Konzentrationsdefinition (Chemie)

In der Chemie bezieht sich das Wort "Konzentration" auf die Bestandteile eines Gemisches oder einer Lösung. Hier ist die Definition der Konzentration und ein Blick auf verschiedene Methoden, um es zu berechnen.

Konzentrationsdefinition

In Chemie, Konzentration bezieht sich auf die Menge eines Stoffes pro definiertem Raum. Eine andere Definition ist, dass die Konzentration das Verhältnis von gelöstem Stoff in einer Lösung zu entweder Lösungsmittel oder Gesamtlösung ist. Die Konzentration wird gewöhnlich als Masse pro Volumeneinheit ausgedrückt. Die Konzentration an gelöstem Stoff kann jedoch auch in Mol oder Volumeneinheiten ausgedrückt werden. Anstelle des Volumens kann die Konzentration pro Masseneinheit angegeben werden. Während es normalerweise auf chemische Lösungen angewendet wird, kann die Konzentration für jedes Gemisch berechnet werden.

Zwei verwandte Begriffe sind konzentriert und verdünnen. Konzentriert bezieht sich auf chemische Lösungen, die hohe Konzentrationen einer großen Menge gelösten Stoffs in der Lösung aufweisen. Verdünnte Lösungen enthalten im Vergleich zur Lösungsmittelmenge eine geringe Menge Lösungsmittel. Wenn eine Lösung bis zu einem Punkt konzentriert wird, an dem sich kein gelöster Stoff mehr im Lösungsmittel löst, spricht man von einer Lösung gesättigt.

Konzentrationsbeispiele: g / cm³, kg / l, M, m, N, kg / l

Wie man die Konzentration berechnet

Die Konzentration wird mathematisch bestimmt, indem Masse, Mol oder Volumen des gelösten Stoffs durch Masse, Mol oder Volumen der Lösung (oder seltener das Lösungsmittel) dividiert werden. Einige Beispiele für Konzentrationseinheiten und Formeln sind:

• Molarität (M) - Mol gelöster Stoff / Liter Lösung (kein Lösungsmittel!)
• Massenkonzentration (kg / m³ oder g / l) - Masse des gelösten Stoffes / Volumen der Lösung
• Normalität (N) - Gramm aktiver gelöster Stoff / Liter Lösung
• Molalität (m) - Mol gelöster Stoff / Masse Lösungsmittel (nicht Masse Lösung!)
• Massenprozent (%) - gelöster Stoff / gelöste Masse x 100% (Masseeinheiten sind für gelösten Stoff und Lösung die gleiche Einheit)
• Volumenkonzentration (keine Einheit) - Volumen des gelösten Stoffes / Volumen der Mischung (jeweils gleiche Volumeneinheiten)
• Zahlenkonzentration (1 / m³) - Anzahl der Entitäten (Atome, Moleküle usw.) einer Komponente geteilt durch das Gesamtvolumen des Gemisches
• Volumenprozent (v / v%) - Volumen gelöster Stoff / Volumenlösung x 100% (Volumen gelöster Stoff und Lösung sind in der gleichen Einheit)
• Molenbruch (mol / mol) - Mol gelöster Stoffe / Gesamtmol Arten in der Mischung
• Molverhältnis (mol / mol) - Mol gelöster Stoffe / Mol insgesamt von allen andere Arten in der Mischung
• Massenanteil (kg / kg oder Teile pro) - Masse einer Fraktion (kann mehrere gelöste Stoffe sein) / Gesamtmasse der Mischung
• Massenverhältnis (kg / kg oder Teile pro) - Masse des gelösten Stoffes andere Bestandteile in der Mischung
• PPM (parts per million) - eine 100 ppm Lösung ist 0,01%. Die Bezeichnung "Teile pro" wurde, während sie noch verwendet wird, größtenteils durch die Molenfraktion ersetzt.
• PPB (Teile pro Milliarde) - Wird normalerweise verwendet, um die Kontamination verdünnter Lösungen auszudrücken

Einige Einheiten können von einer Einheit in eine andere umgerechnet werden. Es ist jedoch nicht immer eine gute Idee, zwischen Einheiten umzurechnen, die auf dem Volumen der Lösung basieren, und solchen, die auf der Masse der Lösung basieren (oder umgekehrt), da das Volumen von der Temperatur beeinflusst wird.

Strikte Definition der Konzentration

Im strengsten Sinne werden nicht alle Mittel zum Ausdrücken der Zusammensetzung einer Lösung oder eines Gemisches als "Konzentration" bezeichnet. Einige Quellen nur Betrachten Sie die Massenkonzentration, die Molkonzentration, die Zahlenkonzentration und die Volumenkonzentration als wahre Konzentrationseinheiten.

Konzentration versus Verdünnung

Eine andere gebräuchliche Verwendung des Begriffs "Konzentration" bezieht sich darauf, wie konzentriert eine Lösung ist. EIN konzentrierte Lösung enthält so viel gelösten Stoff wie es halten kann. Chemiker ziehen es oft vor, eine solche Lösung zu nennen gesättigt. Im Gegensatz dazu soll eine Lösung, die wenige gelöste Partikel enthält, sein verdünnen.

Um eine Lösung zu konzentrieren, müssen entweder mehr gelöste Partikel zugesetzt oder etwas Lösungsmittel entfernt werden. Wenn das Lösungsmittel nichtflüchtig ist, kann eine Lösung durch Verdampfen oder Abdampfen des Lösungsmittels konzentriert werden.

Verdünnungen werden durch Zugabe eines Lösungsmittels zu einer konzentrierteren Lösung hergestellt. Es ist übliche Praxis, eine relativ konzentrierte Lösung, eine Stammlösung, herzustellen und zur Herstellung verdünnterer Lösungen zu verwenden. Diese Vorgehensweise führt zu einer besseren Präzision als das einfache Mischen einer verdünnten Lösung, da es schwierig sein kann, eine genaue Messung einer kleinen Menge gelösten Stoffs zu erhalten. Reihenverdünnungen werden verwendet, um extrem verdünnte Lösungen herzustellen. Zur Herstellung einer Verdünnung wird die Stammlösung in einen Messkolben gegeben und dann mit Lösungsmittel bis zur Marke verdünnt.

Quelle

• IUPAC, Compendium of Chemical Terminology, 2. Aufl. (das "Goldbuch") (1997).