Kontsentratsiooni määratlus (keemia)

Keemias tähistab sõna "kontsentratsioon" segu või lahuse komponente. Siin on kontsentratsiooni määratlus ja selle arvutamiseks kasutatud erinevate meetodite ülevaade.

Keemia alal kontsentratsioon tähistab aine kogust määratletud ruumis. Teine määratlus on see, et kontsentratsioon on suhe soluudne mõlemas lahenduses lahusti või kokku lahendus. Kontsentratsiooni väljendatakse tavaliselt: mass ühiku kohta maht. Lahustunud aine kontsentratsiooni võib väljendada ka ühikutes mutid või mahuühikud. Mahu asemel võib kontsentratsioon olla massiühiku kohta. Kuigi kontsentratsiooni rakendatakse tavaliselt keemilistele lahustele, võib kontsentratsiooni arvutada mis tahes segu jaoks.

Kontsentratsiooni ühised näited: g / cm³, kg / l, M, m, N, kg / L

Kontsentratsioon on matemaatiliselt määratud võttes lahustunud aine massi, mooli või ruumala ja jagades selle lahuse (või harvemini lahusti) massi, moolide või ruumalaga. Mõned näited kontsentratsiooniühikutest ja valemitest hõlmavad järgmist:

• Molaarsus (M) - lahustatud mooli liitri lahuse kohta (mitte lahusti!)
• Massi kontsentratsioon (kg / m³ või g / L) - lahustunud aine mass / lahuse maht
• Normaalsus (N) - aktiivse lahustatud aine sisaldus grammides liitri lahuse kohta
• Molaalsus (m) - lahustunud aine moolid / lahusti mass (mitte lahuse mass!)
• Massiprotsent (%) - lahustunud massi mass / lahus x 100% (massiühikud on ühikud nii lahustunud aine kui ka lahuse jaoks)
• Mahu kontsentratsioon (ühikut pole) - lahustunud aine maht / segu maht (ühesugused ruumalaühikud mõlemal)
• Arvu kontsentratsioon (1 / m³) - komponendi olemite (aatomid, molekulid jne) arv jagatud segu kogumahuga
• Mahu protsent (v / v%) - lahustunud aine maht / lahuse maht x 100% (lahustunud aine ja lahuse mahud on samades ühikutes)
• Moolifraktsioon (mol / mol) - lahustunud moolide / liikide moolide koguarvus segus
• Moolsuhe (mol / mol) - lahustunud moolide arv / kõigi moolide arv muud liikide segu
• Massiosa (kg / kg või osade kohta) - ühe fraktsiooni mass (võib olla mitu lahustunud ainet) / segu kogumass
• Massi suhe (kg / kg või osade kohta) - lahustunud aine mass / kõigi mass muud segu koostisosad
• PPM (osa miljoni kohta) - 100 ppm lahus on 0,01%. Märkus "osad per", kuigi see on endiselt kasutusel, on suures osas asendatud moolifraktsiooniga
• PPB (osa miljardi kohta) - kasutatakse tavaliselt lahjendatud lahuste saastumise väljendamiseks

Mõnda ühikut võib teisendada ühelt teisele. Kuid alati ei ole hea mõte teisendada lahuse ruumalaühikute alusel ühikuteks ühikuteks, mis põhinevad lahuse massil (või vastupidi), kuna mahtu mõjutab temperatuur.

Kõige kitsamas mõttes ei kuulu kõik lahuse või segu koostise väljendamise viisid lihtsa mõiste "kontsentratsioon" alla. Mõned allikad ainult pidada massikontsentratsiooni, molaarset kontsentratsiooni, arvukontsentratsiooni ja mahu kontsentratsiooni tõelisteks kontsentratsiooniühikuteks.

Kaks omavahel seotud terminit on keskendunud ja lahjendada. Kontsentreeritud tähistab keemilisi lahuseid, mille lahuses on suures koguses lahustunud aine kontsentratsioon kõrge. Kui lahus kontsentreeritakse punktini, kus enam lahustunud ainet lahustunud ei ole, siis seda peetakse küllastunud. Lahjendatud lahused sisaldavad lahusti kogusega võrreldes väikest kogust lahustunud ainet.

Lahuse kontsentreerimiseks tuleb lisada rohkem lahustunud osakesi või eemaldada mõni lahusti. Kui lahusti on lendumatu, võib lahuse kontsentreerida lahusti aurutamise või keetmisega.

Lahjendused valmistamiseks lisatakse lahusti kontsentreeritumale lahusele. Üldine tava on valmistada suhteliselt kontsentreeritud lahus, mida nimetatakse põhilahuseks, ja kasutada seda lahjendatud lahuste valmistamiseks. Selle praktika tulemuseks on parem täpsus kui lihtsalt lahjendatud lahuse segamine, kuna väikese koguse lahustunud aine täpset mõõtmist võib olla keeruline. Äärmiselt lahjendatud lahuste valmistamiseks kasutatakse järjestikuseid lahjendusi. Lahjenduse saamiseks lisatakse mõõtekolbi põhilahus ja lahjendatakse lahustiga kuni märgini.

• IUPAC, keemilise terminoloogia kogumik, 2. ed. ("Kullaraamat") (1997).