисления тоже в этих единицах. Одна а. е. м. равна массе одного моля вещества в граммах. То есть, в нашем примере - масса одного моля NaHCO₃ равна 84,006609 грамма. В нашей задаче - 51 грамм соды. Найдем молярную массу, разделив 51 грамм на массу одного моля, то есть на 84 грамма, и получим 0,6 моля.

Получается, что наш раствор - это 0,6 моля соды, растворенные в 20 литрах воды. Разделим это количество соды на общий объем раствора, то есть 0,6 моля / 20 л = 0.03 моль/л. Так как в растворе использовали большое количество растворителя и малое количество растворимого вещества, то его концентрация мала.

Рассмотрим другой пример. Найдем молярную концентрацию одного кусочка сахара в чашке чая. Столовый сахар состоит из сахарозы. Сначала найдем вес одного моля сахарозы, формула которой - C₁₂H₂₂O₁₁. Используя таблицу Менделеева, найдем атомные массы и определим массу одного моля сахарозы: 12×12 + 22×1 + 11×16 = 342 грамм. В одном кубике сахара 4 грамма, что дает нам 4/342 = 0,01 молей. В одной чашке около 237 миллилитров чая, значит концентрация сахара в одной чашке чая равна 0,01 моля / 237 миллилитров × 1000 (чтобы перевести миллилитры в литры) = 0,049 моля на литр.

Применение

Молярную концентрацию широко используют в вычислениях, связанных с химическими реакциями. Раздел химии, в котором рассчитывают соотношения между веществами в химических реакциях и часто работают с молями, называется стехиометрией . Молярную концентрацию можно найти по химической формуле конечного продукта, который потом становится растворимым веществом, как в примере с раствором соды, но можно также вначале найти это вещество по формулам химической реакции, во время которой оно образуется. Для этого нужно знать формулы веществ, участвующих в этой химической реакции. Решив уравнение химической реакции, узнаем формулу молекулы растворяемого вещества, а потом найдем массу молекулы и молярную концентрацию с помощью таблицы Менделеева, как в примерах выше. Конечно, можно производить вычисления и в обратном порядке, используя информацию о молярной концентрации вещества.

Рассмотрим простой пример. На этот раз смешаем соду с уксусом, чтобы увидеть интересную химическую реакцию. И уксус, и соду легко найти - наверняка они есть у вас на кухне. Как уже упоминалось выше, формула соды - NaHCO₃. Уксус - это не чистое вещество, а 5% раствор уксусной кислоты в воде. Формула уксусной кислоты - CH₃COOH. Концентрация уксусной кислоты в уксусе может быть больше или меньше 5%, в зависимости от производителя и страны, в которой она сделана, так как в разных странах концентрация уксуса разная. В этом эксперименте можно не беспокоиться о химических реакциях воды с другими веществами, так как вода не реагирует с содой. Нам важен только объем воды, когда позже мы будем вычислять концентрацию раствора.

Вначале решим уравнение для химической реакции между содой и уксусной кислотой:

NaHCO₃ + CH₃COOH → NaC₂H₃O₂ + H₂CO₃

Продукт реакции - H₂CO₃, вещество, которое из-за низкой стабильности снова вступает в химическую реакцию.

H₂CO₃ → H₂O + CO₂

В результате реакции получаем воду (H₂O), углекислый газ (CO₂) и ацетат натрия (NaC₂H₃O₂). Смешаем полученный ацетат натрия с водой и найдем молярную концентрацию этого раствора, так же, как перед этим мы находили концентрацию сахара в чае и концентрацию соды в воде. При вычислении объема воды необходимо учитывать и воду, в которой растворена уксусная кислота. Ацетат натрия - интересное вещество. Его используют в химических грелках, например в грелках для рук.

Используя стехиометрию для вычисления количества веществ, вступающих в химическую реакцию, или продуктов реакции, для которых мы позже будем находить молярную концентрацию, следует заметить, что только ограниченное количество вещества может вступать в реакцию с другими веществами. Это также влияет на количество конечного продукта. Если молярная концентрация известна, то, наоборот, можно определить количество исходных продуктов методом обратного расчета. Этот метод нередко используют на практике, при расчетах, связанных с химическими реакциями.

При использовании рецептов, будь то в кулинарии, в изготовлении лекарств, или при создании идеальной среды для аквариумных рыбок, необходимо знать концентрацию. В повседневной жизни чаще всего удобнее использовать граммы, но в фармацевтике и химии чаще используют молярную концентрацию.

В фармацевтике

При создании лекарств молярная концентрация очень важна, так как от нее зависит, как лекарство влияет на организм. Если концентрация слишком высока, то лекарства могут быть даже смертельны. С другой стороны, если концентрация слишком мала, то лекарство неэффективно. Кроме этого, концентрация важна при обмене жидкостей через клеточные мембраны в организме. При определении концентрации жидкости, которая должна либо проходить, либо, наоборот, не проходить через мембраны, используют либо молярную концентрацию, либо с ее помощью находят осмотическую концентрацию . Осмотическую концентрацию используют чаще, чем молярную. Если концентрация вещества, например лекарства, выше с одной стороны мембраны, по сравнению с концентрацией с другой стороны мембраны, например, внутри глаза, то более концентрированный раствор переместится через мембрану туда, где концентрация меньше. Такой поток раствора через мембрану нередко проблематичен. Например, если жидкость перемещается внутрь клетки, к примеру, в кровеносную клетку, то возможно, что из-за этого переполнения жидкостью мембрана будет повреждена и разорвется. Утечка жидкости из клетки тоже проблематична, так как из-за этого нарушится работоспособность клетки. Любое вызванное медикаментами течение жидкости через мембрану из клетки или в клетку желательно предотвратить, и для этого концентрацию лекарства стараются сделать похожей на концентрацию жидкости в организме, например в крови.

Стоит заметить, что в некоторых случаях молярная и осмотическая концентрация равны, но это не всегда так. Это зависит от того, распалось ли растворенное в воде вещество на ионы в процессе электролитической диссоциации . Вычисляя осмотическую концентрацию, учитывают частицы в общем, в то время как при вычислении молярной концентрации учитывают только определенные частицы, например молекулы. Поэтому если, например, мы работаем с молекулами, но вещество распалось на ионы, то молекул будет меньше общего числа частиц (включая и молекулы и ионы), и значит и молярная концентрация будет ниже осмотической. Чтобы перевести молярную концентрацию в осмотическую, нужно знать физические свойства раствора.

В изготовлении лекарственных препаратов фармацевты также учитывают тоничность раствора. Тоничность - свойство раствора, которое зависит от концентрации. В отличие от осмотической концентрации, тоничность - это концентрация веществ, которые не пропускает мембрана. Процесс осмоса заставляет растворы с большей концентрацией перемещаться в растворы с меньшей концентрацией, но если мембрана предотвращает это движение, не пропуская через себя раствор, то возникает давление на мембрану. Такое давление обычно проблематично. Если лекарство предназначено для того, чтобы проникнуть в кровь или другую жидкость в организме, то необходимо уравновесить тоничность этого лекарства с тоничностью жидкости в организме, чтобы избежать осмотического давления на мембраны в организме.

Чтобы уравновесить тоничность, лекарственные препараты нередко растворяют в изотоническом растворе . Изотонический раствор - это раствор столовой соли (NaCL) в воде с такой концентрацией, которая позволяет уравновесить тоничность жидкости в организме и тоничность смеси этого раствора и лекарства. Обычно изотонический раствор хранят в стерильных контейнерах, и вливают его внутривенно. Иногда его используют в чистом виде, а иногда - как смесь с лекарством.

Вы затрудняетесь в переводе единицы измерения с одного языка на другой? Коллеги готовы вам помочь. Опубликуйте вопрос в TCTerms и в течение нескольких минут вы получите ответ.

Одной из основных единиц в Международной системе единиц (СИ) является единица количества вещества – моль.

Моль – это такое количество вещества, которое содержит столько структурных единиц данного вещества (молекул, атомов, ионов и др.), сколько атомов углерода содержится в 0,012 кг (12 г) изотопа углерода 12 С .

Учитывая, что значение абсолютной атомной массы для углерода равно m (C) = 1,99 · 10  26 кг, можно рассчитать число атомов углерода N А , содержащееся в 0,012 кг углерода.

Моль любого вещества содержит одно и то же число частиц этого вещества (структурных единиц). Число структурных единиц, содержащихся в веществе количеством один моль равно 6,02·10 23 и называется числом Авогадро (N А ).

Например, один моль меди содержит 6,02·10 23 атомов меди (Cu), а один моль водорода (H 2) – 6,02·10 23 молекул водорода.

Молярной массой (M) называется масса вещества, взятого в количестве 1 моль.

Молярная масса обозначается буквой М и имеет размерность [г/моль]. В физике пользуются размерностью [кг/кмоль].

В общем случае численное значение молярной массы вещества численно совпадает со значением его относительной молекулярной (относительной атомной) массы.

Например, относительная молекулярная масса воды равна:

Мr(Н 2 О) = 2Аr (Н) + Аr (O) = 2∙1 + 16 = 18 а.е.м.

Молярная масса воды имеет ту же величину, но выражена в г/моль:

М (Н 2 О) = 18 г/моль.

Таким образом, моль воды, содержащий 6,02·10 23 молекул воды (соответственно 2·6,02·10 23 атомов водорода и 6,02·10 23 атомов кислорода), имеет массу 18 граммов. В воде, количеством вещества 1 моль, содержится 2 моль атомов водорода и один моль атомов кислорода.

1.3.4. Связь между массой вещества и его количеством

Зная массу вещества и его химическую формулу, а значит и значение его молярной массы, можно определить количество вещества и, наоборот, зная количество вещества, можно определить его массу. Для подобных расчетов следует пользоваться формулами:

где ν – количество вещества, [моль]; m – масса вещества, [г] или [кг]; М – молярная масса вещества, [г/моль] или [кг/кмоль].

Например, для нахождения массы сульфата натрия (Na 2 SO 4) количеством 5 моль найдем:

1) значение относительной молекулярной массы Na 2 SO 4 , представляющую собой сумму округленных значений относительных атомных масс:

Мr(Na 2 SO 4) = 2Аr(Na) + Аr(S) + 4Аr(O) = 142,

2) численно равное ей значение молярной массы вещества:

М(Na 2 SO 4) = 142 г/моль,

3) и, наконец, массу 5 моль сульфата натрия:

m = ν · M = 5 моль · 142 г/моль = 710 г.

Ответ: 710.

1.3.5. Связь между объемом вещества и его количеством

При нормальных условиях (н.у.), т.е. при давлении р , равном 101325 Па (760 мм. рт. ст.), и температуре Т, равной 273,15 К (0 С), один моль различных газов и паров занимает один и тот же объем, равный 22,4 л.

Объем, занимаемый 1 моль газа или пара при н.у., называется молярным объемом газа и имеет размерность литр на моль.

V мол = 22,4 л/моль.

Зная количество газообразного вещества (ν) и значение молярного объема (V мол) можно рассчитать его объем (V) при нормальных условиях:

V = ν · V мол,

где ν – количество вещества [моль]; V – объем газообразного вещества [л]; V мол = 22,4 л/моль.

И, наоборот, зная объем (V ) газообразного вещества при нормальных условиях, можно рассчитать его количество (ν):

Может выражаться как в безразмерных единицах (долях, процентах), так и в размерных величинах (массовых долях, молярности, титрах, мольных долях).

Концентрация - это количественный состав растворенного вещества (в конкретных единицах) в единице объема или массы. Обозначили растворенное вещество - Х , а растворитель - S . Чаще всего использую понятие молярности (молярная концентрация) и мольной доли.

1. (или процентная концентрация вещества) - это отношение массы растворенного вещества m к общей массе раствора. Для бинарного раствора, состоящего из растворённого вещества и растворителя:

ω - массовая доля растворенного вещества;

m в-ва - масса растворённого вещества;

m р-ра - масса растворителя.

Массовую долю выражают в долях от единицы или в процентах.

2. Молярная концентрация или молярность - это количество молей растворённого вещества в одном литре раствора V :

C - молярная концентрация растворённого вещества, моль/л (возможно также обозначение М , например, 0,2 М HCl );

V - объём раствора, л.

Раствор называют молярным или одномолярным , если в 1 литре раствора растворено 1 моль вещества, децимолярным - растворено 0,1 моля вещества, сантимолярным - растворено 0,01 моля вещества, миллимолярным - растворено 0,001 моля вещества.

3. Моляльная концентрация (моляльность) раствора С(x) показывает количество молей n растворенного вещества в 1 кг растворителя m :

С (x) - моляльность, моль/кг;

n - количество растворенного вещества, моль;

m р-ля - масса растворителя, кг.

4. - содержание вещества в граммах в 1 мл раствора:

T - титр растворённого вещества, г/мл;

m в-ва - масса растворенного вещества, г;

V р-ра - объём раствора, мл.

5. - безразмерная величина, равная отношению количества растворенного вещества n к общему количеству веществ в растворе:

N - мольная доля растворённого вещества;

n - количество растворённого вещества, моль;

n р-ля - количество вещества растворителя, моль.

Сумма мольных долей должна равняться 1:

N(X) + N(S) = 1 .

где N (X ) Х ;

N (S ) - мольная доля растворенного вещества S.

Иногда при решении задач необходимо переходить от одних единиц выражения к другим:

ω(X ) - массовая доля растворенного вещества, в %;

М(Х) - молярная масса растворенного вещества;

ρ = m /(1000 V ) - плотность раствора.6. - число грамм-эквивалентов данного вещества в одном литре раствора.

Грамм-эквивалент вещества - количество граммов вещества, численно равное его эквиваленту.

Эквивалент - это условная единица, равноценная одному иону водорода в кислотоно-основных реакциях или одному электрону в окислительно - восстановительных реакциях.

Для записи концентрации таких растворов используют сокращения н или N . Например, раствор, содержащий 0,1 моль-экв/л, называют децинормальным и записывают как 0,1 н .