- Bestemmelse af koncentrationen af en opløsning
- Kvalitative koncentrationer
- Molaritet (M)
- Lad os sige, at vi har lavet en opløsning ved at tilsætte vand til 40 gram (1,0 mol) natriumhydroxid, indtil det endelige volumen af opløsningen er en liter (for at gennemgå molberegninger, gå tilbage til The Mole). Da vi har ét mol opløst stof i én liter opløsning, er molariteten lig med (1 mol)/(1 liter) = 1 M. Vi kalder en opløsning med en molaritet på én for en “en molær” opløsning. Molalitet (m)
- Normalitet (N)
- Molefraktion (?)
- Molefraktionen er defineret som antallet af mol af en komponent i en opløsning divideret med det samlede antal mol af alle komponenterne i blandingen. I ligningsform kan vi udtrykke molbrøken af en komponent i en opløsning som værende: ?A = mol af A?mol af A?mol af A + mol af B + mol af C + ?
- Dele pr. million (ppm) og dele pr. milliard (ppb)
- En hurtig oversigt over koncentrationsenheder
Bestemmelse af koncentrationen af en opløsning
Der er mange måder at måle mængden af opløst stof i en opløsning på. Hver metode er nyttig til et andet formål i kemi, så vi er desværre fanget i opgaven med at lære dem alle sammen. Uden videre er de her:
Kvalitative koncentrationer
Mængden af opløst stof, der er til stede i en opløsning, kan beskrives uden tal med et af følgende udtryk:
- Umættet: “Umættet” henviser til enhver opløsning, der stadig er i stand til at opløse mere af en opløst stof. F.eks. er et glas iste ikke mættet med sukker, hvis du har hældt en spiseskefuld sukker i det, fordi det stadig er i stand til at opløse mere sukker. Denne betegnelse er ikke særlig god til at bestemme den nøjagtige mængde af den tilstedeværende opløste stof?f.eks. ville både et glas vand og en fyldt svømmehal kunne siges at være umættede saltopløsninger, hvis der var et gram salt opløst i hver.
- Mættet: Disse opløsninger har opløst den størst mulige mængde opløst stof. Hvis man f.eks. bliver ved med at tilsætte sukker til et glas Kool-Aid, vil det til sidst holde op med at opløses og bundfælde sig på bunden (små børn nægter dog at tro på dette). Man siger, at denne opløsning er mættet.
- Overmættet: Disse opløsninger er opløsninger, hvor der er opløst mere end den normale maksimalt mulige mængde opløst stof. Disse opløsninger er usædvanlige og er ikke særlig stabile. For eksempel forårsager tilsætning af en lille støvklump til en sådan opløsning en tilstrækkelig stor forstyrrelse til, at der spontant dannes krystaller, indtil opløsningen når en mættet tilstand.
Det er nemt at se, om en opløsning er umættet, mættet eller overmættet ved at tilsætte en meget lille mængde opløst stof. Hvis opløsningen er umættet, vil opløsningsstoffet opløses. Hvis opløsningen er mættet, vil den ikke opløses. Hvis opløsningen er overmættet, vil der meget hurtigt dannes krystaller omkring den opløste stof, du har tilsat.
Molaritet (M)
Molaritet er nok den mest almindeligt anvendte måde at måle koncentrationen på og defineres som antallet af mol opløst stof pr. liter opløsning.
Lad os sige, at vi har lavet en opløsning ved at tilsætte vand til 40 gram (1,0 mol) natriumhydroxid, indtil det endelige volumen af opløsningen er en liter (for at gennemgå molberegninger, gå tilbage til The Mole). Da vi har ét mol opløst stof i én liter opløsning, er molariteten lig med (1 mol)/(1 liter) = 1 M. Vi kalder en opløsning med en molaritet på én for en “en molær” opløsning.
Molalitet (m)
Molalitet er defineret som antallet af mol af opløst stof pr. kilogram opløsningsmiddel. Hvis vi f.eks. tilsætter to kg vand til 4 mol sukker, vil molaliteten være lig med 4 mol/2 kg = 2 m (“to molal”). Når du foretager beregninger med molalitet, skal du være opmærksom på, at fordi vands massefylde er 1,0 g/mL under standardbetingelser, er antallet af kilogram vand lig med antallet af liter vand.
Normalitet (N)
Normalitet af en opløsning er defineret som antallet af mol af en reaktiv art, normalt benævnt “ækvivalenter” pr. liter opløsning. Brugen af “ækvivalenter” afhænger af den reaktion, der udføres, så det er nødvendigt at have et vist kendskab til den specifikke kemiske proces i en reaktion, før normaliteten kan beregnes. Det er i hvert fald den “normale” måde at løse dette problem på. (Jeg kunne ikke lade være.)
Molefraktion (?)
Molefraktionen er defineret som antallet af mol af en komponent i en opløsning divideret med det samlede antal mol af alle komponenterne i blandingen. I ligningsform kan vi udtrykke molbrøken af en komponent i en opløsning som værende:
- ?A = mol af A?mol af A?mol af A + mol af B + mol af C + ?
hvor A henviser til den første komponent, B henviser til den anden komponent, og C henviser til den tredje komponent. Som “?” angiver, kan denne beregning udvides til at omfatte et vilkårligt antal komponenter i blandingen.
Dele pr. million (ppm) og dele pr. milliard (ppb)
Både dele pr. million og dele pr. milliard er de koncentrationenheder, der hyppigst anvendes i miljøanalyser. Da det anvendte opløsningsmiddel oftest er vand, kan koncentrationen af en opløsning i ppm findes ved at dividere antallet af mg (0,001 g) af opløst stof med antallet af liter vand. Dele pr. milliard kan bestemmes ved at dividere antallet af ?g (10-6 g) af opløst stof med antallet af liter vand.
En hurtig oversigt over koncentrationsenheder
Den følgende tabel indeholder alle de koncentrationsenheder, vi har nævnt i dette afsnit, samt hvordan man finder dem.
| Enhed | Symbol | Hvordan den måles | |
|---|---|---|---|
| molaritet | M | mol opløst stof/liter opløsning | |
| molalitet | m | mol opløst stof / kg opløsning | |
| normalitet | N | N | “ækvivalenter”,”, som varierer afhængigt af den udførte reaktion |
| molbrøk | ? | mol af A?mol af A + mol af B + ? | |
| partier pr. million | ppm | mg opløst stof/L vand | |
| partier pr. milliard | ppb | ppb | ?g opløst stof/L vand |
Uddrag fra The Complete Idiot’s Guide to Chemistry 2003 af Ian Guch. Alle rettigheder forbeholdes, herunder retten til gengivelse helt eller delvist i enhver form. Anvendes efter aftale med Alpha Books, et medlem af Penguin Group (USA) Inc.
For at bestille denne bog direkte fra forlaget kan du besøge Penguin USA’s websted eller ringe på 1-800-253-6476. Du kan også købe denne bog hos Amazon.com og Barnes & Noble.