Concentrație (chimie)

Exemple de soluții diluate și concentrate. Concentrația este evidențiată calitativ de culoarea dată de cerneală.

Concentrația unui component dintr-un amestec este o cantitate care exprimă raportul dintre cantitatea componentului față de cantitatea totală a tuturor componentelor amestecului (inclusiv componenta menționată anterior) sau, în anumite moduri de exprimare, a celei mai abundente componente.

În cazul specific al unei soluții (care este un anumit tip de amestec), concentrația unui anumit dizolvat din soluție exprimă raportul dintre cantitatea de dizolvat în raport cu cantitatea totală de soluție sau, în unele moduri de exprimându-l, numai cu solventul (de exemplu, molalitatea ).

Atunci când substanța testată are o concentrație foarte mare în amestec, aceasta este denumită în general puritate ; cu excepția cazului în care se specifică altfel, puritatea se înțelege ca procentul din greutatea substanței testate în raport cu greutatea totală a amestecului. De exemplu, dacă o probă de 100 de grame de argint are o puritate de 99,9%, înseamnă că această probă conține 99,9 grame de argint și 0,1 grame de alte substanțe (numite impurități ).

Modalități de exprimare a concentrării ^[1]

Notatie cantitativa

Concentrația de masă (densitatea în soluție)

Densitatea în soluție $\rho _{i}$ ${\ displaystyle \ rho _ {i}}$ $\ rho_i$ indică raportul dintre masa solutului $m_{i}$ ${\ displaystyle m_ {i}}$ $pe mine$ relativ la volumul întregii soluții $V.$ ${\ displaystyle V}$ $V.$ :

\rho _{i}={\frac {m_{i}}{V}}.

{\ displaystyle \ rho _ {i} = {\ frac {m_ {i}} {V}}.}

\ rho_i = \ frac {m_i} {V}.

Densitatea în soluție este exprimată în kg / m ³ (egală cu g / L).

Molaritatea

Molaritatea (sau concentrația molară) $c_{i}$ ${\ displaystyle c_ {i}}$ $Acolo}$ este definit ca raportul dintre numărul de moli al dizolvatului $n_{i}$ ${\ displaystyle n_ {i}}$ $n_i$ în raport cu volumul soluției $V.$ ${\ displaystyle V}$ $V.$ în litri:

c_{i}={\frac {n_{i}}{V}}.

{\ displaystyle c_ {i} = {\ frac {n_ {i}} {V}}.}

c_i = \ frac {n_i} {V}.

Unitatea de măsură a molarității este kmol / m ³ (care, amintiți-vă, sunt echivalente cu mol / L, la rândul lor egale cu mol / dm ³ ).

Densitatea numărului

Densitatea numărului $C_{i}$ ${\ displaystyle C_ {i}}$ $Acolo}$ indică numărul anumitor obiecte $N_{i}$ ${\ displaystyle N_ {i}}$ $N_ {i}$ pe unitate de volum $V.$ ${\ displaystyle V}$ $V.$ :

C_{i}={\frac {N_{i}}{V}}.

{\ displaystyle C_ {i} = {\ frac {N_ {i}} {V}}.}

C_i = \ frac {N_i} {V}.

Densitatea numerică este măsurată în 1 / m ³ .

Procentaj în volum

Procentul în volum $\phi _{i}$ ${\ displaystyle \ phi _ {i}}$ $\ phi _ {i}$ corespunde mililitrilor (mL) de solut $V_{i}$ ${\ displaystyle V_ {i}}$ $Tu$ dizolvat în 100 ml soluție $V.$ ${\ displaystyle V}$ $V.$ :

\phi _{i}={\frac {V_{i}}{V}}.

{\ displaystyle \ phi _ {i} = {\ frac {V_ {i}} {V}}.}

\ phi_i = \ frac {V_i} {V}.

Fiind o cantitate adimensională, procentajul în volum este definit de un număr sau un procent (de exemplu, 0,18 sau 18%).

Cantități relative

Normalitatea

Normalitatea indică numărul de echivalenți ai unui dizolvat dizolvat într-un litru de soluție. Se calculează cu formula: ^[2]

N={\frac {n_{eq}}{V}}

{\ displaystyle N = {\ frac {n_ {eq}} {V}}}

N = \ frac {n_ {eq}} {V}

Această magnitudine este acum abolită atât de IUPAC, cât și de sistemul internațional, dar continuă să fie utilizată totuși.

Molalitatea

Molalitatea $b_{i}$ ${\ displaystyle b_ {i}}$ $bi}$ , care nu trebuie confundat cu molaritatea, este definit ca raportul dintre numărul de moli al dizolvatului $n_{i}$ ${\ displaystyle n_ {i}}$ $n_i$ și masa solventului $m_{\mathrm {solvente} }$ ${\ displaystyle m _ {\ mathrm {solvent}}}$ $m_ \ mathrm {solvent}$ exprimată în kilograme ( nu masa soluției).

b_{i}={\frac {n_{i}}{m_{\mathrm {solvente} }}}.

{\ displaystyle b_ {i} = {\ frac {n_ {i}} {m _ {\ mathrm {solvent}}}}.}

b_i = \ frac {n_i} {m_ \ mathrm {solvent}}.

Molalitatea este deci exprimată în mol / kg.

Fracția molară

Fracția molară $r_{i}$ ${\ displaystyle r_ {i}}$ $re$ este definit ca raportul dintre cantitatea de substanță a speciilor chimice în cauză $n_{i}$ ${\ displaystyle n_ {i}}$ $n_i$ și cantitatea de substanță a tuturor speciilor prezente în amestec:

r_{i}={\frac {n_{i}}{n_{\mathrm {tot} }}}.

{\ displaystyle r_ {i} = {\ frac {n_ {i}} {n _ {\ mathrm {tot}}}}.}

{\ displaystyle r_ {i} = {\ frac {n_ {i}} {n _ {\ mathrm {tot}}}}.}

Raport de amestecare

Raportul de amestecare $r_{i}$ ${\ displaystyle r_ {i}}$ $re$ este raportul dintre masă $m_{v}$ ${\ displaystyle m_ {v}}$ $m_v$ de vapori de apă și masă $m_{d}$ ${\ displaystyle m_ {d}}$ $m_d$ aer uscat conținut într-o anumită masă de aer umedă:

r_{i}={\frac {m_{v}}{m_{d}}}.

{\ displaystyle r_ {i} = {\ frac {m_ {v}} {m_ {d}}}.}

{\ displaystyle r_ {i} = {\ frac {m_ {v}} {m_ {d}}}.}

Fractiune in masa

Fracția în greutate (de masă) $w_{soluto}$ ${\ displaystyle w_ {solute}}$ $w_ {solut}$ definit ca raportul dintre masa speciei chimice în cauză și masa totală a amestecului.

w_{soluto}={\frac {m_{soluto}}{m_{soluto}+m_{solvente}}}

{\ displaystyle w_ {solute} = {\ frac {m_ {solute}} {m_ {solute} + m_ {solvent}}}}

w_ {solute} = \ frac {m_ {solute}} {m_ {solute} + m_ {solvent}}

Fiind o cantitate adimensională, procentul din masă este definit de un număr sau un procent (de exemplu, 0,23 sau 23%).

Tabel rezumat

Tipul de concentrare	Simbol	Definiție	Unitate de măsură	Alte unități
procent de masă / volum	$\rho _{i}$ ${\ displaystyle \ rho _ {i}}$ $\ rho_i$ sau $\gamma _{i}$ ${\ displaystyle \ gamma _ {i}}$ $\ gamma_i$	$m_{i}/V$ ${\ displaystyle m_ {i} / V}$ $m_i / V$	kg / m ³	g / 100mL (= g / dL)
concentrația molară	$c_{i}$ ${\ displaystyle c_ {i}}$ $Acolo}$	$n_{i}/V$ ${\ displaystyle n_ {i} / V}$ $n_i / V$	mol / m ³	M (= mol / L)
densitatea numărului	$C_{i}$ ${\ displaystyle C_ {i}}$ $Acolo}$	$N_{i}/V$ ${\ displaystyle N_ {i} / V}$ $N_i / V$	1 / m ³	1 / cm ³
procentaj în volum	$\phi _{i}$ ${\ displaystyle \ phi _ {i}}$ $\ phi _ {i}$	$V_{i}/V$ ${\ displaystyle V_ {i} / V}$ $V_i / V$	m ³ / m ³	%, ‰, ppm, ppb, ppt
Cantități relative	Simbol	Definiție	Unitate de măsură	Alte unități
normalitate	$Nu.$ ${\ displaystyle N}$ $Nu.$	$c_{i}/f_{\mathrm {eq} }$ ${\ displaystyle c_ {i} / f _ {\ mathrm {eq}}}$ $c_i / f_ \ mathrm {eq}$	mol / m ³	N (= mol / L)
molalitatea	$b_{i}$ ${\ displaystyle b_ {i}}$ $bi}$	$n_{i}/m_{\mathrm {solvente} }$ ${\ displaystyle n_ {i} / m _ {\ mathrm {solvent}}}$ $n_i / m_ \ mathrm {solvent}$	mol / kg
fracția molară	$x_{i}$ ${\ displaystyle x_ {i}}$ $x_i$	$n_{i}/n_{\mathrm {tot} }$ ${\ displaystyle n_ {i} / n _ {\ mathrm {tot}}}$ $n_i / n_ \ mathrm {tot}$	mol / mol	ppm, ppb, ppt
raport de amestecare	$r_{i}$ ${\ displaystyle r_ {i}}$ $re$	$n_{i}/(n_{\mathrm {tot} }-n_{i})$ ${\ displaystyle n_ {i} / (n _ {\ mathrm {tot}} -n_ {i})}$ $n_i / (n_ \ mathrm {tot} -n_i)$	mol / mol	ppm, ppb, ppt
fractiune in masa	$w_{i}$ ${\ displaystyle w_ {i}}$ $w_ {i}$	$m_{i}/m_{\mathrm {tot} }$ ${\ displaystyle m_ {i} / m _ {\ mathrm {tot}}}$ $m_i / m_ \ mathrm {tot}$	kg / kg	%, ‰, ppm, ppb, ppt

Alte notații

În cazul soluțiilor apoase (pentru care densitatea este apropiată de unitate) concentrația (în masă pe volum) în g / L este asimilată unei concentrații la mia (‰). Această notație este utilizată, de exemplu, în sectorul oenologic (specificațiile utilizează concentrația la mie pentru a desemna aciditatea sau extractul uscat din vin) ^[3] .

Notare complementară la% este raportul relativ solut: amestec ^[4] (în greutate sau volum) cu notație Q _solut : _amestec Q (de exemplu, raport zahăr-băutură 3: 100).

Notă

^ IUPAC . Compendiu de terminologie chimică , ediția a doua (1997). ( EN ) concentrație .
^ Silvestroni , p. 238 .
^ Dealurile Novarei DOC
^ În unele cazuri (dacă nu se specifică altfel) se face o eroare conceptuală, deoarece se referă la cantitatea de solvent și nu la cantitatea de amestec (solut + solvent), adică în raport cu totalul. Acest lucru se întâmplă deoarece, în multe cazuri practice de amestecuri, cantitatea de solvent este mult mai mare decât cea a solutului.

Bibliografie

R. Byron Bird, Warren E. Stewart, Edwin N. Lightfoot, Fenomene de transport , editat de Enzo Sebastiani, Milano, editura Ambrosian, 1979, ISBN 88-408-0051-4 .
Paolo Silvestroni, Fundamentals of chemistry , ed. A X-a, CEA, 1996, ISBN 88-408-0998-8 .

Elemente conexe

Alte proiecte

Wikționarul conține dicționarul lema „ concentrare ”

linkuri externe

( EN ) Concentration , pe Encyclopedia Britannica , Encyclopædia Britannica, Inc.

Controlul autorității	GND ( DE ) 4125568-9

Portalul chimiei

Portal de metrologie

[1] IUPAC . Compendiu de terminologie chimică , ediția a doua (1997). ( EN ) concentrație .

[2] Silvestroni , p. 238 .

[3] Dealurile Novarei DOC

[4] În unele cazuri (dacă nu se specifică altfel) se face o eroare conceptuală, deoarece se referă la cantitatea de solvent și nu la cantitatea de amestec (solut + solvent), adică în raport cu totalul. Acest lucru se întâmplă deoarece, în multe cazuri practice de amestecuri, cantitatea de solvent este mult mai mare decât cea a solutului.

[1]

[2]

[3]

[4]