Концентрация растворов

Важной характеристикой растворов служит их концентрация, которая выражает относительное количество компонентов в растворе. Различают массовые и объемные концентрации, размерные и безразмерные.

К безразмерным концентрациям (долям) относятся следующие концентрации:

· Массовая доля растворенного вещества W (B) выражается в долях единицы или в процентах:

или

где m(B) и m(A) – масса растворенного вещества B и масса растворителя A.

· Объемная доля растворенного вещества σ(B) выражается в долях единицы или объемных процентах:

или

где V_i – объем компонента раствора, V(B) – объем растворенного вещества B. Объемные проценты называют градусами.

Иногда объемная концентрация выражается в тысячных долях (промилле, ‰) или в миллионных долях (млн^–1), ppm.

· Мольная доля растворенного вещества χ(B) выражается соотношением

или

Сумма мольных долей k компонентов раствора χ_i равна единице .

К размерным концентрациям относятся следующие концентрации:

· Моляльность растворенного вещества C_m(B) определяется количеством вещества n(B) в 1 кг (1000 г) растворителя, размерность моль/кг.

· Молярная концентрация вещества B в растворе C (B) – содержание количества растворенного вещества B в единице объема раствора, моль/м³, или чаще моль/литр:

где μ(B) – молярная масса B, V – объем раствора.

· Молярная концентрация эквивалентов вещества B C _n(B) (нормальность – устаревш.) определяется числом эквивалентов растворенного вещества в единице объема раствора, моль/литр:

где n_Э(B) – количество вещества эквивалентов, μ_Э – молярная масса эквивалента.

· Титр раствора вещества B(T _B) определяется массой растворенного вещества в г, содержащегося в 1 мл раствора:

или

Массовые концентрации (массовая доля, процентная, моляльная) не зависят от температуры; объемные концентрации относятся к определенной температуре.

Все вещества в той или иной степени способны растворяться и характеризуются растворимостью. Некоторые вещества неограниченно растворимы друг в друге (вода-ацетон, бензол-толуол, жидкие натрий-калий). Большинство соединений ограниченно растворимы (вода-бензол, вода-бутиловый спирт, вода-поваренная соль), а многие малорастворимы или практически нерастворимы (вода-BaSO₄, вода-бензин).

Растворимостью вещества при данных условиях называют его концентрацию в насыщенном растворе

В таком растворе достигается равновесие между растворяемым веществом и раствором. В отсутствие равновесия раствор остается стабильным, если концентрация растворенного вещества меньше его растворимости (ненасыщенный раствор), или нестабильным, если в растворе содержится вещества больше его растворимости (пересыщенный раствор).

При повышении температуры растворимость газов обычно уменьшается. Растворимость твердых веществ меняется по-разному, что определяется знаком теплового эффекта процесса растворения: растворение большин­ства твердых веществ – процесс эндотермический (DH>0), поэтому с повышением температуры раствори­мость их увеличивается.

Влияние давления на растворимость газов в жидко­стях выражает закон Генри:

	растворимость газа при постоянной температуре прямо пропорциональна его парциальному давлению над раствором: c = k×p

где c – молярная доля растворенного вещества в насы­щенном растворе;

k – коэффициент пропорциональности, называемый константой (коэффициентом) Генри;

р – парциальное давление.

Закон Генри справедлив для случая сравнительно разбавленных растворов, невысоких давлений и отсут­ствия химического взаимодействия между молекулами растворяемого газа и растворителя.

Присутствие посторонних веществ, как правило, умень­шает растворимость данного вещества. Уменьшение растворимости веществ в присутствии солей называется высаливанием. Растворимость малорастворимых элект­ролитов уменьшается при введении в насыщенный рас­твор одноименных ионов.

---

Дата добавления: 2015-08-02