Способы выражения их концентрации

Введём условные обозначения: А – растворитель, В – растворённое вещество.

1.Массовая доля растворенного вещества–отношение массы растворенного вещества m(В) к общей массе раствора m(раствора):

.

Например: 20% раствор Na₂SO₄ содержит 20 г Na₂SO₄ и 80 г H₂O.

2. Молярная концентрация (молярность) – число моль растворенного вещества n(В), содержащихся в 1 литре раствора:

С_М(В)= [моль/м³ или моль/л],

где V(pаствора) – объём раствора, м³ или л.

Например: 1М раствор H₂SO₄ содержит в каждом литре 1 моль Н₂SO₄ или 98 г серной кислоты.

3. Молярная концентрация эквивалентов – число моль эквивалентов растворенного вещества n_э(В), содержащихся в 1 литре раствора:

С_э(В) = n_э(В)/V(р-ра) [моль/м³ или моль/л]

Например:раствор H₂SO₄ С_э = 1 моль/л содержит в каждом литре 1 моль эквивалентов Н₂SO₄ или 49 г Н₂SO₄.

4. Моляльная концентрация (моляльность) – число моль растворенного вещества n(В), содержащихся в 1кг растворителя ( = 1кг = 1000г):

С_m(В) = [моль/кг или моль/1000 г]

Например: 1m водный раствор H₂SO₄ содержит в каждом килограмме воды 1моль Н₂SO₄ (или 98 г Н₂SO₄). Этот способ выражения концентрации широко применяется в теории растворов, особенно растворов электролитов, ввиду его независимости от температуры и возможности приготовления растворов с высокой точностью выражения концентрации.

5. Молярная доля – отношение числа молей растворенного вещества n(В) (или растворителя n(A)) к общему количеству моль компонентов раствора

n(В) + n(A):

, , .

Например: водный раствор H₂SO₄ с молярной долей 0,2 содержит на 1 моль Н₂SO₄ - 4 моль H₂O.

По концентрации растворенного вещества растворы можно подразделить на:

-концентрированные(с большой концентрацией растворенного вещества);

-разбавленные (с малой концентрацией растворенного вещества).

Пример 30.Вычислите: а) массовую долю (ω, %); б) молярность (С_м); в) моляльность (С_m); H₃PO₄ в растворе, полученном при растворении 18 г H₃PO₄ в 282 см³ воды, если относительная плотность полученного раствора составляет 1,031 г/см³.

Дано:

m(H₃PO₄) = 18 г; V(H₂O) = 282 см³; m(H₂O) = 282 г; ρ(р-ра) = 1,031 г/см³.

Найти:

ω, %, С_м, С_m –?

Решение:

а)массовая доля растворенного вещества (ω) показывает число граммов (единиц массы) вещества, содержащееся в 100 г (единиц массы) раствора. Тогда масса полученного раствора будет

m(р-ра) = 18 + 282 = 300 (г)

Из формулы:

ω(В) = (m(В)/ m(р-ра))•100%

ω = (18/300) •100 = 6 %;

б) молярность (С_м), показывает число моль растворенного вещества, содержащихся в 1 дм³ раствора.

Масса 1 дм³ раствора 1031 г. Масса кислоты в 1 дм³ раствора составит:

х = 1031•18/300 = 61,86 (г)

Молярность раствора получим делением массы m(H₃PO₄)в 1 дм³ раствора на молярную массу H₃PO₄. М (H₃PO₄) = 98 г/моль:

С_м(В) = 61,86/98= 0,63 моль/дм³

в) моляльность (C_m) показывает число моль растворенного вещества, содержащихся в 1000 г растворителя.

C_m (В) = (m(В)•1000)/(М(В)•m(р-ля))

Следовательно:

C_m =(18•1000)/(98•282)=0,65 моль/кг

Ответ: ω(В) = 6 %; С_м(В) = 0,63 моль/дм³; C_m (В) = 0,65 моль/кг.

Растворы неэлектролитов

Неэлектролитами являются вещества, которые не способны проводить электрический ток в растворах или расплавах.