Wat is oplossingsconcentratie?
Oplossingen zijn homogene mengsels die het gevolg zijn van het oplossen, op moleculair niveau, van een of meer "opgeloste stoffen" in het "oplosmiddel" - het oplosmedium. Het oplosmiddel kan ook uit meer dan één stof bestaan, zolang deze ook in elkaar oplossen. In gewoon gebruik verwijst het woord oplossing naar stoffen opgelost in een vloeibaar oplosmiddel, hoewel het brede gebruik van het woord niet zo beperkt is. Wetenschappers noemen opgeloste hoeveelheid of rijkdom in een oplossing de oplossingsconcentratie . Er zijn een aantal manieren om de oplossingsconcentratie te kwantificeren of een numerieke waarde toe te kennen.
Methoden die worden gebruikt om concentratie te rapporteren variëren, afhankelijk van of het gebruik wetenschappelijk is of niet - en soms afhankelijk van de specifieke wetenschap. Vooral onder analytische chemici is de meest voorkomende eenheid voor het melden van oplossingsconcentratie 'molariteit'. Deze term is afgeleid van het woord "mol", verwijzend naar het molecuulgewicht van een bepaalde verbinding in gram. Het is gemakkelijk te zien dat, omdat hun molecuulgewichten verschillen, een mol suiker niet in gewicht gelijk is aan een mol zout.
Overweeg hoe een oplossing van één zout tafelzout wordt bereid. Natriumchloride heeft de chemische formule NaCl - het is het reactieproduct dat wordt geproduceerd door natrium (Na) metaal te combineren met chloor (Cl) gas. Het atoomgewicht van natrium is 22,99; het atoomgewicht van chloor is 35,45. Eenvoudige toevoeging geeft het molecuulgewicht van zout als 58,44 - dat wil zeggen dat een mol NaCl 58,44 gram weegt. Het oplossen van deze hoeveelheid NaCl in water om een liter (1,06 liter) oplossing te maken, resulteert in een exact één molaire oplossing (1,0 M).
Minder vaak kan oplossingsconcentratie worden uitgedrukt in termen van "normaliteit" of "molaliteit". De definitie voor normaliteit verschilt niet veel van die voor molariteit, maar omvat het concept van 'equivalenten'. Als een voorbeeld is een oplossing die 1,0 molair is in fosforzuur (H3P04), omdat deze drie waterstofionen produceert voor elk molecuul fosforzuur, 3,0 normaal (3,0 N). Hoewel het in het begin misschien voordelig lijkt om normaliteit te gebruiken in plaats van molariteit als de standaard van oplossingsconcentratie, is normaliteit geen absolute term, maar hangt het af van het gebruik van de oplossing. Om deze reden heeft de Internationale Unie voor Pure en Toegepaste Chemie aangedrongen op het stopzetten van normaliteit bij het uitdrukken van oplossingsconcentratie.
Molaliteit wordt nog minder vaak gebruikt dan normaliteit. Een oplossing is één molaal (1,0 m) als deze bestaat uit één mol opgeloste stof opgelost in een kilogram - niet uit oplossing - maar uit oplosmiddel. In het begin lijkt het erop dat molaliteit geen bijzonder waardevolle eigenschappen biedt waardoor het nuttig is als een term voor oplossingsconcentratie. Het gaat echter niet om volume, maar alleen om gewicht - voor zowel opgeloste stof als oplosmiddel. Dit betekent dat molaliteit niet temperatuurafhankelijk is, waardoor het de eenheid van keuze is in die gebieden van chemie met "colligatieve" eigenschappen - die eigenschappen met aantallen deeltjes.