» » Розчини: концентрація, масова частка. Визначення, розрахунок та рекомендації

Розчини: концентрація, масова частка. Визначення, розрахунок та рекомендації

Масова концентрація розчину є одним з поширених понять в сучасній хімії. У статті ми виявимо особливості розчинів, їх види, застосування. Відзначимо деякі приклади розрахунку різних видів концентрацій.
Розчини: концентрація, масова частка. Визначення, розрахунок та рекомендації

Особливості розчинів

Розчин - це однорідна система, що має змінний склад. З двох компонентів розчину один завжди виступає в якості середовища. Саме в ній будуть розчинятися структурні фрагменти інших речовин. Її називають розчинником, усередині якого розташовуються молекули розчиненої речовини.


Якщо змішується два газоподібних речовини, то в такому випадку не виділяють розчинника. Для кожної конкретної ситуації завжди проводяться спеціальні розрахунки.

Отримання однорідних систем

Для отримання однорідних розчинів необхідно дроблення розчинених речовин до структурних одиниць. Тільки в такому випадку системи будуть істинними. При роздробленні до дрібних крапельок, піщинок, які будуть розподілятися у середовищі, отримують колоїдні розчини, емульсії, суспензії.
Розчини: концентрація, масова частка. Визначення, розрахунок та рекомендації

Застосування розчинів

До речі, в будівництві суміш піску, цементу, води теж називають розчином, але з хімічної точки зору він являє собою суспензію. Практичне значення розчинів можна пояснити з різних причин. Хімічні реакції в рідких розчинах відбуваються в об'ємі розчинника. Це робить їх доступними для реакції без будь-якої додаткової дії на систему. В суміші, що містить тверді частки, неможливо провести реакцію в повному обсязі. Щоб прискорити процес, потрібно зіткнення частинок в деяких точках. Для підвищення швидкості реакції перетирають кристали в ступці, потім їх пресують. Але не відразу можна досягти повноти протікання процесу.


У розчині ж протікає процес інакше. Молекули рухаються вільно, при їх зіткненнях відбуваються хімічні перетворення. Енергія, яка починає виділятися в такій взаємодії, акумулюється розчинником, система практично не розігрівається.
Розчини: концентрація, масова частка. Визначення, розрахунок та рекомендації

Фізичні властивості і концентрація розчинів

Масова частка речовини дозволяє визначити кількісне співвідношення розчиненої речовини і розчинника, взяте для їх приготування. Металеві сплави, до речі, теж є розчинами, але твердими, що характеризуються певними фізичними параметрами. Розчини володіють здатністю змінювати сили дії розчиненого компонента. Це робить їх затребуваними в сільському господарстві, медицині. Наприклад, розчин марганцівки (перманганату калію) використовують для обробки саден і ран у середньої концентрації. Але практичне значення має і його незначна концентрація. Так, масова частка речовини 2-3% надає розчину слабо-рожевий колір, затребуваний для промивання шлунка. Темні фіолетові кристали перманганату калію не застосовують у медичних цілях, оскільки вони володіють сильними окисними властивостями. Взагалі, інтенсивність забарвлення безпосередньо пов'язана з тим, яка його концентрація. Масова частка речовини дозволяє регулювати токсичність готового розчину.
Розчини: концентрація, масова частка. Визначення, розрахунок та рекомендації

Масова частка

Як обчислюється подібна концентрація? Масова частка речовини характеризується відношенням маси речовини до маси розчину, взятого у відсотках. На їх органолептичні властивості впливає не тільки те, що буде розчинятися, але і кількісний показник. Наприклад, для слабкого розчину кухонної солі майже не характерний присмак, а при великих концентраціях він проявляється в різному ступені.
Як на практиці визначається концентрація? Масова частка речовини в розчині розглядається в шкільному курсі неорганічної хімії. Завдання на визначення включені тестові завдання для випускників 9 класу. Наведемо приклад завдання, в якому використовується концентрація. Масова частка кухонної солі 25%. Маса розчину 250 грамів. Визначте масу води, що міститься в ньому. Для проведення обчислень спочатку потрібно з'ясувати масу речовини. Виходячи з пропорції, отримуємо, що речовини в розчині 625 грама. Для визначення маси води потрібно відняти з 250 грамів масу самого речовини, в результаті отримуємо 1875 р.
Розчини: концентрація, масова частка. Визначення, розрахунок та рекомендації

Види концентрацій

Що таке концентрація? Масових часток у розчині може міститися не більше ста відсотків. У хімії термін «концентрація» припускає якесь вміст розчиненого речовини. Існує декілька її варіантів: молярна, масова концентрація. Наприклад, якщо необхідно приготувати розчин з 80 грамів води і 20 грамів кухонної солі і визначити масові частки речовини в розчині, спочатку потрібно визначити масу розчину. Вона складе сто грамів. Процентний вміст речовини виходить 20 відсотків. Ми проаналізували, що являє собою масова частка. Молярна концентрація припускає відношення кількості речовини до об'єму взятого розчину. Щоб приготувати розчин з заданої молярної концентрації, спочатку визначають масу речовини. Потім зважують його потрібну кількість і розчиняють в літрі розчинника.

Розрахунок молярної концентрації

Так, для приготування 2 літрів розчину з концентрацією 015 моль/л спочатку розраховують масу солі, яка міститься в розчині. Для цього потрібно розділити 015 моль на 2 літри, отримуємо 0075 моль. Тепер обчислюємо масу: 0075 моль множимо на 585 г/моль. Результат - 439 р.

Завдання аналітичної хімії

В якості прикладної хімічної задачі розглядають аналіз. З його допомогою виявляють складу суміші, проводять діагностичні проби, що аналізують гірські породи. Для цього потрібно визначати якісний та кількісний склад розчину. Серед тих завдань, які найчастіше зустрічаються в неорганічній хімії, виділимо визначення концентрації однієї речовини за заданою величиною в іншого речовини. За допомогою дослідів можна здійснити поступове додавання до розчину, у якого відома молярна концентрація, шуканого розчину. Даний процес називається титруванням.

Розчинність і розчинники

Найпоширенішим розчинником є вода. В ній чудово розчиняються основи, кислоти, солі, деякі органічні сполуки. Саме водні розчини є самими поширеними в природі системами. Вода виконує функцію біологічного розчинника. Вона є основою для протікання багатьох середовищ: крові, цитозолей, міжклітинних рідин. Багато видів тварин і рослин живуть саме у водному середовищі. Розчинністю називають властивість речовини розчинятися в обраному розчиннику. Це складне явище, яке потребує врахування певних нюансів і особливостей будови розчинника. В якості хороших органічних речовин можна відзначити спирти. Вони включають в свій склад гидрокисльние групи, тому мають високу розчинність.
Розчини: концентрація, масова частка. Визначення, розрахунок та рекомендації

Висновок

Будь-яка рідина може розглядатися в якості розчинника. Саме тому часто ведуть мову про взаємної розчинності різних рідких речовин. Приміром, серед органічних речовин можна згадати про розчинність у воді складних ефірів. Різні види концентрацій, використовувані в неорганічної та органічної хімії, допомагають проводити якісні та кількісні визначення речовин. Теорія розчинів затребувана в аналітичній хімії, фармації і сучасній медицині.