Что такое молярная концентрация?

В химии концентрация - это уровень вещества в смеси веществ, например, количество хлорида натрия, обнаруженного в море. Концентрация может быть выражена в различных единицах, часто в терминах весов и объемов. Молярность - это форма веса на единицу объема. Молярная концентрация конкретного вещества - это число молей этого вещества, растворенных в одном литре раствора, независимо от того, сколько других веществ может быть растворено в этом же растворе.

В хлориде натрия (NaCl), обычной столовой соли, атомный вес двух веществ - натрия и хлора - можно найти, обратившись к периодической таблице. Атомный вес натрия составляет 22,99. Атомный вес хлора составляет 35,45. Это означает, что хлорид натрия - один атом обоих этих элементов вместе - имеет молекулярную массу 58,44. Поскольку один моль вещества определяется как его молекулярная масса в граммах, один моль NaCl составляет 58,44 грамма (г).

В качестве иллюстрации, если в 537 миллилитрах (мл) раствора содержится 15,69 г хлорида натрия, но нет другого вещества, молярная концентрация этого раствора составляет (15,69 г / 58,44 г) ÷ (537 мл / 1000 мл) = 0,50. Раствор 0,50 М в хлориде натрия. Если раствор содержит другой компонент, такой как бромид магния, этот раствор остается 0,50 М в хлориде натрия . Однако он также имеет молярную концентрацию в бромиде магния.

Атомный вес магния 24,31. Атомный вес брома составляет 79,90. Однако молекулярная масса бромида магния не составляет 24,31 + 79,90 = 104,21. Это связано с тем, что бромид магния имеет химическую формулу MgBr ₂ , поскольку валентность магния составляет +2, тогда как валентность брома составляет всего -1. Правильно, молекулярная масса бромида магния составляет 24,31 + (2 × 79,90) = 184,11.

Если присутствует 24,72 г бромида магния, молярная концентрация бромида магния составляет (24,72 г / 184,11 г) ÷ (537 мл / 1000 мл) = 0,25 М. Это означает, что раствор содержит 0,50 М в NaCl и 0,25 М в MgBr ₂ . Интересно понять, что, несмотря на уменьшение количества молекул воды в этом втором растворе по сравнению с первым - концентрации выражены в единицах «на литр раствора», а не «на литр воды» - молярная концентрация хлорида натрия равна одинаково для обоих. Теоретически возможно присутствие чрезвычайно большого количества веществ в одном литре раствора, что приводит к набору довольно низких молярных концентраций, при которых вода практически отсутствует.