Definizione di concentrazione (chimica)

In chimica, la parola "concentrazione" si riferisce ai componenti di una miscela o soluzione. Ecco la definizione di concentrazione e uno sguardo ai diversi metodi utilizzati per calcolarlo.

Definizione di concentrazione

In chimica, concentrazione si riferisce alla quantità di una sostanza per spazio definito. Un'altra definizione è che la concentrazione è il rapporto tra soluto in una soluzione o soluzione solvente o totale. La concentrazione di solito è espressa in termini di massa per unità di volume. Tuttavia, la concentrazione di soluto può anche essere espressa in moli o unità di volume. Invece del volume, la concentrazione può essere per unità di massa. Mentre di solito applicato a soluzioni chimiche, la concentrazione può essere calcolata per qualsiasi miscela.

Sono due termini correlati concentrato e diluire. Concentrato si riferisce a soluzioni chimiche che hanno alte concentrazioni di una grande quantità di soluto nella soluzione. Le soluzioni diluite contengono una piccola quantità di solvente rispetto alla quantità di solvente. Se una soluzione è concentrata al punto in cui non si dissolverà più il soluto nel solvente, si dice che lo sia saturato.

Esempi di unità di concentrazione: g / cm³, kg / l, M, m, N, kg / L

Come calcolare la concentrazione

La concentrazione viene determinata matematicamente prendendo la massa, le moli o il volume del soluto e dividendolo per la massa, le moli o il volume della soluzione (o meno comunemente, il solvente). Alcuni esempi di unità di concentrazione e formule includono:

Molarità (M) - moli di soluto / litri di soluzione (non solvente!)
Concentrazione di massa (kg / m³ o g / L) - massa del soluto / volume della soluzione
Normalità (N) - grammi di soluto attivo / litri di soluzione
Molalità (m) - moli di soluto / massa di solvente (non massa di soluzione!)
Percentuale di massa (%) - soluto di massa / soluzione di massa x 100% (le unità di massa sono la stessa unità sia per il soluto che per la soluzione)
Concentrazione di volume (nessuna unità) - volume di soluto / volume di miscela (stesse unità di volume per ciascuno)
Concentrazione numerica (1 / m³) - numero di entità (atomi, molecole, ecc.) di un componente diviso per il volume totale della miscela
Volume percentuale (v / v%) - volume soluto / volume soluzione x 100% (i volumi di soluto e soluzione sono nelle stesse unità)
Mole Fraction (mol / mol) - moli di moli soluti / totali di specie nella miscela
Rapporto molare (mol / mol) - moli di soluto / moli totali di tutti altro specie nella miscela
Frazione di massa (kg / kg o parti per) - massa di una frazione (potrebbero essere più soluti) / massa totale della miscela
Rapporto di massa (kg / kg o parti per) - massa del soluto / massa di tutti altro componenti nella miscela
PPM (parti per milione) - una soluzione di 100 ppm è 0,01%. La notazione "parti per", mentre è ancora in uso, è stata in gran parte sostituita dalla frazione molare.
PPB (parti per miliardo) - tipicamente usato per esprimere la contaminazione di soluzioni diluite

Alcune unità possono essere convertite dall'una all'altra, tuttavia, non è sempre una buona idea convertire tra le unità in base al volume della soluzione a quelle basate sulla massa della soluzione (o viceversa) perché il volume è influenzato dalla temperatura.

Definizione rigorosa di concentrazione

Nel senso più stretto, non tutti i mezzi per esprimere la composizione di una soluzione o miscela sono definiti "concentrazione". Alcune fonti solo considerare la concentrazione di massa, la concentrazione molare, la concentrazione numerica e la concentrazione volumetrica come unità di concentrazione reali.

Concentrazione contro diluizione

Un altro uso comune del termine "concentrazione" si riferisce alla concentrazione di una soluzione. UN soluzione concentrata contiene tanto soluto che può contenere. I chimici spesso preferiscono chiamare tale soluzione saturato. Al contrario, si dice che sia una soluzione che contiene poche particelle di soluto diluire.

Per concentrare una soluzione, è necessario aggiungere più particelle di soluto oppure rimuovere del solvente. Se il solvente non è volatile, una soluzione può essere concentrata evaporando o facendo bollire il solvente.

Le diluizioni vengono fatte aggiungendo solvente a una soluzione più concentrata. È pratica comune preparare una soluzione relativamente concentrata, chiamata soluzione madre, e usarla per preparare soluzioni più diluite. Questa pratica si traduce in una migliore precisione rispetto alla semplice miscelazione di una soluzione diluita perché può essere difficile ottenere una misurazione accurata di una piccola quantità di soluto. Le diluizioni seriali vengono utilizzate per preparare soluzioni estremamente diluite. Per preparare una diluizione, la soluzione madre viene aggiunta in un matraccio tarato e quindi diluita con solvente nel segno.

fonte

IUPAC, Compendio di terminologia chimica, 2a ed. (il "Libro d'oro") (1997).

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