Molarna koncentracija otopina. Kolika je masena koncentracija otopine?

Analitička kemija, provođenje reakcija, postavljanje biotehnoloških eksperimenata, proučavanje utjecaja lijekova na laboratorijske životinje i mnoga druga područja znanstvene aktivnosti zahtijevaju određivanje, izračunavanje, procjenu učinka sadržaja tvari na bilo koji proces. Koncentracija rješenja - vrijednost sadržaja komponente. Postoji mnogo načina da se izrazi broj pokazatelja određenog spoja u sustavu, a njihovo korištenje ovisi o zadacima istraživača.

Načini izražavanja koncentracija

Najčešći načini izražavanja koncentracije tvari u sustavu su maseni udio i molarnost. Prvi znači težinski postotak komponente u 100 ml otopine. Kromatografske metode istraživanja koriste volumetrijske postotke, odnosno umjesto grama, sadržaj tvari se navodi u mililitrima. Molarna koncentracija otopine također je uobičajena metoda izračuna. Suština je u izražavanju sadržaja tvari u molovima po litri. U analitičkoj kemiji često se koristi takav koncept kao normalna koncentracija. Označava broj ekvivalenata tvari sadržanih u otopini. Na primjer, ako se kao supstanca koristi sumporna kiselina (H2S04), tada normalnost u ovom slučaju znači dvostruko smanjenje molarne koncentracije, budući da su dva atoma vodika sadržana u jednoj molekuli. U slučaju klorovodična kiselina (HCl), oba načina izražavanja će biti jednaki.

Više o molarnoj koncentraciji

Što se podrazumijeva pod molarnom koncentracijom otopine, naznačeno je gore. Međutim, laik naravno ima pitanje: što znači pojam "krtica"? Ova koncepcija ugrađuje određenu količinu tvari, osobito njegovih atoma, molekula, jednaku količini sadržanoj u 12 g ugljika, odnosno njegov stabilni izotop ¹² C. Količina tvari izračunava se dijeljenjem njezine težine s molekularnu težinu koji se može izračunati na temelju atomskog sastava. U periodnom sustavu za svaki element nalazi se pokazatelj njegove mase, jednak 1 molitvi.

Primjeri korištenja molarne koncentracije

Koncentracija vodene otopine kiselina obično se izračunava u molovima ili ekvivalentima. To je zbog njihove agresivnosti, koja zahtijeva brz prijenos tvari u vodu, tako da je ovdje lakše izračunati potreban volumen nego vagati. Izračun se provodi dijeljenjem mase po molu.

Drugi razlog je upotreba kiselina u reakcijama neutralizacije, koje, na primjer, mogu biti korisne u metodama titrimetrijske analize za određivanje koncentracije alkalija. Ovdje se također aktivno koristi i normalnost. Jednostavno rečeno, sumporna kiselina neutralizira kalij hidroksid treba 2 puta manje od soli, jer sadrži više atoma vodika.

Drugo područje u kojem se molarna koncentracija nužno koristi je priprema smjesa tvari s određenim omjerom molekula ili provođenje reakcija. Ovaj način izražavanja sadržaja tvari je više informativan, budući da samo jedinice međusobno djeluju. Pri radu s plinovima, molarna koncentracija je najbolji način za izračunavanje, budući da je teško vagati hlapljivu tvar, pa se izračun odvija po volumenu.

Masena koncentracija

Masena koncentracija otopine tvari najčešća je i najjednostavnija metoda kvantitativnog izražavanja. Često se koristi u laboratorijima za vaganje čvrstih spojeva. Na temelju potrebe preračunavanja u druge koncentracije provodi se prilikom objavljivanja rezultata. Volumen krutih tvari može se mjeriti, ali se dobivaju više nepotrebnih manipulacija.

Masena koncentracija se koristi kod rada s višekomponentnim sustavima, primjerice, sa složenim prirodnim objektima, vodom, masom biljaka, tlima. Koristi se u istraživanju mješavine nepoznatog sastava, pripremi mikrobioloških medija. Primjerice, određeni uzorak smjesa tvari uzima se za istraživanje pomoću UV spektroskopije i drugih analitičkih metoda. Ova metoda mjerenja koncentracije tvari upotrebljava se kada nema potrebe provoditi jasnu reakciju za pripremu otopina za dekontaminaciju, s dobro prilagođenom metodom rekalkulacije, ako je istraživač odredio željenu masu po omjeru.

Vrijednost koncentracije iona

Kao što je ranije spomenuto, koncentracija iona u otopini često se izračunava korištenjem normalnosti. To je zbog činjenice da kada se interakcija odvija na razini molekula, te čestice reagiraju. Metoda je također potrebna pri izračunavanju procesa elektrolize soli. Potonje se vrlo aktivno koristi u praktičnim aktivnostima. Na primjer, za vađenje ruda teških metala. Ovom metodom dobivaju se fluor, klor, metali se pročišćavaju. Bit elektrolize je u prolazu istosmjerna struja kroz otopinu elektrolita koristeći negativnu i pozitivnu elektrodu (katodu i anodu), anioni i kationi prelaze na suprotne naboje i oksidiraju se (ili smanjuju).

Drugi načini za izražavanje koncentracije otopina

Koncentracija otopina izračunava se različitim metodama jer se u budućnosti rezultati primjenjuju za različite namjene. Molska frakcija se u pravilu koristi za mješavinu plinova. To je odnos mola tvari prema zbroju svih drugih komponenti u sustavu, također izraženih u danim vrijednostima.

Postoji još jedan način da se izračuna koncentracija koja se koristi rjeđe: molalnost. To je mol tvari otopljene u 1 kg otapala. Koncentracija otopine soli ili druge komponente u uvjetima jakog razrjeđenja pri izračunavanju molarnosti i molalnosti će biti gotovo jednaka.

Priprema rješenja na temelju metode izračuna

Ovisno o tome kako se koncentracija izražava, priprema otopina može se provesti na nekoliko načina.

Vaganje. Ako je potrebno pripremiti 100 ml mješavine, tada se napravi uzorak tvari jednak njegovom postotku. Ako je potrebno, napravite manji ili veći obujam preračunavanja tekućine po omjeru ili omjeru. Na primjer, trebate napraviti 50 ml 2% otopine tvari. Za određivanje količine uzorka u ovom slučaju dovoljno je podijeliti postotak za 2 puta, tj. Dobiti će se 1 g tvari. Nakon vaganja, uvijek možete napraviti ponovni izračun za molarnu koncentraciju.

Za pripremu tekućih smjesa koristi se mjerenje volumena. Možete preračunati količinu bilo koje koncentracije. U osnovi se pripremaju molarna i normalna otopina.

zaključak

Unatoč jednostavnosti određivanja i izračunavanja masenog udjela, koncentracija otopina, izražena u molarnim jedinicama, prikladnija je. Istraživači u svakom trenutku aktivno koriste metode rekalkulacije. Izračunava se težina tvari, a zatim se otopina izražava u molarnoj koncentraciji, čime se kombiniraju prednosti dviju metoda. Zašto je potonja metoda izračuna znanstveno ispravnija? Tvari s jednakim molarnim koncentracijama sadrže isti broj molekula. Upravo ta koncentracija omogućuje jasno određivanje željene količine tvari za reakciju. Maseni udio je prilično pomoćan, pojednostavljuje neke procese. Često ga koriste mikrobiolozi za dobivanje određenog omjera bakterijske biomase s okolinom. To je zbog činjenice da ovi znanstvenici istražuju visokomolekularne spojeve, te im je prikladnije izraziti omjer tvari u masi. Za kemičare i fizičare, molarna koncentracija otopina je osnovna. Numeričke karakteristike sadržaja tvari neophodne su u gotovo svim prirodnim znanostima.