Jump to content

Молярная концентрация

Молярная концентрация
Общие символы
c , [химический символ или формула]
И объединились моль/м 3
Другие подразделения
Молл
Выводы из
другие количества
c = n / V
Измерение

Молярная концентрация (также называемая молярностью , количественной концентрацией или концентрацией вещества ) — это мера концентрации химического вещества , в частности растворенного вещества , в растворе , выраженная в количестве вещества на единицу объема раствора. В химии наиболее часто используемой единицей молярности является число молей на литр , обозначаемое единицей измерения моль/л или моль / дм. 3 в единицах СИ. Раствор с концентрацией 1 моль/л называется 1 молярным , что обычно обозначается как 1 М или М. 1 Молярность часто обозначается в квадратных скобках вокруг интересующего вещества; например, молярность иона водорода обозначается как [H + ].

Определение

[ редактировать ]

Молярная концентрация или молярность чаще всего выражается в молях растворенного вещества на литр раствора . [1] Для использования в более широких приложениях он определяется как количество вещества растворенного вещества на единицу объема раствора или на единицу объема, доступного для вида, представленного строчными буквами. : [2]

Здесь, количество растворенного вещества в молях, [3] - количество составляющих частиц, присутствующих в объеме (в литрах) раствора, и постоянная Авогадро , с 2019 года определяемая как ровно 6,022 140 76 × 10 23 моль −1 . Соотношение числа плотность .

В термодинамике использование молярной концентрации часто неудобно, поскольку объем большинства растворов слабо зависит от температуры из-за теплового расширения . Эту проблему обычно решают путем введения температурных поправочных коэффициентов или использования независимой от температуры меры концентрации, такой как моляльность . [3]

Обратная законе величина представляет собой разбавление (объем), которое может фигурировать в разбавления Оствальда .

Формальность или аналитическая концентрация

Если молекулярное вещество диссоциирует в растворе, концентрация относится к исходной химической формуле в растворе, молярную концентрацию иногда называют формальной концентрацией или формальностью ( FA ) или аналитической концентрацией ( c A ). Например, если раствор карбоната натрия ( Na 2 CO 3 ) имеет формальную концентрацию c ( Na 2 CO 3 ) = 1 моль/л, молярные концентрации c ( Уже + ) = 2 моль/л и c ( CO 2− 3 ) = 1 моль/л, поскольку соль диссоциирует на эти ионы. [4]

В Международной системе единиц (СИ) единой единицей молярной концентрации является моль / м. 3 . Однако в большинстве химической литературы традиционно используется моль / дм. 3 , что соответствует моль / л . Эту традиционную единицу часто называют моляром и обозначают буквой М, например:

1 моль / м 3 = 10 −3 моль / дм 3 = 10 −3 моль / л = 10 −3 М = 1 ммоль = 1 ммоль/л.

« Префикс СИ мега » (символ М) имеет тот же символ. Однако приставка никогда не используется отдельно, поэтому «М» однозначно обозначает моляр.Промежуточные кратные, такие как «миллимолярный» (мМ) и «наномолярный» (нМ), состоят из единицы, которой предшествует префикс СИ :

Имя Аббревиатура Концентрация
(Молл) (моль/м 3 )
миллимолярный мм 10 −3 10 0 =1
микромолярный мкМ 10 −6 10 −3
наномолярный нМ 10 −9 10 −6
пикомолярный вечер 10 −12 10 −9
фемтомолярный ФМ 10 −15 10 −12
аттомолярный являюсь 10 −18 10 −15
зептомолярный зМ 10 −21 10 −18
йоктомолярный их 10 −24
(6 частиц на 10 л)
10 −21
ронтомолярный РМ 10 −27 10 −24
кектомолярный КМ 10 −30 10 −27
[ редактировать ]

Числовая концентрация

[ редактировать ]

Преобразование в числовую концентрацию дается

где постоянная Авогадро .

Массовая концентрация

[ редактировать ]

Преобразование в массовую концентрацию дается

где - молярная масса компонента .

Мольная доля

[ редактировать ]

Преобразование в мольную долю дается

где - средняя молярная масса раствора, плотность раствора.

Более простое соотношение можно получить, рассматривая общую молярную концентрацию, а именно сумму молярных концентраций всех компонентов смеси:

Массовая доля

[ редактировать ]

Перевод в массовую долю дается

Моляльность

[ редактировать ]

Для бинарных смесей перевод в моляльность является

где растворителем является вещество 1, а растворенным веществом — вещество 2.

Для растворов, содержащих более одного растворенного вещества, преобразование равно

Характеристики

[ редактировать ]

Сумма молярных концентраций – нормализующие отношения

[ редактировать ]

Сумма молярных концентраций дает общую молярную концентрацию, а именно плотность смеси, деленную на молярную массу смеси или, иначе говоря, величину, обратную молярному объему смеси. В ионном растворе ионная сила пропорциональна сумме молярных концентраций солей.

Сумма произведений молярных концентраций и парциальных молярных объемов

[ редактировать ]

Сумма произведений между этими величинами равна единице:

Зависимость от объема

[ редактировать ]

Молярная концентрация зависит от изменения объема раствора, главным образом, за счет теплового расширения. На малых интервалах температур зависимость имеет вид

где - молярная концентрация при эталонной температуре, коэффициент теплового расширения смеси.

  • 11,6 г NaCl растворяют в 100 г воды. Конечная массовая концентрация ρ (NaCl) равна
    ρ (NaCl) = 11.6 g / 11.6 g + 100 g = 0.104 g/g = 10.4 %.

    Объем такого раствора составляет 104,3 мл (объем можно наблюдать непосредственно); его плотность рассчитана как 1,07 (111,6 г/104,3 мл).

    Таким образом, молярная концентрация NaCl в растворе равна

    с (NaCl) = 11,6 г / 58 г/моль /104,3 мл = 0,00192 моль/мл = 1,92 моль/л.
    Здесь 58 г/моль — молярная масса NaCl.
  • Типичная задача по химии — приготовление 100 мл (= 0,1 л) раствора NaCl в воде с концентрацией 2 моль/л. Необходимая масса соли
    м (NaCl) = 2 моль/л × 0,1 л × 58 г/моль = 11,6 г.
    Для создания раствора 11,6 г NaCl помещают в мерную колбу , растворяют в небольшом количестве воды, затем добавляют еще воды до тех пор, пока общий объем не достигнет 100 мл.
  • Плотность воды составляет примерно 1000 г/л, а ее молярная масса — 18,02 г/моль (или 1/18,02 = 0,055 моль/г). Следовательно, молярная концентрация воды равна
    с 2 О) = 1000 г/л / 18,02 г/моль ≈ 55,5 моль/л.
    Аналогично, концентрация твердого водорода (молярная масса = 2,02 г/моль) равна
    с 2 ) = 88 г/л / 2,02 г/моль = 43,7 моль/л.
    Концентрация чистого четырехокиси осмия (молярная масса = 254,23 г/моль) равна
    в (OsO 4 ) = 5,1 кг/л / 254,23 г/моль = 20,1 моль/л.
  • Типичный белок бактерий , таких как E.coli , может иметь около 60 копий, а объем бактерии составляет около 10 −15 L. Таким образом, числовая концентрация C равна
    С = 60 / (10 −15 Л) = 6 × 10 16 л −1 .
    Молярная концентрация
    с = C / N A = 6 × 10 16 л −1 / 6 × 10 23 моль −1 = 10 −7 моль/л = 100 нмоль/л.
  • Референтные диапазоны анализов крови , отсортированные по молярной концентрации:

См. также

[ редактировать ]
  1. ^ Тро, Нивалдо Дж. (6 января 2014 г.). Вводные основы химии (Пятое изд.). Бостон. п. 457. ИСБН  9780321919052 . OCLC   857356651 . {{cite book}}: CS1 maint: отсутствует местоположение издателя ( ссылка )
  2. ^ ИЮПАК , Сборник химической терминологии , 2-е изд. («Золотая книга») (1997). Исправленная онлайн-версия: (2006–) « Концентрация суммы, c ». дои : 10.1351/goldbook.A00295
  3. ^ Jump up to: а б Кауфман, Майрон (2002). Принципы термодинамики . ЦРК Пресс. п. 213. ИСБН  0-8247-0692-7 .
  4. ^ Харви, Дэвид (15 июня 2020 г.). «2.2: Концентрация» . Химия LibreTexts . Проверено 15 декабря 2021 г.
[ редактировать ]
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: a2c0e61ba9b9937217d33a293a1a6ffd__1722196680
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/a2/fd/a2c0e61ba9b9937217d33a293a1a6ffd.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Molar concentration - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)