Загальна хімія

Розчини. Способи вираження концентрації

Щирими розчинами називаються гомогенні системи, що складаються з двох або більшої кількості компонентів, склад яких може безперервно змінюватися в певних межах.

Агрегатний стан розчинів може бути твердим, рідким або газоподібним. Зазвичай термін "розчини" відносять до рідких систем. Компонент розчину, який має той же агрегатний стан, що і розчин, називають розчинником, інші компоненти - розчиненими речовинами. Цей поділ є досить умовним, наприклад в розчині, компонентами якого є азотна кислота і вода, розчинником і розчиненим речовиною можна вважати кожен з компонентів. Подібні розчини називають взаємними, наприклад взаємний розчин азотної кислоти і води. Однак в разі, коли одним з компонентів розчину є вода, її традиційно вважають розчинником.

Масова частка розчиненої речовини. відношення маси розчиненої речовини до маси розчину.

де - масова частка розчиненої речовини, - маса розчиненої речовини, - маса розчину. Це окремий випадок визначення масової частки.

Концентрація (молярна концентрація, молярность). відношення кількості розчиненої речовини до об'єму розчину V:

Молярна концентрація має прийняту в хімії розмірність [моль / л], яка часто позначається М і називається молярної. Наприклад, концентрація розчину 5 моль / л може бути записана як 5 М і такий розчин називається пятімолярним.

Еквівалентна (нормальна) концентрація: відношення кількості еквівалентів розчиненої речовини ЕКВ до обсягу V розчину:

Еквівалент - це реальна або умовна частка речовини, яка в даній кислотно-основної реакції еквівалента (дорівнює) одному йону водню або в даній окисно-відновної реакції - одному електрону. Наприклад в реакції

еквівалентом гідроксиду калію буде молекула КОН, а сірчаної кислоти молекули H2 SO4.

Фактор еквівалентності fЕКВ показує, яка частка реальної частки даної речовини в даній кислотно-основної реакції еквівалента (дорівнює) одному йону водню або в даній окисно-відновної реакції - одному електрону.

Для наведеного прикладу

Величина, зворотна фактору еквівалентності, називається еквівалентним числом zB:

Число частинок еквівалентів речовини NЕ пов'язано з числом реальних частинок N співвідношенням:

Кількість речовини еквівалента дорівнює відношенню числа частинок еквівалентів до числа Авогадро:

Молярна маса еквівалента дорівнює відношенню маси речовини до кількості речовини еквівалента:

і має розмірність г / моль.

Еквівалентна концентрація має розмірність [моль еквівалента / л] і називається також нормальною концентрацією або нормальністю розчину і позначається н. Наприклад, розчин з еквівалентної концентрацією 0,5 моль-еквівалентів / л називається напівнормальних, його концентрація запишеться 0,5 н.

Молярна концентрація і масова частка розчиненої речовини пов'язані між собою. Припустимо, що ми знаємо масову частку розчиненої речовини, щільність розчину і молярну масу розчиненої речовини М. В якості допоміжної величини візьмемо обсяг розчину V. Тоді маса розчину:

маса розчиненого вешества:

кількість розчиненої речовини:

Підставляємо вираз для кількості розчиненої речовини в формулу для концентрації і скорочуємо обсяг розчину V:

Якщо з отриманого співвідношення висловити масову частку розчиненої речовини, то:

Обидва вирази (для концентрації та масової частки) містять розмірні величини, тому підстановка числових значень вимагає від них певних розмірностей: З [моль / л], М [г / моль], [г / л]. Для перекладу щільності з розмірності [г / мл] необхідно числове значення помножити на 1000:

Розчинність. коефіцієнт розчинності

Розчинення - процес утворення розчину з компонентів. Розчинення є оборотний процес, який при незмінності зовнішніх умов досягає стану рівноваги.

Розчин, що знаходиться в стані рівноваги з надлишком розчиненої речовини, називається насиченим.

Концентрація насиченого розчину - це рівноважна концентрація, що залежить від природи розчинника, розчиненої речовини і не залежить від того, як розчин був приготований.

Здатність речовини розчинятися в певному розчиннику називається розчинністю цієї речовини в даному розчиннику.

Найчастіше характеризують здатність речовини розчинятися у воді і під розчинність речовини розуміють розчинність в воді. Колічесвенно розчинність речовини за певних умов може бути пов'язана з концентрацією його насиченого при даних умовах розчину, тому що це - відтворює величина. Вжитими способами вираження розчинності речовини у воді (або іншому розчиннику) є коефіцієнт розчинності.

Коефіцієнт розчинності показує, яку масу речовини треба розчинити при певних умовах в 100 г води (або в 1 літрі води), щоб отримати насичений при даних умовах розчин. При записи коефіцієнта розчинності обов'язково вказується речовина, розчинник і зовнішні умови (для речовин у твердому стані зазвичай в якості зовнішніх умов вказують тільки температуру), наприклад:

розчинність KNO3 при 20 o С дорівнює 25 г в 100 г води, або

розчинність KNO3 в воді при 20 o С дорівнює 250 г / л.

За електропровідності розчинів їх ділять на розчини електролітів - ці розчини проводять електричний струм - і розчини неелектролітів, що не володіють електропровідністю.