Концентрации компонентов раствора

Общие представления. Способы выражения

концентрации компонентов раствора

Раствором называется однородная смесь двух и более веществ. Раствор – это однофазная система, состав которой может изменяться в определённых пределах или это фаза переменного состава. Составляющие раствор вещества называются компонентами. Компонент, содержание которого велико принято называть растворителем. Остальные компонент, которые присутствуют в растворе в меньших количествах, называют растворёнными веществами. Деление компонентов раствора на растворитель и растворённое вещество является условным, особенно в случае, если количества компонентов раствора соизмеримы. С термодинамической точки зрения все компоненты раствора равноценны.

Различают растворы газообразные, жидкие и твёрдые. Газообразные растворы обычно представляют собой смесь газов.

Под жидкими растворами понимают растворы, полученные смешением жидкостей, растворением твёрдых веществ или газов в жидкостях, плавлением твёрдых систем, содержащих два и более компонентов. Наиболее широкое распространение получили жидкие растворы, в которых в качестве растворителя служит вода.

Твёрдые растворы делятся на растворы замещения, внедрения и вычитания. Растворы замещения образуются на основе кристаллической решётки растворителя, в узлах которой атомы растворителя замещаются атомами растворённого вещества. Такие растворы обычно образуют вещества с близкими кристаллохимическими свойствами. Растворы замещения имеют наибольшее распространение в природе. Растворы внедрения образуются за счёт внедрения в междоузлия кристаллической решётки растворителя атомов растворённого вещества. Такие растворы обычно образуются при растворении в металлах неметаллов, каких как водород, кислород, углерод, бор, кремний и др. Твёрдые растворы вычитания образуются при выпадении из кристаллической решётки вещества некоторых атомов. Иногда твёрдые растворы вычитания называют твёрдыми растворами с дефектной решёткой. Такие растворы встречаются относительно редко. Важнейшей характеристикой раствора является его состав, который характеризуется концентрацией компонентов. Концентрация компонентов раствора может быть выражена различными способами.

1) Весовая (массовая) доля:

w_i = , (7.1)

где w_i – весовая(массовая) доля i – го компонента;

g_i - масса i – го компонента в растворе;

g = Σg_i – масса всего раствора.

Сумма массовых долей всех компонентов раствора равна единице:

Σw_i = 1 (7.2)

2) Весовой (массовый) процент:

p_i(мас)= 100w_i, (7.3)

где p_i(мас) – весовой(массовый) процент i – го компонента в растворе.

Очевидно, что

Σp(мас)_i = 100 (7.4)

3) Молярная доля:

x_i = , (7.5)

где x_i – молярная доля i – компонента;

n_i – число молей i – го компонента в растворе;

Σn_i – общее число молей всех компонентов в растворе.

Сумма молярных долей всех компонентов в растворе равна единице:

Σx_i = 1 (7.6)

4) Молярный процент:

р_i(мол) = 100x_i , (7.7)

где p_i(мол) – молярный процент i – го компонента в растворе.

Очевидно, что

Σp_i(мол) = 100 (7.8)

5) Молярность – число молей i – го компонента в 1л раствора.

С_i = , (7.9)

где С_i – молярная концентрация i – го компонента в растворе , ;

V – объём раствора, л;

n_i – число молей i – го компонента в растворе, моль.

6) Моляльность - число молей i – го компонента, приходящегося на 1000 г

растворителя (воды):

b_i = , (7.10)

где b_i – моляльная концентрация i – го компонента в растворе, ;

g₁ – масса растворителя, г;

n_i – число молей i – го компонента, растворённого в g₁ граммах

растворителя.