Concentratie Definitie (Chemie)

In de chemie heeft het woord "concentratie" betrekking op de componenten van een mengsel of oplossing. Hier is de definitie van concentratie en een blik op verschillende methoden die worden gebruikt om deze te berekenen.

Concentratie Definitie

In chemie, concentratie verwijst naar de hoeveelheid van een stof per gedefinieerde ruimte. Een andere definitie is dat concentratie de verhouding opgeloste stof in een oplossing tot oplosmiddel of totale oplossing is. Concentratie wordt meestal uitgedrukt in massa per volume-eenheid. De concentratie opgeloste stof kan echter ook worden uitgedrukt in mol of volume-eenheden. In plaats van volume kan de concentratie per massa-eenheid zijn. Hoewel gewoonlijk toegepast op chemische oplossingen, kan de concentratie voor elk mengsel worden berekend.

Twee gerelateerde termen zijn geconcentreerd en verdund. Geconcentreerd verwijst naar chemische oplossingen met hoge concentraties van een grote hoeveelheid opgeloste stof in de oplossing. Verdunde oplossingen bevatten een kleine hoeveelheid oplosmiddel vergeleken met de hoeveelheid oplosmiddel. Als een oplossing geconcentreerd is tot het punt waar geen opgeloste stof meer in het oplosmiddel zal oplossen, wordt dat gezegd verzadigd.

Unit voorbeelden van concentratie: g / cm³, kg / l, M, m, N, kg / L

Concentratie berekenen

Concentratie wordt wiskundig bepaald door de massa, het aantal mol of het volume opgeloste stof te nemen en te delen door de massa, het aantal mol of het volume van de oplossing (of minder gebruikelijk, het oplosmiddel). Enkele voorbeelden van concentratie-eenheden en formules zijn:

Molariteit (M) - mol opgeloste stof / liter oplossing (geen oplosmiddel!)
Massaconcentratie (kg / m³ of g / L) - massa opgeloste stof / volume oplossing
Normaliteit (N) - gram actieve opgeloste stof / liter oplossing
Molaliteit (m) - mol opgeloste stof / massa oplosmiddel (geen massa oplossing!)
Massapercentage (%) - massa opgeloste stof / massa-oplossing x 100% (massa-eenheden zijn dezelfde eenheid voor zowel opgeloste stof als oplossing)
Volumeconcentratie (geen eenheid) - volume opgeloste stof / volume mengsel (dezelfde volume-eenheden voor elk)
Aantal concentratie (1 / m³) - aantal entiteiten (atomen, moleculen, enz.) van een component gedeeld door het totale volume van het mengsel
Volumepercentage (v / v%) - volume opgeloste stof / volume oplossing x 100% (opgeloste stof en oplossingsvolumes zijn in dezelfde eenheden)
Mol fractie (mol / mol) - mol opgeloste / totale mol soorten in het mengsel
Molverhouding (mol / mol) - aantal opgeloste mol / totaal aantal mol anders soort in het mengsel
Massafractie (kg / kg of delen per) - massa van één fractie (kan meerdere opgeloste stoffen zijn) / totale massa van het mengsel
Massaverhouding (kg / kg of delen per) - massa opgeloste stof / massa van allen anders bestanddelen in het mengsel
PPM (parts per million) - een oplossing van 100 ppm is 0,01%. De "delen per" notatie, hoewel nog steeds in gebruik, is grotendeels vervangen door molfractie.
PPB (delen per miljard) - meestal gebruikt om vervuiling van verdunde oplossingen uit te drukken

Sommige eenheden kunnen van de ene naar de andere worden omgezet, maar het is niet altijd een goed idee om tussen eenheden op basis van het volume van de oplossing om te zetten naar eenheden op basis van de massa van de oplossing (of vice versa) omdat het volume wordt beïnvloed door de temperatuur.

Strikte definitie van concentratie

In de striktste zin worden niet alle middelen om de samenstelling van een oplossing of mengsel uit te drukken "concentratie" genoemd. Enkele bronnen enkel en alleen beschouw massaconcentratie, molaire concentratie, aantalconcentratie en volumeconcentratie als echte concentratie-eenheden.

Concentratie versus verdunning

Een ander gebruikelijk gebruik van de term "concentratie" verwijst naar hoe geconcentreerd een oplossing is. EEN Geconcentreerde oplossing bevat zoveel opgeloste als het kan vasthouden. Chemici noemen vaak een dergelijke oplossing verzadigd. Daarentegen wordt gezegd dat een oplossing die weinig opgeloste deeltjes bevat, is verdund.

Om een oplossing te concentreren, moeten meer opgeloste deeltjes worden toegevoegd of moet enig oplosmiddel worden verwijderd. Als het oplosmiddel niet vluchtig is, kan een oplossing worden geconcentreerd door het oplosmiddel te verdampen of af te koken.

Verdunningen worden gemaakt door oplosmiddel toe te voegen aan een meer geconcentreerde oplossing. Het is gebruikelijk om een relatief geconcentreerde oplossing, een stockoplossing, te bereiden en deze te gebruiken om meer verdunde oplossingen te bereiden. Deze oefening resulteert in een betere precisie dan het eenvoudig mengen van een verdunde oplossing omdat het moeilijk kan zijn om een nauwkeurige meting van een kleine hoeveelheid opgeloste stof te verkrijgen. Seriële verdunningen worden gebruikt om extreem verdunde oplossingen te bereiden. Om een verdunning te bereiden, wordt stockoplossing toegevoegd aan een maatkolf en vervolgens verdund met oplosmiddel tot de streep.

Bron

IUPAC, Compendium of Chemical Terminology, 2nd ed. (het "Gouden Boek") (1997).

Wetenschap