WikiDer > Массовая концентрация (химия) - Википедия

Mass concentration (chemistry) - Wikipedia

В химия, то массовая концентрация ρя (или же γя) определяется как масса составляющей мя разделенный на объем смеси V.[1]

Для чистого химического вещества массовая концентрация равна его плотность (масса разделенная на объем); таким образом, массовую концентрацию компонента в смеси можно назвать плотностью компонента в смеси. Это объясняет использование ρ (строчная греческая буква ро), символ, наиболее часто используемый для обозначения плотности.

Определение и свойства

Громкость V в определении относится к объему раствора, нет объем растворитель. Один литр раствора обычно содержит чуть больше или чуть меньше 1 литра растворителя, потому что процесс растворения вызывает увеличение или уменьшение объема жидкости. Иногда массовую концентрацию называют титр.

Обозначение

Обозначения, общие для массовой плотности, подчеркивают связь между двумя величинами (массовая концентрация - это массовая плотность компонента в растворе), но это может быть источником путаницы, особенно когда они появляются в одной и той же формуле без дополнительных символов. (например, надстрочный знак звезды, жирный символ или варро).

Зависимость от объема

Массовая концентрация зависит от изменения объема раствора в основном из-за теплового расширения. На малых интервалах температуры зависимость такова:

куда ρя(Т0) - массовая концентрация при эталонной температуре, α - коэффициент теплового расширения смеси.

Сумма массовых концентраций - нормирующее соотношение

Сумма массовых концентраций всех компонентов (включая растворитель) дает плотность ρ решения:

Таким образом, для чистого компонента массовая концентрация равна плотности чистого компонента.

Единицы

В SI-единица для массовой концентрации кг / м3 (килограмм/кубический метр). Это то же самое, что и мг/мл и г / л. Еще одна часто используемая единица измерения - г / (100 мл), что идентично г / дл (грамм/децилитр).

Использование в биологии

В биология, "%Символ «иногда неправильно используется для обозначения массовой концентрации, также называемой« процентная доля массы / объема ». Раствор с 1 г растворенного вещества, растворенного в конечном объеме 100 мл решение будет обозначаться как «1%» или «1% m / v» (масса / объем). Обозначения математически ошибочны, поскольку единица измерения "%"может использоваться только для безразмерных величин." Процентный раствор "или" процентный раствор ", таким образом, термины, лучше всего зарезервированные для" массовых процентов растворов "(m / m = m% = масса растворенного вещества / масса общего раствора после смешивания) или" объем процентные растворы »(об. / об. = об.% = объем растворенного вещества на объем общего раствора после смешивания). Иногда продолжают встречаться очень неоднозначные термины« процентное решение »и« процентное решение »без каких-либо других квалификаторов.

Это обычное использование% для обозначения m / v в биологии связано с тем, что многие биологические растворы являются разбавленными и основанными на воде или водный раствор. Жидкая вода имеет плотность примерно 1 г / см3 (1 г / мл). Таким образом, 100 мл воды составляет примерно 100 г. Следовательно, раствор с 1 г растворенного вещества, растворенного в конечном объеме 100 мл водного раствора, также можно рассматривать как 1% м / м (1 г растворенного вещества в 99 г воды). Это приближение не работает при увеличении концентрации растворенного вещества (например, в смеси вода – NaCl). Высокие концентрации растворенных веществ часто не имеют значения с физиологической точки зрения, но иногда встречаются в фармакологии, где все еще иногда встречается обозначение массы на объем. Крайний пример - насыщенный раствор йодистый калий (SSKI), который достигает 100% масс. Концентрации йодида калия (1 грамм KI на 1 мл раствора) только потому, что растворимость плотной соли KI в воде чрезвычайно высока, и полученный раствор очень плотный (1,72 раза) плотный, как вода).

Хотя есть примеры обратного, следует подчеркнуть, что обычно используемые «единицы»% мас. / Об. - это граммы / миллилитры (г / мл). Растворы с 1% масс. / Об. Иногда рассматриваются как грамм / 100 мл, но это отвлекает от того факта, что% масс / об - это г / мл; 1 г воды имеет объем примерно 1 мл (при стандартной температуре и давлении), а массовая концентрация составляет 100%. Для приготовления 10 мл 1% -ного водного холат раствора, 0,1 г холата растворяют в 10 мл воды. Объемные колбы являются наиболее подходящей посудой для этой процедуры, поскольку отклонения от идеального поведения раствора могут возникать при высоких концентрациях растворенных веществ.

В растворах массовая концентрация обычно выражается как отношение масса / [объем раствора] или м / об. В водных растворах, содержащих относительно небольшие количества растворенного вещества (как в биологии), такие числа можно «процентифицировать», умножив на 100 соотношение граммов растворенного вещества на мл раствора. Результат выражается как «процент массы / объема». Такое соглашение выражает массовую концентрацию 1 грамма растворенного вещества в 100 мл раствора как «1 м / об%».

Связанные количества

Плотность чистого компонента

Связь между массовой концентрацией и плотностью чистого компонента (массовая концентрация однокомпонентных смесей):

куда ρ
я
- плотность чистого компонента, Vя объем чистого компонента перед смешиванием.

Удельный объем (или удельный массовый объем)

Удельный объем является обратной величиной массовой концентрации только в случае чистых веществ, для которых массовая концентрация такая же, как плотность чистого вещества:

Молярная концентрация

Преобразование в молярная концентрация cя дан кем-то:

куда Mя это молярная масса составляющих я.

Массовая доля

Преобразование в массовая доля шя дан кем-то:

Мольная доля

Преобразование в мольная доля Икся дан кем-то:

куда M - средняя молярная масса смеси.

Моляльность

Для бинарных смесей преобразование в моляльность бя дан кем-то:

Пространственная вариация и градиент

Разные в пространстве значения (массовой и молярной) концентрации запускают явление распространение.

Рекомендации

  1. ^ ИЮПАК, Сборник химической терминологии, 2-е изд. («Золотая книга») (1997). Исправленная онлайн-версия: (2006–) "массовая концентрация". Дои:10.1351 / goldbook.M03713