Vad är lösningskoncentration?

Lösningar är homogena blandningar som är resultatet av upplösning, på molekylär nivå, en eller flera "lösta ämnen" i "lösningsmedlet" - upplösningsmediet. Lösningsmedlet kan också bestå av mer än en substans, så länge de också upplöses i varandra. Vid vanlig användning avser ordlösningen ämnen upplöst i ett flytande lösningsmedel, även om den breda användningen av ordet inte är så begränsad. Forskare kallar löst kvantitet eller rikedom inom en lösning dess lösningskoncentration . Det finns ett antal sätt att kvantifiera - eller tilldela ett numeriskt värde till - lösningskoncentration.

Metoder som används för att rapportera koncentration varierar beroende på om användningen är vetenskaplig eller inte - och ibland beroende på den specifika vetenskapen. Speciellt bland analytiska kemister är den vanligaste enheten för rapportering av lösningskoncentration "molaritet". Denna term härleds från ordet "mol", med hänvisning till en speciell förenings molekylvikt i gram. Man kan lätt se att eftersom deras molekylvikter skiljer sig är en mol socker inte lika i vikt som en mol salt.

Tänk på hur en en molär lösning av bordsalt framställs. Natriumklorid har den kemiska formeln NaCl - det är reaktionsprodukten som produceras genom att man kombinerar natrium (Na) metall med klor (Cl) gas. Atomvikten av natrium är 22,99; klorens atomvikt är 35,45. Enkel tillsats ger saltets molekylvikt 58,44 - det vill säga en mol NaCl väger 58,44 gram. Lösning av denna mängd NaCl i vatten för att skapa en liter (1,06 liter) lösning resulterar i en exakt en molär lösning (1,0 M).

Mindre ofta kan lösningskoncentration uttryckas i termer av "normalitet" eller "molalitet." Definitionen för normalitet skiljer sig inte mycket från den för molaritet, men innehåller begreppet "ekvivalenter". Som exempel är en lösning som är 1,0 molär i fosforsyra (H3PO4), eftersom den producerar tre vätejoner för varje molekyl fosforsyra, 3,0 normal (3,0 N). Även om det till en början kan verka fördelaktigt att använda normalitet istället för molaritet som standard för lösningskoncentration, är normalitet inte en absolut term, utan beror på användningen av lösningen. Av denna anledning har International Union of Pure and Applied Chemistry uppmanat att avbryta normaliteten när det gäller att uttrycka lösningskoncentration.

Molalitet används ännu mindre ofta än normaliteten är. En lösning är en molal (1,0 m) om den består av en mol löst ämne löst i ett kilogram - inte av lösning - utan av lösningsmedel. Till en början kan det tyckas att molalitet inte ger några särskilt värdefulla egenskaper som gör det användbart som en term för lösningskoncentration. Det innebär emellertid inte volym utan endast vikt - för både lösta ämnen och lösningsmedel. Detta betyder att molalitet inte är temperaturberoende, vilket gör den till den valbara enheten inom de områden inom kemi som involverar "kolligativa" egenskaper - de egenskaper som involverar antal partiklar.