Растворы: концентрация, массовая доля. Определение, расчет и рекомендации

Массовая концентрация раствора является одним из распространенных понятий в современной химии. В статье мы выявим особенности растворов, их виды, применение. Отметим некоторые примеры расчета разных видов концентраций.

концентрация массовая

Особенности растворов

Раствор - это однородная система, имеющая переменный состав. Из двух компонентов раствора один всегда выступает в качестве среды. Именно в ней будут растворяться структурные фрагменты других веществ. Ее называют растворителем, внутри которого и располагаются молекулы растворенного вещества.

Если смешивается два газообразных вещества, то в таком случае не выделяют растворителя. Для каждой конкретной ситуации всегда проводятся специальные расчеты.

Получение однородных систем

Для получения однородных растворов необходимо дробление растворенных веществ до структурных единиц. Только в таком случае системы будут истинными. При раздроблении до небольших капелек, песчинок, которые будут распределяться в среде, получают коллоидные растворы, эмульсии, суспензии.


концентрация массовых долей

Применение растворов

Кстати, в строительстве смесь песка, цемента, воды тоже называют раствором, но с химической точки зрения он представляет собой суспензию. Практическое значение растворов можно объяснить по разным причинам.

Химические реакции в жидких растворах происходят в объеме растворителя. Это делает их доступными для реакции без любого дополнительного действия на систему. В смеси, содержащей твердые частицы, невозможно провести реакцию в полном объеме. Чтобы ускорить процесс, потребуется соприкосновение частиц в некоторых точках. Для повышения скорости реакции перетирают кристаллы в ступке, затем их прессуют. Но не сразу можно достигнуть полноты протекания процесса.

В растворе же протекает процесс иначе. Молекулы движутся свободно, при их столкновениях происходят химические превращения. Энергия, которая начинает выделяться в таком взаимодействии, аккумулируется растворителем, система практически не разогревается.


массовая концентрация раствора

Физические свойства и концентрация растворов

Массовая доля вещества позволяет определять количественное соотношение растворенного вещества и растворителя, взятое для их приготовления. Металлические сплавы, кстати, тоже являются растворами, но твердыми, характеризующимися определенными физическими параметрами.

Растворы обладают способностью менять силы действия растворенного компонента. Это делает их востребованными в сельском хозяйстве, медицине. Например, раствор марганцовки (перманганата калия) используют для обработки ссадин и ран в средней концентрации. Но практическое значение имеет и его незначительная концентрация. Так, массовая доля вещества 2-3% придает раствору слабо-розовый цвет, востребованный для промывания желудка.

Темные фиолетовые кристаллы перманганата калия не применяют в медицинских целях, поскольку они обладают сильными окислительными свойствами. Вообще, интенсивность окраски напрямую связана с тем, какова его концентрация. Массовая доля вещества позволяет регулировать токсичность готового раствора.

молярная массовая концентрация

Массовая доля

Как вычисляется подобная концентрация? Массовая доля вещества характеризуется отношением массы вещества к массе раствора, взятого в процентах. На их органолептические свойства оказывает влияние не только то, что будет растворяться, но и количественный показатель. Например, для слабого раствора поваренной соли почти не характерен привкус, а при больших концентрациях он проявляется в разной степени.


Как на практике определяется концентрация? Массовая доля вещества в растворе рассматривается в школьном курсе неорганической химии. Задачи на ее определение включены в тестовые задания для выпускников 9 класса.

Приведем пример задания, в котором используется концентрация.

Массовая доля поваренной соли 25%. Масса раствора 250 граммов. Определите массу воды, содержащейся в нем. Для проведения вычислений сначала нужно выяснить массу вещества. Исходя из пропорции, получаем, что вещества в растворе 62,5 грамма. Для определения массы воды нужно вычесть из 250 граммов массу самого вещества, в результате получаем 187,5 г.

концентрация растворов массовая доля

Виды концентраций

Что такое концентрация? Массовых долей в растворе может содержаться не более ста процентов. В химии термин «концентрация» предполагает некое содержание растворенного вещества. Существует несколько ее вариантов: молярная, массовая концентрация.

Например, если необходимо приготовить раствор из 80 граммов воды и 20 граммов поваренной соли и определить массовые доли вещества в растворе, сначала нужно определить массу раствора. Она составит сто граммов. Процентное содержание вещества получается 20 процентов.

Мы проанализировали, что представляет собой массовая доля. Молярная концентрация предполагает отношение количества вещества к объему взятого раствора. Чтобы приготовить раствор с заданной молярной концентрацией, сначала определяют массу вещества. Затем взвешивают его нужное количество и растворяют в литре растворителя.

Расчет молярной концентрации

Так, для приготовления 2 литров раствора с концентрацией 0,15 моль/л сначала рассчитывают массу соли, которая содержится в растворе. Для этого нужно разделить 0,15 моль на 2 литра, получаем 0,075 моль. Теперь вычисляем массу: 0,075 моль умножаем на 58,5 г/моль. Результат - 4,39 г.

Задачи аналитической химии

В качестве прикладной химической задачи рассматривают анализ. С его помощью выявляют состав смеси, проводят диагностические пробы, анализируют горные породы. Для этого нужно определять качественный и количественный состав раствора.

Среди тех задач, которые чаще всего встречаются в неорганической химии, выделим определение концентрации одного вещества по заданной величине у другого вещества. С помощью опытов можно осуществить постепенное добавление к раствору, у которого известна молярная концентрация, искомого раствора. Данный процесс называется титрованием.

Растворимость и растворители

Самым распространенным растворителем является вода. В ней отлично растворяются основания, кислоты, соли, некоторые органические соединения. Именно водные растворы являются самыми распространенными в природе системами. Вода выполняет функцию биологического растворителя. Она считается основой для протекания многих сред: крови, цитозолей, межклеточных жидкостей. Многие типы животных и растений живут именно в водной среде.

Растворимостью называют свойство вещества растворяться в выбранном растворителе. Это сложное явление, которое требует учета определенных нюансов и особенностей строения растворителя.

В качестве хороших органических веществ можно отметить спирты. Они в свой состав включают гидрокисльные группы, поэтому имеют высокую растворимость.

массовая доля молярная концентрация

Заключение

Любая жидкость может рассматриваться в качестве растворителя. Именно поэтому часто ведут речь о взаимной растворимости разных жидких веществ. К примеру, среди органических веществ можно упомянуть о растворимости в воде сложных эфиров.

Различные виды концентраций, используемые в неорганической и органической химии, помогают проводить качественные и количественные определения веществ. Теория растворов востребована в аналитической химии, фармацевтике и современной медицине.

Истинный раствор: определение, признаки, состав, свойства, примеры
Истинные растворы являются важной составной частью жизнедеятельности любого человека. Поэтому знание их особенностей и понимание основных закономерностей происходящих в них очень важно.
далее
Что такое нормальность раствора? Как правильно определить ...
Что такое нормальность раствора? Как её вычислить? Формула нормальности раствора, история открытия, способы выражения концентрации.
далее
Концентрация и плотность серной кислоты. Зависимость плотности серной ...
Разбавленная и концентрированная серная кислота - это такие важные химические продукты, что в мире их вырабатывается больше, чем любых других веществ. Экономическое богатство страны может быть оценено по объему производимой в ней серной кислоты.
далее
Однородные смеси: определение понятия, состав, примеры
Химия изучает вещества и их свойства. При их смешивании возникают смеси, которые приобретают новые ценные качества.
далее
Моляльная концентрация. Что означает молярная и моляльная концентрация?
Молярная и моляльная концентрации, несмотря на похожие названия, величины разные. Основное их отличие в том, что при определении моляльной концентрации расчёт производится не на объем раствора, как при выявлении молярности, а на массу растворителя.
далее
Моляльная концентрация. Что означает молярная и моляльная концентрация?
Что это - раствор? Как сделать раствор? Свойства растворов. Применение растворов
Много ли в природе химически чистых веществ? Что представляет собой морская вода, молоко, проволока из стали – индивидуальные вещества, или же они состоят из нескольких компонентов? В нашей статье мы ознакомимся со свойствами растворов – наиболее распространенных физико-химических систем, имеющих переменный состав.
далее
Что это - раствор? Как сделать раствор? Свойства растворов. Применение растворов
Чистые вещества: примеры и способы получения
Описание терминов: чистые вещества и смеси. Примеры чистых веществ и способ их получения различными путями обработки смесей.
далее
Чистые вещества: примеры и способы получения
Что это - моль в химии? Определение и формулы
С понятием "моль" сталкивается каждый школьник, который начинает изучать химию. С более сложными понятиями, такими как молярная масса, молярная концентрация, молярность растворителя, тяжело разобраться, не зная, что такое моль. Можно сделать вывод, что моль - одно из важнейших понятий в химии. Многие задачи нельзя решить, не определив количество молей.
далее
Что это - моль в химии? Определение и формулы
Массовая доля? А какая именно?
В процессе химической реакции не всегда получается то, что теоретически запланировано, по крайней мере, количественно. Обычно это связано с затрудненными условиями реакции – неидеальной температурой, недостаточным контактом с катализатором и просто химической нечистотой реактивов. В этом случае химики употребляют словосочетание «массовая доля выхода».
далее
Массовая доля? А какая именно?