Co to jest stężenie substancji rozpuszczonej?
Stężenie substancji rozpuszczonej jest terminem używanym do opisania mieszanin i określa, ile jednej substancji, zwanej substancją rozpuszczoną, rozpuszcza się w innej, zwanej rozpuszczalnikiem. Istnieje wiele sposobów opisywania stężenia, w zależności od potrzeb, i może obejmować wagę, objętość lub masę cząsteczkową. Stężenie mieszanin jest ważne, ponieważ wiele reakcji chemicznych zależy od posiadania odpowiedniej ilości reagentów do zakończenia reakcji.
Być może najłatwiejszym sposobem opisania stężenia substancji rozpuszczonej jest waga. Osoba, która chce stworzyć spójną mieszaninę soli z wodą, może zważyć oba materiały i zapisać wyniki. Wielokrotne ważenie tych samych ilości może następnie odtworzyć stężenie słonej wody, co zapewni równoważne mieszaniny. Mieszanina wytworzona za pomocą tej metody jest zwykle nazywana mieszaniną procentową masy, która określa, że użyto wag, a nie objętości.
Waga na objętość jest również powszechnym pomiarem stężenia substancji rozpuszczonej. Ilość substancji rozpuszczonej jest najpierw ważona za pomocą skali pomiarowej, a następnie dodawana do pojemnika. Rozpuszczalnik jest następnie dodawany do znaku objętości na pojemniku, co daje znaną objętość mieszaniny. Powstałą mieszaninę definiuje się jako wagę na objętość, taką jak funty na galon lub gramy na litr.
Stężenie objętości substancji rozpuszczonej jest możliwe, jeśli oba materiały są cieczami, ale nie są stosowane w przypadku ciał stałych rozpuszczonych w cieczach. Oznaczony pojemnik służy do pomiaru objętości substancji rozpuszczonej i rozpuszczalnika, a następnie miesza się. Stężenie określa się jako procent objętościowy, aby zidentyfikować, że oba materiały są obecne w objętości, a nie w masie.
Do zastosowań laboratoryjnych często stosuje się stężenia molowe lub molowe w celu dokładnego określenia ilości materiału dostępnego do reakcji chemicznych. Mole substancji rozpuszczonej są równe ciężarowi materiału podzielonemu przez masę molową, która jest matematycznie określona na podstawie układu okresowego pierwiastków. Na przykład cząsteczka wody zawiera dwa atomy wodoru i jeden tlen. Masę molową wodoru i tlenu można znaleźć na dowolnym opublikowanym układzie okresowym.
Po znalezieniu masa molowa cząsteczki jest określana przez dodanie masy molowej tlenu do dwóch mas wodoru, co odpowiada atomom obecnym w cząsteczce wody. Masa molowa nie ma jednostek, ale jest często publikowana w gramach na mol; może to być funt na mol, jeśli masy molowe są funtami. Liczba moli jest często określana przez samą reakcję chemiczną, ponieważ produkty reagują zgodnie z ich masami molowymi, gdy cząsteczki łączą się.
Aby określić, ile substancji rozpuszczonej należy dodać do mieszaniny molowej, liczbę potrzebnych moli mnoży się przez masę molową, aby uzyskać masę. Tę masę dodaje się do pojemnika i dodaje znaną objętość rozpuszczalnika, zwykle litr lub galon w celu uzyskania stałego stężenia. Wynikiem jest stosunek molowy do objętości, który nazywa się molowym stężeniem substancji rozpuszczonej. Dodanie tej samej masy do znanej masy rozpuszczalnika daje stężenie molowe.