Способы выражения концентрации растворов.

Растворитель обычно называют первым компонентом (индекс 1), а растворенное вещество – вторым, третьим и т.д. (индекс 2, 3 и т. д.).

Массовая доля компонента (w_i) - это отношение массы данного компонента к массе раствора, которая в процентах определяется соотношением:

,

где - масса растворенного вещества, а - суммарная масса всех компонентов раствора. Для бинарной системы

Мольность (С) определяется числом моль вещества в единице объема раствора.

С= , моль/м³.

Молярная концентрация или молярность (С_М) равна числу моль растворенного вещества, содержащихся в 1 л раствора.

С_м= , моль/л (М, например, 2М – двухмолярный раствор).

Эквивалентная концентрация или нормальность (С_Н) равна числу моль-эквивалентов растворенного вещества, содержащихся в 1 л раствора.

С_Н= , n_2э – число моль-эквивалентов в единице объема.

С_Н= , m₂ – масса растворенного вещества, г; М_э – эквивалентная масса растворенного вещества, г/моль-экв.

С_Н измеряется в моль-экв/л (Н, например, 2Н – двухнормальный раствор).

Моляльная концентрация или моляльность (С_m) равна числу моль растворенного вещества в 1000 г растворителя. Если раствор состоит только из растворенного вещества и растворителя, моляльность растворенного вещества обозначают С_m,2. Ее можно рассчитать по формуле

,

где m₁ и m₂ – массы растворителя и растворенного вещества соответственно, М₂ - молярная масса растворенного вещества. Так как количество вещества в молях , то

,

где n₂ – количество моль растворенного вещества в m₁ граммах растворителя.

Мольной долей (х_i) компонента называется число молей компонента, приходящихся на один моль раствора. Мольная доля i-го компонента равна отношению числа молей i-го компонента ( ) к сумме чисел молей всех компонентов в растворе ( ) и определяется соотношением:

,

где

Если раствор состоит только из растворенного вещества и растворителя, мольную долю растворенного вещества обозначают х₂, а растворителя – х₁.

При любом количестве компонентов раствора сумма мольных долей всех компонентов равна 1: , тогда для бинарного раствора

Задание. При 20°С 20% ный раствор серной кислоты имеет плотность 1,139 г/мл. Выразить концентрацию водного раствора через молярность, нормальность, моляльность и мольные доли. Массу раствора принять равной 100 г.

1. Рассчитываем молярность:

; ,

2. Рассчитываем нормальность раствора кислоты.

, тогда

Следует иметь в виду, что так как то С_Н = 2С_М

3. Моляльность:

,

4. Мольная доля:

;