Lazurnensky.ru

Обзорный аналитик
1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Концентрации и доли. Как перевести одну концентрацию в другую.

Определение молярной концентрации и формулы для её расчёта

В природе практически невозможно найти вещество в чистом виде. Тела соприкасаются, перемешиваются образуя смеси. Одним из видов описания растворов является молярная концентрация. Это важное понятие в химии, характеризующее количественную часть. Выражается чаще всего эта величина через массовую долю, показывающую чистоту раствора. Измеряется она в единичных долях или процентах и находится по химической формуле.

Молярная концентрация

Концентрацию можно выражать по разному, но наиболее распространенный способ — указание его молярности. Молярная концентрация (молярность) — это число молей растворенного вещества в 1 литре раствора . Единица молярности обозначается символом M. Например два моля соляной кислоты на 1 литр раствора обозначается 2 М HCl. Кстати, если на 1 литр раствора приходится 1 моль растворенного вещества, тогда раствор называется одномолярным. Молярная концентрация раствора обозначается различными символами:

  • c x , С мx , [x], где x — растворенное вещество

Формула для вычисления молярной концентрации (молярности):

где n — количество растворенного вещества в молях, V — объем раствора в литрах.

Пару слов о технике приготовления растворов нужной молярности. Очевидно, что если добавить к одному литру растворителя 1 моль вещества, общий объем раствора будет чуть больше одного литра, и потому будет ошибкой считать полученный раствор одномолярным. Чтобы этого избежать, первым делом добавляем вещество, а только потом доливаем воду, пока суммарный объем раствора не будет равным 1 л. Полезно будет запомнить приближенное правило аддитивности объемов, которое гласит, что объем раствора приближенно равен сумме объемов растворителя и растворенного вещества. Растворы многих солей приближенно подчиняются данному правилу.

Пример 1. Химичка дала задание растворить в литре воды 264 г сульфата аммония (NH4)2SO4, а затем вычислить молярность полученного раствора и его объем, основываясь на предположении об аддитивности объемов. Плотность сульфата аммония равна 1,76 г/мл.

  • 264 г / 1,76 г/мл = 150 мл = 0,150 л

Пользуясь правилом аддитивности объемов, найдем окончательный объем раствора:

  • 1,000 л + 0,150 л = 1,150 л

Число молей растворенного сульфата аммония равно:

  • 264 г / 132 г/моль = 2,00 моля ( NH 4 ) 2 SO 4

Завершающий шаг! Молярность раствора равна:

Приближенным правилом аддитивности объемов можно пользоваться только для грубой предварительной оценки молярности раствора. Например, в примере 1, объем полученного раствора на самом деле имеет молярную концентрацию равную 1,8 М, т.е погрешность наших расчетов составляет 3,3%.

Моляльная концентрация

Наряду с молярностью, химики используют моляльность, или моляльную концентрацию, в основе которой учитывается количество использованного растворителя, а не количество образующегося раствора. Моляльная концентрация — это число молей растворенного вещества в 1 кг растворителя (а не раствора!). Моляльность выражается в моль/кг и обозначается маленькой буквой m. Формула для вычисления моляльной концентрации:

где n — количество растворенного вещества в молях, m — масса растворителя в кг

Для справки отметим, что 1 л воды = 1 кг воды, и еще, 1 г/мл = 1 кг/л.

Пример 2. Химичка попросила определить моляльность раствора, полученного при растворении 5 г уксусной кислоты C2H4O2 в 1 л этанола. Плотность этанола равна 0,789 г/мл.

Число молей уксусной кислоты в 5 г равно:

Масса 1 л этанола равна:

  • 1,000 л × 0,789 кг/л = 0,789 кг этанола

Последний этап. Найдем моляльность полученного раствора:

  • 0,833 моля / 0,789 кг растворителя = 0,106 моль/кг

Единица моляльности обозначается Мл, поэтому ответ также можно записать 0,106 Мл.

Объёмная доля

Объёмная доля — отношение объёма растворённого вещества к объёму раствора. Объёмная доля измеряется в долях единицы или в процентах.

,

  • V1 — объём растворённого вещества, л;
  • V — общий объём раствора, л.

Как и было указано выше, существуют ареометры, предназначенные для определения концентрации растворов определённых веществ. Такие ареометры проградуированы не в значениях плотности, а непосредственно концентрации раствора. Для распространённых растворов этилового спирта, концентрация которых обычно выражается в объёмных процентах, такие ареометры получили название спиртомеров или андрометров.

Объёмная доля [ править ]

Объёмная доля — отношение объёма растворённого вещества к объёму раствора. Объёмная доля измеряется в долях единицы или в процентах.

,

  • V1 — объём растворённого вещества, л;
  • V — общий объём раствора, л.

Как было указано выше, существуют ареометры, предназначенные для определения концентрации растворов определённых веществ. Такие ареометры проградуированы не в значениях плотности, а непосредственно концентрации раствора. Для распространённых растворов этилового спирта, концентрация которых обычно выражается в объёмных процентах, такие ареометры получили название спиртомеров или андрометров.

Молярность ( молярная объёмная концентрация ) [ править ]

Молярная концентрация — количество растворённого вещества (число молей) в единице объёма раствора. Молярная концентрация в системе СИ измеряется в моль/м³, однако на практике её гораздо чаще выражают в моль/л или ммоль/л. Также распространено выражение в «молярности». Возможно другое обозначение молярной концентрации , которое принято обозначать М. Так, раствор с концентрацией 0,5 моль/л называют 0,5-молярным.

Примечание: После числа пишут «моль», подобно тому, как после числа пишут «см», «кг» и т. п., не склоняя по падежам.

,

  • ν — количество растворённого вещества, моль;
  • V — общий объём раствора, л.

Нормальная концентрация ( мольная концентрация эквивалента , « нормальность ») [ править ]

Нормальная концентрация — количество эквивалентов данного вещества в 1 литре раствора. Нормальную концентрацию выражают в моль-экв/л или г-экв/л (имеется в виду моль эквивалентов). 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.

,

  • ν — количество растворённого вещества, моль;
  • V — общий объём раствора, литров;
  • z — число эквивалентности (фактор эквивалентности).

Нормальная концентрация может отличаться в зависимости от реакции, в которой участвует вещество. Например, одномолярный раствор H2SO4 будет однонормальным, если он предназначается для реакции со щёлочью с образованием гидросульфата калия KHSO4, и двухнормальным в реакции с образованием K2SO4.

Читать еще:  Наследство после смерти жены без завещания — правила оформления и доли

Конвертер единиц концентрации газов

Зачастую наши заказчики и конечные пользователи газоанализаторов сталкиваются с проблемой перевода различных величин концентрации газа:
— «Как перевести проценты НКПР в проценты объёмных долей (% об. д.) и наоборот?»;
— «Как пересчитать мг/м 3 в ppm и в другие единицы концентрации?».

Для решения подобных проблем мы предлагаем использовать конвертер (калькулятор), который позволяет проводить пересчёт концентрации выбранного газа из указанного значения единицы концентрации в три других значения, в том числе и % НКПР (нижний концентрационный предел распространения пламени) для горючих газов.

Конвертер

Результаты конвертации

Единица измеренияЗначение
ppm
мг/м 3
% об. д.
% НКПР

Нет необходимого вещества в конвертере?

Добавьте в поле ниже название вещества (газа) и в скором времени мы постараемся добавить его на сайт.

При анализе смесей различных газов с целью определения их качественного и количественного состава пользуются следующими основными единицами измерения:
— «мг/м 3 »;
— «ppm» или «млн -1 »;
— «% об. д.»;
— «% НКПР».

Массовая концентрация токсичных веществ и предельно допустимая концентрация (ПДК) горючих газов измеряется в «мг/м 3 ».
Единица измерения «мг/м 3 » (англ. «mass concentration») применяется при обозначении концентрации измеряемого вещества в воздухе рабочей зоны, атмосфере, а также в отходящих газах, выраженная в миллиграммах на кубический метр.
При выполнении газового анализа, как правило, конечные пользователи часто переводят значения концентраций газов из «ppm» в «мг/м 3 » и наоборот. Это можно сделать с помощью нашего калькулятора значений единиц измерения газов.

Миллионная доля газов и различных веществ является относительной величиной и обозначается в «ppm» или «млн -1 ».
«ppm» (англ. «parts per million» — «частей на миллион») — единица измерения концентрации газов и других относительных величин, аналогична по смыслу промилле и проценту.
Единицу «ppm» (млн -1 ) удобно применять для оценки малых концентраций. Одна миллионная доля представляет собой одну часть на 1000000 частей и имеет значение 1×10 -6 от базового показателя.

Наиболее распространённой единицей измерения концентраций горючих веществ в воздухе рабочей зоны, а также кислорода и углекислого газа является объёмная доля, которая обозначается сокращением «% об. д.».
«% об. д.» — является величиной, равной отношению объёма какого-либо вещества в газовой смеси к объёму всей пробы газа. Объёмную долю газа принято выражать в процентах (%).

«% НКПР» (LEL — англ. Low Explosion Level) — нижний концентрационный предел распределения пламени, минимальная концентрация горючего взрывоопасного вещества в однородной смеси с окислительной средой, при которой возможен взрыв.

Схема условий воспламенения горючей смеси

I — область безопасных концентраций; II — область воспламенения; III — область пожароопасных концентраций.

НКПР (LEL) — определяют расчётным путём или находят экспериментально.
Нижний концентрационный предел распределения пламени выражается в «%» и применяется как единица измерения в обозначении концентрации горючих газов и взрывоопасных паров в воздухе.

Способы и методы выражения концентрации растворов в аптеках.

Рассмотрим 2 способа обозначения концентраций, которые применяются в аптеках и в фармации в целом:

1) Процентная концентрация раствора:

Процент показывает количество лекарственного вещества:

— в граммах находящееся в 100 мл раствора при массо-объемной концентрации;
— в граммах, находящееся в 100 граммах раствора при весовой концентрации;
— в миллилитрах в 100 мл раствора при объемной концентрации.

2) Концентрация раствора соотношением:

Концентрация раствора может также обозначаться соотношением весового количества растворенного лекарственного вещества ко всему количеству раствора.

Концентрация растворов (примеры формула)

Концентрацией раствора называется количество растворенного вещества, содержащееся в определенном весовом количестве или в определенном объеме раствора.

Растворы с большой концентрацией растворенного вещества называются концентрированными, с малой — разбавленными.

Молярная концентрация

Молярная концентрация (молярность, мольность) — это количество вещества (число молей) компонента в единице объёма смеси. Молярная концентрация в системе СИ измеряется в моль/м³, однако на практике её гораздо чаще выражают в моль/л или ммоль/л. Также используют выражение «в молярности».

Возможно другое обозначение молярной концентрации, которое принято обозначать М. Так, раствор с концентрацией 0,5 моль/л называют 0,5-молярным, записывают «0,5 M».

Расчеты по определению концентрации вещества производят применительно к 1 литру выбранному раствору. Молярная концентрация показывает сколько грамм-молекул (молей) содержится в 1 литре растворенного вещества.

Измерение молярной концентрации удобна тем, что в равных объемах раствора содержится одинаковое количество молей при условии, что они одинаковой молярностью.

Для этого готовят раствор молярной концентрации в мерных колбах определенного объема. На шейке такой колбы имеется отметка, точно ограничивающая нужный объем, а надпись на колбе указывает, на какой объем рассчитана данная мерная колба.

Пример решения задачи

Сколько нужно взять едкого натра, чтобы приготовить 200 мл 0,1 М раствора едкого натра NaOH.

Какой раствор называется насыщенным

Для получения насыщенного раствора к растворителю прибавляют растворяемое вещество в таком количестве, чтобы часть его осталась не растворенной. Насыщенными растворами приходится пользоваться сравнительно редко. В большинстве случаев употребляют растворы ненасыщенные, т. е. с меньшей концентрацией растворенного вещества, чем в насыщенном растворе.

Не следует смешивать понятия «концентрированный» и «насыщенный». Концентрированный раствор отнюдь не обязательно должен быть насыщен. Например, раствор, содержащий 20 г KNО3 на 100 г воды, является довольно концентрированным раствором, но если температура его 20°, то он еще далеко не насыщенный. Для получения насыщенного раствора при этой температуре нужно было бы взять 31,5 г селитры на 100 г воды.

Насыщенный раствор может быть очень разбавленным, если данное вещество плохо растворимо. В качестве примера можно указать на насыщенный раствор гипса, который при 20° содержит только 0,21 г гипса в 100 г раствора.

Количественная концентрация растворов

Количественно концентрацию растворов можно выражать различным образом. В химической практике наиболее употребительны три способа выражения концентраций:

1. В процентах растворенного вещества по отношению ко всему количеству раствора. Например, 15%-ный раствор поваренной соли — это такой раствор, в 100 г которого содержится 15 г соли и 85 г воды.

2. Числом молей растворенного вещества, содержащихся в 1 л раствора. Растворы с выраженной таким способом концентрацией называются молярными. Они обозначаются буквой М, впереди которой ставится коэффициент, показывающий «молярность» раствора, т. е. число молей, приходящихся на 1 л раствора. Например, раствор содержит в 1 л 2 моля растворенного вещества, 0,3М раствор содержит в 1 л 0,3 моля и т. д.

Чтобы приготовить раствор определенной молярности, например 0,5М раствор соды Na2CO3, поступают следующим образом. Отвесив 0,5 моля соды, т. е. 53 г (молекулярный вес Na2CO3 равен 106), вносят ее в литровую мерную колбу, на шейке которой чертой отмечен объем, точно равный одному литру (рис. 63). Затем в колбу наливают столько воды, чтобы вся сода растворилась, после чего доливают колбу водой до метки.

Пользование молярными растворами удобно в том отношении, что при одинаковой молярности равные объемы растворов содержат одинаковое число молекул растворенного вещества.

Иногда концентрацию раствора выражают числом молей растворенного вещества, содержащихся в 1000 г растворителя. Такие растворы в отличие от молярных называются моляльными.

Что такое нормальные растворы

Числом грамм эквивалентов растворенного вещества, содержащихся в 1 л раствора. Такие растворы носят общее название нормальных растворов.

Раствор, содержащий в литре один грамм-эквива лент растворенного вещества, называется одно-нормальным или, просто, нормальным раствором и обозначается буквой «н». Если раствор содержит 0,5 грамм-эквивалента в 1 л, то он называется полунормальным (0,5 н.), если содержит 0,1 грамм-эквивалента,— децинормальным (0,1 н.) и т. д.

Для того чтобы записать такие растворы пользуются формулой:

nB — количество вещества компонента, моль;

V — общий объём смеси, литров;

z — число эквивалентности.

При приготовлении нормальных растворов сложных веществ — кислот, оснований и солей — следует иметь в виду, что эквивалент кислоты равен бе молекулярному весу, деленному на основность, т. е. на число атомов водорода в молекуле кислоты, способных замещаться металлами.

Эквивалент основания равен его молекулярному весу, деленному на валентность соответствующего металла.

Что же касается солей, то для нахождения их эквивалентов молекулярный вес соли делят на число атомов металла в ее молекуле и на валентность этого металла.

Эквивалент HNOa (мол. вес 63) равен 63: 1 = 63

> Са(ОН)2 (мол. вес 74) > . 74:2 = 37

Применение нормальных растворов

Нормальные растворы широко применяются в химии при проведении реакций между растворенными веществами. Пользуясь нормальными растворами, легко заранее рассчитать, в каких объемных отношениях они должны быть смешаны, чтобы растворенные вещества прореагировали без остатка.

Так как весовые количества реагирующих веществ пропорциональны их эквивалентам, то для реакции всегда нужно брать такие объемы растворов, которые содержали бы одинаковое число грамм-эквивалентов растворенных веществ. При одинаковой нормальности растворов эти объемы, очевидно, будут равны между собой, при различной — обратно пропорциональны нормальностям.

Если объемы затрачиваемых на реакцию растворов обозначить через υ1 и υ2 , а их нормальности, т. е. концентрации, выраженные в грамм-эквивалентах на литр, соответственно через С1 и С2, то зависимость между этими величинами выразится пропорцией: υ1 : υ2= c2 : c1

На оснований этой зависимости можно не только вычислять требуемые для проведения реакций объемы растворов, но и обратно, по объемам затраченных на реакцию растворов находить их концентрации, а следовательно, и весовые количества прореагировавших веществ.

Примеры получения раствора

Пример 1. Сколько миллилитров 0,3 н. раствора NaCl надо прибавить к 150 мл 0,16 н. раствора AgNO3, чтобы осадить все находящееся в растворе серебро в виде AgCl?

х = (0,16 х 150): 0,3 = 80 мл

Пример 2. Для нейтрализации 40 мл раствора серной кислоты потребовалось прибавить к ним 24 мл 0,2 н. раствора щелочи. Определить, сколько граммов H2SO4 содержалось во взятом объеме раствора.

Обозначив неизвестную нормальность раствора серной кислоты через х, составляем пропорцию:

х = (24 х 0,2) : 40 = 0,12

Так как грамм-эквивалент серной кислоты (мол. вес 98) равняется

то, очевидно, в литре 0,12 н. раствора содержится 49×0,12 = 5,88 г

H2SO4. Количество серной кислоты, содержащееся в 40 мл раствора, находим из пропорции:

1000 : 40 = 5,88

x = (40×5,88):1000 =0,2352 г

Измерение объемов растворов

На измерении объемов растворов, затрачиваемых на реакцию, основан метод количественного определения веществ, получивший название объемного анализа.

Точное измерение объемов растворов производится при помощи бюреток, представляющих собой стеклянные трубки, нижний конец которых сужен и снабжен краном для выпускания жидкости или стеклянным наконечником, присоединенным к бюретке посредством резиновой трубочки с зажимом. Ка трубках нанесены деления, отмечающие обычно десятые доли миллилитра. Если требуется сразу отмерить определенный объем жидкости, то пользуются пипетками.

Для объемных определений необходимо, чтобы конец взаимодействия между растворенными веществами обнаруживался каким-либо достаточно резким внешним признаком, например изменением окраски раствора.

С этой целью к исследуемому раствору обычно прибавляют небольшое количество так называемого индикатора — вещества, которое, не влияя на направление процесса, резко изменяет свою окраску в тот момент, когда избыток находящегося в растворе одного вещества заменяется ничтожным избытком другого. Так, например, при реакции между кислотой и щелочью индикатором может служить раствор лакмуса, изменяющий свою окраску при переходе от кислой среды к щелочной и обратно.

Определение выполняется следующим образом. В небольшой стаканчик при помощи пипетки отмеривают определенный объем исследуемого раствора и прибавляют к нему несколько капель раствора индикатора. Подставив стаканчик под бюретку, понемногу выпускают из нее в стаканчик второй раствор, концентрация которого точно известна.

Прибавление раствора из бюретки производят до момента изменения окраски индикатора. Затем по делениям на бюретке устанавливают объем выпущенного раствора. Концентрацию исследуемого раствора рассчитывают на основании соотношения между объемами затраченных на реакцию растворов (см. пример 2).

При объемном анализе концентрацию растворов часто выражают числом граммов растворенного вещества, содержащихся в 1 мл раствора. Выраженная таким образом концентрация называется титром раствора. Отсюда и самый метод определения концентрации, описанный выше, называется титрованием.

Моляльная концентрация

Моляльность, молярная весовая концентрация — это количество растворённого вещества (число моль) в 1000 г растворителя. Измеряется в молях на кг, также распространено выражение в «моляльности». Так, раствор с концентрацией 0,5 моль/кг называют 0,5-мольным. Рассчитывается по формуле:

где nB — количество растворённого вещества, моль;

Сходство названий, молярная концентрация и моляльность — величины различные.

Пример решения задачи

Сколько соли нужно для приготовления 500 г 3% ее раствора?

Дано: 500 г. 3% раствора соли.

Решение:
Если сказано, что имеется 3% раствор, это значит, что в любом количестве этого раствора содержится 3% соли.

Чтобы рассчитать, сколько нужно соли для приготовления 500 г такого раствора, следует найти 3% от 500 г:
(500 · 3) : 100 = 15г

Следовательно, соли нужно 15 г, а воды 500 — 15 = 485 г.

Вы читаете, статья на тему Концентрация растворов

  1. Способы приготовления растворов на МедКурс.Ru
  2. Бернштейн И. Я., Каминский Ю. Л. Спектрофотометрический анализ в органической химии. — 2-е изд. Ленинград: Химия, 1986. — с.5

This entry is from Wikipedia, the leading user-contributed encyclopedia. It may not have been reviewed by professional editors (see full disclaimer)

All translations of Концентрация растворов

sens a gent ‘s content

  • definitions
  • synonyms
  • antonyms
  • encyclopedia
  • определение
  • синоним

A windows (pop-into) of information (full-content of Sensagent) triggered by double-clicking any word on your webpage. Give contextual explanation and translation from your sites !

Try here or get the code

With a SensagentBox, visitors to your site can access reliable information on over 5 million pages provided by Sensagent.com. Choose the design that fits your site.

Improve your site content

Add new content to your site from Sensagent by XML.

Crawl products or adds

Get XML access to reach the best products.

Index images and define metadata

Get XML access to fix the meaning of your metadata.

Please, email us to describe your idea.

Lettris is a curious tetris-clone game where all the bricks have the same square shape but different content. Each square carries a letter. To make squares disappear and save space for other squares you have to assemble English words (left, right, up, down) from the falling squares.

Boggle gives you 3 minutes to find as many words (3 letters or more) as you can in a grid of 16 letters. You can also try the grid of 16 letters. Letters must be adjacent and longer words score better. See if you can get into the grid Hall of Fame !

English dictionary
Main references

Most English definitions are provided by WordNet .
English thesaurus is mainly derived from The Integral Dictionary (TID).
English Encyclopedia is licensed by Wikipedia (GNU).

Change the target language to find translations.
Tips: browse the semantic fields (see From ideas to words) in two languages to learn more.

computed in 0.234s

Copyright © 2012 sensagent Corporation: Online Encyclopedia, Thesaurus, Dictionary definitions and more. All rights reserved. Ro

Задачи на определение процентной концентрации раствора

Задача 1

Какая процентная концентрация раствора (KNO_3) , если нормальная равна (0,2) моль/л. Плотность равна (1) г/мл.

1. Определение массы раствора объемом (1000) мл:

(M=rhotimes V=1times1000=1000) г

2. Составление и решение следующей пропорции:

(20,0) г (KNO_3) — (1000) г раствора

(Х_г) — (100) г раствора

Задача 2

Нужно приготовить (300) г 25%-ного раствора соли, имея 60%-ный и 10%-ный. Сколько нужно взять таких компонентов (m1 и m2)?

Для решения применим правило Креста:

1. Определение веса одной из 50-ти частей образуемого раствора:

2. Определение массы каждой части (m_1) и (m_2) :

Задача 3

Используя 250г 45%-ного раствора соли, нужно понизить его концентрацию до 10%. Сколько воды необходимо использовать?

Концентрация соли в воде, используемой в качестве добавки, равна 0.

По методу креста образуется 45 частей раствора:

Решение

1. Масса одной части первичного раствора равна: (250div10=25) г

2. Определение массы воды, что необходима: (25times35=875) г

С целью проверки можно выполнить следующие действия:

1. Определение массы конечного продукта-раствора:

2. Для исходного раствора действует пропорция:

В 250г 40%-ного р-ра содержится Хг соли

Отсюда Х=112,5 г соли

3. Определение конечной концентрации раствора:

1125 г раствора – 112,5 соли

Следовательно, нужно взять 875 г воды.

Решать задачи на растворы – интересное занятие! Знание основных закономерностей будет полезно с теоретической и практической точек зрения. Однако бывают случаи, когда нужно быстро сдать контрольную либо перепроверить собственные решения. Тогда можно обратиться на сайт ФениксХелп.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector