Concentrazione molare di soluzioni. Qual è la concentrazione di massa della soluzione?

La chimica analitica, l'esecuzione di reazioni, l'impostazione di esperimenti biotecnologici, lo studio dell'effetto dei farmaci sugli animali da laboratorio e molti altri settori dell'attività scientifica richiedono la determinazione, il calcolo, la valutazione dell'effetto del contenuto di sostanze su qualsiasi processo. La concentrazione di soluzioni - il valore del contenuto del componente. Esistono molti modi per esprimere il numero di indicatori di un particolare composto nel sistema e il loro utilizzo dipende dai compiti del ricercatore.

Modi di esprimere le concentrazioni

I modi più comuni per esprimere la concentrazione di una sostanza in un sistema sono frazione di massa e molarità. Il primo indica la percentuale in peso del componente in 100 ml di soluzione. I metodi di ricerca cromatografici usano percentuali volumetriche, cioè, invece di grammi, il contenuto della sostanza è indicato in millilitri. La concentrazione molare della soluzione è anche un metodo di calcolo comune. La sua essenza sta nell'espressione del contenuto di una sostanza in moli per litro. Nella chimica analitica, viene spesso usato un concetto come la concentrazione normale. Indica il numero di equivalenti della sostanza contenuta nella soluzione. Per esempio, se l'acido solforico (H ₂ SO ₄ ) è usato come sostanza, allora la normalità in questo caso significa una doppia riduzione della concentrazione molare, poiché due atomi di idrogeno sono contenuti in una molecola. Nel caso di acido cloridrico (HCl), entrambe le modalità di espressione saranno uguali.

Altro sulla concentrazione molare

Cosa si intende per concentrazione molare della soluzione, è stato indicato sopra. Tuttavia, un laico ha naturalmente una domanda: che cosa significa "talpa"? Questo concetto incorpora una quantità di una sostanza, in particolare i suoi atomi, molecole, pari a quella contenuta in 12 g di carbonio, cioè il suo isotopo stabile ¹² C. La quantità di una sostanza viene calcolata dividendo il suo peso per peso molecolare che può essere calcolato sulla base della composizione atomica. Nella tavola periodica di ogni elemento c'è un indicatore della sua massa, pari a 1 pregare.

Esempi di utilizzo della concentrazione molare

La concentrazione di una soluzione acquosa di acidi viene solitamente calcolata in moli o equivalenti. Ciò è dovuto alla loro aggressività, che richiede un rapido trasferimento della sostanza nell'acqua, quindi qui è più facile calcolare il volume richiesto che pesare. Il calcolo viene effettuato dividendo la massa per mole.

Un'altra ragione è l'uso di acidi nelle reazioni di neutralizzazione, che, per esempio, può essere utile nei metodi di analisi titrimetrica per determinare la concentrazione di alcali. La normalità è anche attivamente utilizzata qui. In poche parole, acido solforico per neutralizzare idrossido di potassio bisogno di 2 volte meno del sale, in quanto contiene più atomi di idrogeno.

Un'altra area in cui la concentrazione molare è necessariamente utilizzata è la preparazione di miscele di sostanze con un determinato rapporto di molecole o la realizzazione di reazioni. Questo modo di esprimere il contenuto di una sostanza è più informativo, poiché solo le unità interagiscono tra loro. Quando si lavora con i gas, la concentrazione molare è il modo migliore per calcolare, dal momento che è difficile pesare la materia volatile, quindi il calcolo avviene in base al volume.

Concentrazione di massa

La concentrazione di massa di una soluzione di una sostanza è il metodo più comune e più semplice di espressione quantitativa. Spesso viene utilizzato praticamente nei laboratori per la pesatura di composti solidi. Sulla base della necessità di ricalcolare ad altre concentrazioni viene effettuata quando si pubblicano i risultati. Il volume dei solidi può essere misurato, ma si ottengono manipolazioni più inutili.

La concentrazione di massa viene utilizzata quando si lavora con sistemi multicomponenti, ad esempio con oggetti naturali complessi, acqua, massa vegetale, suolo. È utilizzato nello studio di una miscela di composizione sconosciuta, la preparazione di terreni microbiologici. Un certo campione di miscele di sostanze, ad esempio, viene utilizzato per la ricerca utilizzando la spettroscopia UV e altri metodi analitici. Questo metodo di misurazione della concentrazione di una sostanza viene utilizzato quando non è necessario eseguire una reazione chiara per la preparazione di soluzioni di decontaminazione, con un metodo di ricalcolo ben regolato, se il ricercatore ha determinato la massa desiderata in proporzione.

Valore di concentrazione di ioni

Come accennato in precedenza, la concentrazione di ioni in una soluzione viene spesso calcolata usando la normalità. Ciò è dovuto al fatto che quando l'interazione avviene a livello delle molecole, sono queste particelle a reagire. Il metodo è anche necessario quando si calcola il processo di elettrolisi dei sali. Quest'ultimo è abbastanza attivamente utilizzato nelle attività pratiche. Ad esempio, per estrarre minerali metalli pesanti. Usando questo metodo, si ottengono fluoro, cloro, i metalli vengono purificati. L'essenza dell'elettrolisi è quella con il passaggio corrente continua attraverso la soluzione elettrolitica utilizzando un elettrodo negativo e positivo (catodo e anodo), gli anioni e i cationi si muovono verso cariche opposte e sono ossidati (o ridotti).

Altri modi per esprimere la concentrazione di soluzioni

La concentrazione delle soluzioni viene calcolata con vari metodi perché in futuro i risultati vengono applicati per scopi diversi. La frazione molare viene utilizzata, di regola, per una miscela di gas. È il rapporto tra la mole di una sostanza e la somma di tutti gli altri componenti nel sistema, espresso anche in valori dati.

C'è un altro modo per calcolare la concentrazione che viene usata meno frequentemente: la molalità. Questa è una talpa di una sostanza sciolta in 1 kg di solvente. La concentrazione della soluzione salina o di altro componente in condizioni di forte diluizione nel calcolare la molarità e la molalità sarà quasi uguale.

Preparazione di soluzioni, basate sul metodo di calcolo

A seconda di come viene espressa la concentrazione, la preparazione delle soluzioni può essere effettuata in diversi modi.

Pesatura. Se è necessario preparare 100 ml della miscela, viene prodotto un campione della sostanza uguale alla sua percentuale. Se necessario, fare un volume più piccolo o più grande di ricalcolo del fluido viene effettuato in proporzione o proporzione. Ad esempio, è necessario preparare 50 ml di una soluzione al 2% della sostanza. Per determinare la quantità del campione in questo caso, è sufficiente dividere la percentuale di 2 volte, ovvero, si otterrà 1 g della sostanza. Dopo aver pesato, è sempre possibile effettuare un ricalcolo per la concentrazione molare.

La misurazione del volume viene utilizzata per preparare miscele liquide. È possibile ricalcolare la quantità di qualsiasi concentrazione. Fondamentalmente, le soluzioni molari e normali sono preparate in questo modo.

conclusione

Nonostante la semplicità di determinare e calcolare la frazione di massa, la concentrazione delle soluzioni, espressa in unità molari, è più conveniente. I ricercatori in ogni momento utilizzano attivamente i metodi di ricalcolo. Viene calcolato il peso della sostanza e quindi la soluzione viene espressa in concentrazione molare, combinando così i vantaggi dei due metodi. Perché il secondo metodo di calcolo è più scientificamente corretto? Le sostanze con concentrazioni molari uguali contengono lo stesso numero di molecole. È questa concentrazione che ti consente di determinare chiaramente la quantità di sostanza desiderata per la reazione. La frazione di massa è piuttosto ausiliaria, semplificando alcuni processi. Viene spesso utilizzato dai microbiologi per ottenere un determinato rapporto tra biomassa batterica e ambiente. Ciò è dovuto al fatto che questi scienziati stanno esplorando composti ad alto peso molecolare ed è più conveniente per loro esprimere il rapporto delle sostanze nella massa. Per chimici e fisici, la concentrazione molare di soluzioni è fondamentale. Le caratteristiche numeriche del contenuto di una sostanza sono necessarie in quasi tutte le scienze naturali.