Способы выражения концентрации растворов

1. Массовая доля растворенного вещества (процентная концентрация) в растворе  – это отношение массы растворенного вещества к массе раствора.

2. Моляльная концентрация (моляльность) Сm – количество растворенного вещества (моль), содержащееся в единице массы растворителя (кг).

3. Молярная концентрация (молярность) С_М – это количество растворенного вещества (моль), содержащееся в единице объема раствора (л).

Используется сокращенная форма указания молярной концентрации, например, 0,5М – раствор с концентрацией 0,5 моль/л.

4. Молярная концентрация эквивалента Сн (нормальная концентрация, нормальность) – число моль-эквивалентов растворенного вещества в единице объема раствора.

.

Понятие «эквивалент» подразумевает равноценный, равнозначный. Под химическим эквивалентом понимают количество вещества, равноценное количеству другого вещества в химической реакции. За эталон химического эквивалента принимают 1 моль атомов водорода или 1/2 моль атомов кислорода. Тогда, эквивалент элемента или сложного вещества – это такое его количество, которое может взаимодействовать (присоединяться или замещаться) с одним молем атомов водорода или 1/2 моля атомов кислорода. Например, Э(HCl) = 1 моль, Э(H₂SO₄) = 1/2 моль, Э(NaOH) = 1 моль, Э(Al(OH)₃) = 1/3 моль и т.д.

Молярная масса эквивалента М_Э выражается в . Например, молярная масса эквивалента М_Э(HCl) = 36,5 г/моль, М_Э(H₂SO₄) = 1/2 ∙ 98 = 49 г/моль,

М_Э(Al(OH)₃) = 1/3 ∙ 78 = 26 г/моль.

Молярные массы эквивалентов сложных веществ рассчитывают следующим образом:

Соединение	Формула для расчета	Пояснения
Кислота		Основность кислоты – это число атомов водорода в молекуле кислоты, замещаемых в реакции
Основание		Кислотность основания – это число гидроксильных групп в молекуле основания
Соль		n – число атомов металла, в – валентность металла; z – фактор эквивалентности, z=1/Э

Молярная масса эквивалента не является постоянной величиной в отличие от молярной массы и может быть различной в зависимости от реакции.

Сравнение формул для определения молярной и нормальной концентраций

и ,

показывает, что в случае, когда эквивалент растворенного вещества Э=1 моль, молярная и нормальная концентрации растворов совпадают. Это относится к растворам одноосновных кислот (HCl, HNO₃ и т.д.), однокислотных оснований (NaOH, KOH и т.д.), солей с однозарядными катионами и анионами (KCl, NaNO₃ и т.д.). Например, С_М(HNO₃) = Сн(HNO₃); С_М (KCl) = Сн(KCl) и т.д. Если же эквивалент растворенного вещества не равен 1 моль, то молярная концентрация его раствора во столько же раз меньше нормальной, во сколько раз эквивалент этого вещества меньше 1 моль.

Для окислительно-восстановительных реакций (ОВР) фактор эквивалентности равен числу электронов участвующих в реакции, например, для перманганата калия:

В кислой среде	MnO4^– + 8Н^+ + 5e → Mn^+2 + 4Н2О Mn^+7 + 5e → Mn^+2	z=5
В нейтральной Среде	MnO4^– + 2Н2O + 3e → MnO2 + 4ОH^– Mn^+7 + 3e → Mn^+^4	z=3
В щелочной Среде	MnO4^– + 1e → MnО4^–2 Mn^+7 + 1e → Mn^+6	z=1

5. Титром раствора называют массу растворенного вещества, содержащегося в 1 мл раствора.

.

6. Мольная (молярная) доля растворенного вещества и растворителя в растворе Х (N) отношение количества растворенного вещества или растворителя к сумме количеств веществ, содержащихся в растворе.

,

где ν1 – количество 1 растворенного вещества, ν2 – количество 2 растворенного вещества. Х (N) – величина безразмерная, выражается в долях от единицы или в процентах. Сумма мольных долей всех компонентов раствора равна единице или 100%.