Глава 6. Растворы

6.2. Концентрация растворов

Важной характеристикой растворов служит их концентрация, которая выражает относительное количество компонентов в растворе. Различают массовые и объемные концентрации, размерные и безразмерные.

К безразмерным концентрациям (долям) относятся следующие концентрации:

• Массовая доля растворенного вещества W (B) выражается в долях единицы или в процентах:
  где m (B) и m (A) – масса растворенного вещества B и масса растворителя A.

• Объемная доля растворенного вещества σ (B) выражается в долях единицы или объемных процентах:
  где V_i – объем компонента раствора, V (B) – объем растворенного вещества B. Объемные проценты называют градусами^*).

  ^*) Иногда объемная концентрация выражается в тысячных долях (промилле, ‰) или в миллионных долях (млн^–1), ppm.

• Мольная доля растворенного вещества χ (B) выражается соотношением
  

  Сумма мольных долей k компонентов раствора χ_i равна единице

К размерным концентрациям относятся следующие концентрации:

• Моляльность растворенного вещества C_m (B) определяется количеством вещества n (B) в 1 кг (1000 г) растворителя, размерность моль/кг.
  

• Молярная концентрация вещества B в растворе C (B) – содержание количества растворенного вещества B в единице объема раствора, моль/м³, или чаще моль/литр:
  где μ (B) – молярная масса B, V – объем раствора.

• Молярная концентрация эквивалентов вещества B C_Э (B) (нормальность – устаревш.) определяется числом эквивалентов растворенного вещества в единице объема раствора, моль∙литр^–1:
  где n_Э (B) – количество вещества эквивалентов, μ_Э – молярная масса эквивалента.

• Титр раствора вещества B (T_B) определяется массой растворенного вещества в г, содержащегося в 1 мл раствора:
  

  г∙мл–1 или

  
  

  г∙мл–1.

Массовые концентрации (массовая доля, процентная, моляльная) не зависят от температуры; объемные концентрации относятся к определенной температуре.

Все вещества в той или иной степени способны растворяться и характеризуются растворимостью. Некоторые вещества неограниченно растворимы друг в друге (вода–ацетон, бензол–толуол, жидкие натрий–калий). Большинство соединений ограниченно растворимы (вода–бензол, вода–бутиловый спирт, вода–поваренная соль), а многие малорастворимы или практически нерастворимы (вода–BaSO₄, вода–бензин).

Модель 6.2. Растворимость солей

Растворимостью вещества при данных условиях называют его концентрацию в насыщенном растворе. В таком растворе достигается равновесие между растворяемым веществом и раствором. В отсутствие равновесия раствор остается стабильным, если концентрация растворенного вещества меньше его растворимости (ненасыщенный раствор), или нестабильным, если в растворе содержится вещества больше его растворимости (пересыщенный раствор).