Ορισμός Συγκέντρωσης (Χημεία)

Στη χημεία, η λέξη "συγκέντρωση" αναφέρεται στα συστατικά μίγματος ή διαλύματος. Εδώ είναι ο ορισμός της συγκέντρωσης και μια εξέταση των διαφορετικών μεθόδων που χρησιμοποιούνται για τον υπολογισμό της.

Στη χημεία, συγκέντρωση αναφέρεται στην ποσότητα μιας ουσίας σε έναν καθορισμένο χώρο. Ένας άλλος ορισμός είναι ότι η συγκέντρωση είναι η αναλογία του διαλυτό σε μια λύση είτε διαλυτικό μέσο ή συνολικά λύση. Η συγκέντρωση εκφράζεται συνήθως σε όρους μάζα ανά μονάδα Ενταση ΗΧΟΥ. Ωστόσο, η συγκέντρωση διαλυτής ουσίας μπορεί επίσης να εκφράζεται σε mole ή μονάδες όγκου. Αντί του όγκου, η συγκέντρωση μπορεί να είναι ανά μονάδα μάζας. Ενώ συνήθως εφαρμόζεται σε χημικά διαλύματα, η συγκέντρωση μπορεί να υπολογιστεί για οποιοδήποτε μείγμα.

Μονάδα Παραδείγματα Συγκέντρωσης: g / cm³, kg / l, Μ, m, Ν, kg / L

Η συγκέντρωση είναι καθορίζεται μαθηματικά με τη λήψη μάζας, γραμμομορίων ή όγκου διαλελυμένης ουσίας και τη διαίρεσή της από τη μάζα, τη γραμμομόρια ή τον όγκο του διαλύματος (ή, λιγότερο συχνά, τον διαλύτη). Μερικά παραδείγματα μονάδων συγκέντρωσης και τύπων περιλαμβάνουν:

• Μαλακότητα (Μ) - γραμμομόρια διαλύματος / λίτρα διαλύματος (όχι διαλύτης!)
• Συγκέντρωση μάζας (kg / m³ ή g / L) - μάζα διαλύματος / όγκου διαλύματος
• Κανονικότητα (N) - γραμμάρια δραστικής διαλύσεως / λίτρα διαλύματος
• Molality (Μ) - γραμμομόρια διαλύτη / μάζα διαλύτη (όχι μάζα διαλύματος!)
• Μάζα Ποσοστό (%) - διαλύματος μαζικής διαλύσεως / διαλύματος μάζας x 100% (μονάδες μάζας είναι η ίδια μονάδα τόσο για τη διαλυμένη ουσία όσο και για το διάλυμα)
• Συγκέντρωση όγκου (χωρίς μονάδα) - όγκος διαλυμένης ουσίας / όγκου μείγματος (ίδιες μονάδες όγκου για κάθε μία)
• Αριθμός Συγκέντρωση (1 / m³) - αριθμός οντοτήτων (ατόμων, μορίων κ.λπ.) ενός συστατικού διαιρούμενο με το συνολικό όγκο του μείγματος
• Όγκος όγκου (ο / ο%) - διαλύματος όγκου / διαλύματος όγκου x 100% (οι ποσότητες διαλελυμένου διαλύματος και διαλύματος βρίσκονται στις ίδιες μονάδες)
• Κλάσμα μορίων (mol / mol) - γραμμομόρια διαλυτής ουσίας / συνολικά γραμμομοριακά είδη του μείγματος
• Δείκτης μοριακού βάρους (mol / mol) - γραμμομόρια διαλυτής ουσίας / συνολικά γραμμομόρια όλων άλλα είδη στο μείγμα
• Κλάσμα μάζας (kg / kg ή μέρη ανά) - μάζα ενός κλάσματος (μπορεί να είναι πολλαπλές διαλυμένες ουσίες) / συνολική μάζα του μείγματος
• Αναλογία μάζας (kg / kg ή μέρη ανά) - μάζα διαλυτής ουσίας / μάζα όλων άλλα συστατικά στο μείγμα
• PPM (μέρη ανά εκατομμύριο) - ένα διάλυμα 100 ppm είναι 0,01%. Η σημείωση "μέρη ανά", ενώ εξακολουθεί να χρησιμοποιείται, έχει αντικατασταθεί σε μεγάλο βαθμό από κλάσμα μορίων
• PPB (μέρη ανά δισεκατομμύριο) - χρησιμοποιείται συνήθως για να εκφράσει τη μόλυνση αραιωμένων διαλυμάτων

Ορισμένες μονάδες μπορούν να μετατραπούν από το ένα στο άλλο. Ωστόσο, δεν είναι πάντα καλή ιδέα η μετατροπή μεταξύ μονάδων με βάση τον όγκο του διαλύματος σε εκείνες που βασίζονται στη μάζα του διαλύματος (ή αντίστροφα), επειδή ο όγκος επηρεάζεται από τη θερμοκρασία.

Με την αυστηρότερη έννοια, όχι όλα τα μέσα έκφρασης της σύνθεσης ενός διαλύματος ή ενός μείγματος εμπίπτουν στον απλό όρο "συγκέντρωση". Ορισμένες πηγές μόνο θεωρήστε τη συγκέντρωση σε μάζα, τη μοριακή συγκέντρωση, την αριθμητική συγκέντρωση και την συγκέντρωση όγκου ως πραγματικές μονάδες συγκέντρωσης.

Δύο σχετικοί όροι είναι συμπυκνωμένος και αραιωμένος. Συμπυκνωμένο αναφέρεται σε χημικά διαλύματα που έχουν υψηλές συγκεντρώσεις μιας μεγάλης ποσότητας διαλυμένης ουσίας στο διάλυμα. Εάν ένα διάλυμα συμπυκνώνεται στο σημείο όπου δεν διαλύεται πλέον στον διαλύτη καμία άλλη διαλυμένη ουσία, λέγεται ότι είναι κορεσμένο. Τα αραιωμένα διαλύματα περιέχουν μια μικρή ποσότητα διαλελυμένης ουσίας σε σύγκριση με την ποσότητα του διαλύτη.

Προκειμένου να συγκεντρωθεί ένα διάλυμα, πρέπει να προστεθούν είτε περισσότερα σωματίδια διαλελυμένης ουσίας είτε να αφαιρεθεί κάποιος διαλύτης. Εάν ο διαλύτης είναι μη πτητικός, ένα διάλυμα μπορεί να συμπυκνωθεί με εξάτμιση ή βρασμό του διαλύτη.

Αραιώσεις παρασκευάζονται με προσθήκη διαλύτη σε πιο πυκνό διάλυμα. Είναι συνηθισμένη πρακτική η προετοιμασία μιας σχετικά συγκεντρωμένης λύσης, που ονομάζεται διάλυμα αποθέματος, και η χρήση της για την παρασκευή πιο αραιών διαλυμάτων. Αυτή η πρακτική έχει ως αποτέλεσμα καλύτερη ακρίβεια απ 'ό, τι η απλή ανάμιξη μιας αραιωμένης λύσης επειδή μπορεί να είναι δύσκολο να ληφθεί μια ακριβής μέτρηση μιας ελάχιστης ποσότητας διαλελυμένης ουσίας. Για την παρασκευή εξαιρετικά αραιών διαλυμάτων χρησιμοποιούνται σειριακές αραιώσεις. Για να παρασκευαστεί μία αραίωση, το διάλυμα αποθέματος προστίθεται σε ογκομετρική φιάλη και στη συνέχεια αραιώνεται με διαλύτη μέχρις σημείου.

• IUPAC, Compendium of Chemical ΟοηΐοΙοΙοογ, 2nd ed. (το "Χρυσό Βιβλίο") (1997).