- Bepaling van de Concentratie van een Oplossing
- Qualitatieve concentraties
- Molariteit (M)
- Laten we zeggen dat we een oplossing hebben gemaakt door water toe te voegen aan 40 gram (1,0 mol) natriumhydroxide tot het uiteindelijke volume van de oplossing één liter is (om molberekeningen te bekijken, ga terug naar De Mol). Omdat we één mol oplosmiddel in één liter oplossing hebben, is de molariteit gelijk aan (1 mol)/(1 liter) = 1 M. We noemen een oplossing met een molariteit van één een “één molaire” oplossing. Molaliteit (m)
- Normaliteit (N)
- Mole fractie (?)
- De molfractie wordt gedefinieerd als het aantal mol van een component in een oplossing gedeeld door het totale aantal mol van alle componenten in het mengsel. In een vergelijking kan men de molfractie van een bestanddeel in een oplossing als volgt uitdrukken: ?A = mol van A?mol van A + mol van B + mol van C + ?
- Parts Per Million (ppm) en Parts Per Billion (ppb)
- Een snel overzicht van de Concentratie-eenheden
Bepaling van de Concentratie van een Oplossing
Er zijn vele manieren om de hoeveelheid opgeloste stof in een oplossing te meten. Elke methode is nuttig voor een ander doel in de scheikunde, dus we zitten helaas opgescheept met de taak ze allemaal te leren. Zonder verdere omhaal, hier zijn ze:
Qualitatieve concentraties
De hoeveelheid opgeloste stof aanwezig in een oplossing kan worden beschreven zonder getallen door een van de volgende termen:
- Onverzadigd: “Onverzadigd” verwijst naar elke oplossing die nog in staat is om meer van een opgeloste stof op te lossen. Een glas ijsthee is bijvoorbeeld niet verzadigd met suiker als je er een eetlepel suiker in hebt gedaan, omdat er nog meer suiker in kan oplossen. Deze term is niet erg goed om de precieze hoeveelheid van de aanwezige opgeloste stof te bepalen: zowel een glas water als een gevuld zwembad zouden bijvoorbeeld onverzadigde zoutoplossingen zijn als er in elk één gram zout opgelost zou zijn.
- Verzadigd: Deze oplossingen hebben de maximaal mogelijke hoeveelheid opgelost. Bijvoorbeeld, als u suiker blijft toevoegen aan een glas Kool-Aid, zal het uiteindelijk niet meer oplossen en naar de bodem zinken (kleine kinderen weigeren dit echter te geloven). Men zegt dat deze oplossing verzadigd is.
- Verzadigd: Dit zijn oplossingen die meer dan de normale maximaal mogelijke hoeveelheid oplosmiddel hebben opgelost. Deze oplossingen zijn ongebruikelijk en niet erg stabiel. De toevoeging van een klein stofdeeltje aan een dergelijke oplossing veroorzaakt bijvoorbeeld een zodanige verstoring dat zich spontaan kristallen vormen totdat de oplossing een verzadigde toestand bereikt.
Het is gemakkelijk te zeggen of een oplossing onverzadigd, verzadigd, of oververzadigd is door een zeer kleine hoeveelheid opgeloste stof toe te voegen. Als de oplossing onverzadigd is, zal de opgeloste stof oplossen. Als de oplossing verzadigd is, zal het niet oplossen. Als de oplossing oververzadigd is, zullen zich zeer snel kristallen vormen rond de opgeloste stof die u hebt toegevoegd.
Molariteit (M)
Molariteit is waarschijnlijk de meest gebruikte manier om concentratie te meten en wordt gedefinieerd als het aantal mol oplosmiddel per liter oplossing.
Laten we zeggen dat we een oplossing hebben gemaakt door water toe te voegen aan 40 gram (1,0 mol) natriumhydroxide tot het uiteindelijke volume van de oplossing één liter is (om molberekeningen te bekijken, ga terug naar De Mol). Omdat we één mol oplosmiddel in één liter oplossing hebben, is de molariteit gelijk aan (1 mol)/(1 liter) = 1 M. We noemen een oplossing met een molariteit van één een “één molaire” oplossing.
Molaliteit (m)
Molaliteit wordt gedefinieerd als het aantal mol oplosmiddel per kilogram oplosmiddel. Als we bijvoorbeeld twee kilogram water toevoegen aan 4 mol suiker, dan is de molaliteit gelijk aan 4 mol/2 kilogram = 2 m (“twee molal”). Bij berekeningen met molaliteit moet men bedenken dat, omdat de dichtheid van water onder standaardomstandigheden 1,0 g/mL is, het aantal kilogrammen water gelijk is aan het aantal liters water.
Normaliteit (N)
De normaliteit van een oplossing wordt gedefinieerd als het aantal mol van een reactieve stof, meestal aangeduid als “equivalenten” per liter oplossing. Het gebruik van “equivalenten” hangt af van de reactie die wordt uitgevoerd, zodat enige kennis van het specifieke chemische proces in een reactie noodzakelijk is alvorens de normaliteit te berekenen. Tenminste, dat is de “normale” manier om dit probleem op te lossen. (Ik kon het niet laten.)
Mole fractie (?)
De molfractie wordt gedefinieerd als het aantal mol van een component in een oplossing gedeeld door het totale aantal mol van alle componenten in het mengsel. In een vergelijking kan men de molfractie van een bestanddeel in een oplossing als volgt uitdrukken:
- ?A = mol van A?mol van A + mol van B + mol van C + ?
waarbij A verwijst naar het eerste bestanddeel, B verwijst naar het tweede bestanddeel en C verwijst naar het derde bestanddeel. Zoals de “?” aangeeft, kan deze berekening worden uitgebreid tot een willekeurig aantal componenten in het mengsel.
Parts Per Million (ppm) en Parts Per Billion (ppb)
Zowel parts per million als parts per billion zijn concentratie-eenheden die het vaakst bij milieu-analyses worden gebruikt. Omdat het gebruikte oplosmiddel meestal water is, kan de concentratie van een oplossing in ppm worden gevonden door het aantal mg (0,001 g) opgeloste stof te delen door het aantal liters water. Delen per miljard kan worden bepaald door het aantal ?g (10-6 g) van de opgeloste stof te delen door het aantal liters water.
Een snel overzicht van de Concentratie-eenheden
De volgende tabel bevat alle concentratie-eenheden die we in dit gedeelte hebben genoemd, evenals hoe ze te vinden zijn.
| Eenheid | Symbool | Hoe het gemeten wordt |
|---|---|---|
| molariteit | M | mollen oplosmiddel / liter oplossing |
| molariteit | m | massa oplosmiddel / kilogram oplossing |
| normaliteit | N | “equivalenten,”die varieert afhankelijk van de uitgevoerde reactie |
| molefractie | ? | mol van A?mol van A + mol van B + ? |
| deeltjes per miljoen | ppm | mg oplosmiddel/L water |
| deeltjes per miljard | ppb | ?g oplosmiddel/L water |
Uittreksel uit The Complete Idiot’s Guide to Chemistry 2003 door Ian Guch. Alle rechten voorbehouden, inclusief het recht van reproductie in zijn geheel of gedeeltelijk in welke vorm dan ook. Gebruikt volgens afspraak met Alpha Books, een onderdeel van Penguin Group (USA) Inc.
Om dit boek rechtstreeks bij de uitgever te bestellen, bezoek de Penguin USA website of bel 1-800-253-6476. U kunt dit boek ook kopen bij Amazon.com en Barnes & Noble.