Концентрација

С Википедије, слободне енциклопедије
Епрувете са течношћу у којој је растворена плава боја у различитим концентрацијама. У епрувети са тамноплавом течношћу (испред) плава боја је растворена у високој концентрацији. У следећим епруветама, плава боја је растворена у мањој концентрацији (што одговара мањој количини, пошто је запремина приближно иста). Слика је генерисана вештачком интелигенцијом.

У хемији, концентрација представља најподеснију величину за квантитативно одређивање раствора.[1][2] Поред концентрације, користе се између осталих и величине попут молалитета, масеног удела, молског процента итд.[3][4][5] Израз концентрација може се применити у било којој врсти хемијске смеше, но најчешће се примењује на растворене материје у растворима.

Квалитативан опис[уреди | уреди извор]

Ове чаше са црвеном бојом приказују квалитативне промене у концентрацији. Раствори на левој страни су мање концентрисани, док су они на десној страни више концентрисане.

Често у неформалном, нетехничком језику, концентрација се описује на квалитативан начин, употребом придева као што су „разблажен” за растворе релативно ниске концентрације и „концентрован” за растворе релативно високе концентрације. Да би се концентровао раствор, мора се додати више растворка (на пример, алкохола) или смањити количина растварача (на пример, воде). Супротно томе, да би се раствор разблажио, мора се додати више растварача или смањити количину растворка. Осим ако се две материје потпуно не мешају,[6][7] постоји концентрација изнад које се даље неће растворити растворак у растварачу. За ту тачку се каже да је раствор засићен.[8][9][10] Ако се дода додатни растворак засићеном раствору, он се неће растворити, осим у одређеним околностима, када се може јавити презасићеност. Уместо тога, доћи ће до одвајања фаза, што ће довести до коегзистирања фаза, било у потпуности одвојених или мешаних као суспензија. Тачка засићења зависи од многих променљивих, као што су температура околине и прецизна хемијска природа растварача и растворка.

Концентрације се често називају нивоима, који одражавају менталну шему нивоа на вертикалној оси графикона, који могу бити високи или ниски (на пример, „високи нивои билирубина у серуму” су концентрације билирубина у крвном серуму већи од нормалних).

Квантитативна нотација[уреди | уреди извор]

Постоје четири количине које описују концентрацију:

Масена концентрација[уреди | уреди извор]

Масена концентрација представља масу компоненте раствора () по јединици запремине (). Јединица јој је (g/dm³)

Моларитет[уреди | уреди извор]

Моларитет или запреминска (моларна) концентрација представља број молова компоненте растворка по јединици запремине . Јединица је (mol/dm³ = M)

Бројевна концентрација[уреди | уреди извор]

Бројевна концентрација је дефинисана као број ентитета конституента у смеши подељен запремином смеше :

СИ јединица је 1/m3.

Запреминска концентрација[уреди | уреди извор]

Запреминска концентрација (коју не треба поистовећивати са запреминским уделом[11]) представља однос између запремине растворка и запремине смеше . Relativna је величина, па као таква може да се изрази у процентима, промилима, деловима по милиону, итд...

Сродне количине[уреди | уреди извор]

Неколико других количина може се користити за описивање састава смеше. Треба имати на уму да се оне не би требале називати концентрацијама.[4]

Нормалитет[уреди | уреди извор]

Нормалитет представља број молских еквивалената неке компоненте по јединици запремине. Јединица му је (Eq/dm³). Вредност ове величине зависи од избора молског еквивалента, тј. колико молова ће бити у једном молском еквиваленту. Тако нормалитет од нпр. раствора чији је моларитет 1 mol/dm³ бирањем молског еквивалента од 2 mol/Eq постаје 0.5 Eq/dm³.

Молалитет[уреди | уреди извор]

Молалитет представља величину сличну моларној концентрацији или моларитету. То је број молова растворене супстанце по јединици масе растварача. Јединица му је (mol/kg).

Моларни удео[уреди | уреди извор]

Моларни удео је дефинисан као количина конституента (у моловима) подељена укупном количином свих конституената у смеши :

СИ јединица је mol/mol. Међутим, застарела делови-по нотација често се користи за описивање малих моларних фракција.

Моларни однос[уреди | уреди извор]

Моларни однос је дефинисан као количина конституента подељена укупном количином свих других конституената у смеши:

Ако је знатно мање од , моларни однос је скоро идентичан са моларним уделом.

СИ јединица је mol/mol. Међутим, застарела делови-по нотација често се користи за описивање малих моларних односа.

Масени удео[уреди | уреди извор]

Масени удео је фракција једне супстанце са масом у маси укупне смеше , дефинисана као:

СИ јединица је kg/kg. Међутим, застарела делови-по нотација често се користи за описивање малих масених удела.

Масени однос[уреди | уреди извор]

Масени однос је дефинисан као маса конституента подељена тоталном масом свих других конституената смеше:

Ако је знатно мање од , масени однос је скоро идентичан са масеним уделом.

СИ јединица је kg/kg. Међутим, застарела делови-по нотација често се користи за описивање малих масених односа.

Табела концентрација и повезаних количина[уреди | уреди извор]

Врста концентрације Симбол Дефиниција Јединица у СИ систему друга/е јединица/е
масена концентрација kg/m3 g/100mL (=g/dL)
моларна концентрација mol/m3 M (=mol/L)
бројчана концентрација 1/m3 1/cm3
запреминска концентрација m3/m3
Повезане количине Симбол Дефиниција Јединица у СИ систему друга/е јединица/е
нормалност mol/m3 N (=mol/L)
молалност mol/kg
моларни удео mol/mol ppm, ppb, ppt
моларни однос mol/mol ppm, ppb, ppt
масени удео kg/kg ppm, ppb, ppt
масени однос kg/kg ppm, ppb, ppt

Извори[уреди | уреди извор]

  1. ^ IUPAC. „solution”. Kompendijum hemijske terminologije (Internet izdanje).
  2. ^ Housecroft, C. E.; Sharpe, A. G. (2008). Inorganic Chemistry (3. изд.). Prentice Hall. ISBN 978-0-13-175553-6. 
  3. ^ IUPAC. „mass concentration”. Kompendijum hemijske terminologije (Internet izdanje).
  4. ^ а б IUPAC. „concentration”. Kompendijum hemijske terminologije (Internet izdanje).
  5. ^ Holler, F. James; Skoog, Douglas A.; West, Donald M. (1996). Fundamentals of analytical chemistry. Philadelphia: Saunders College Pub. ISBN 978-0-03-005938-4. 
  6. ^ Wade, Leroy G. (2003). Organic Chemistry. Pearson Education. стр. 412. ISBN 0-13-033832-X. 
  7. ^ Stephen, H.; Stephen, T. (2013-10-22). Binary Systems: Solubilities of Inorganic and Organic Compounds, Volume 1P1 (на језику: енглески). Elsevier. ISBN 9781483147123. 
  8. ^ „Aragonite Undersaturation in the Arctic Ocean: Effects of Ocean Acidification and Sea Ice Melt”. sciencemag.org. Приступљено 2014-08-08. 
  9. ^ „Arctic Ocean undersaturated for calcium carbonate - environmentalresearchweb”. environmentalresearchweb.org. Архивирано из оригинала 19. 05. 2017. г. Приступљено 2014-08-08. 
  10. ^ Yamamoto-Kawai, M; McLaughlin, FA; Carmack, EC; Nishino, S; Shimada, K (2009). „Aragonite undersaturation in the Arctic Ocean: effects of ocean acidification and sea ice melt”. Science. 326 (5956): 1098—100. Bibcode:2009Sci...326.1098Y. PMID 19965425. doi:10.1126/science.1174190. 
  11. ^ IUPAC. „volume fraction”. Kompendijum hemijske terminologije (Internet izdanje).

Литература[уреди | уреди извор]

  • Holler, F. James; Skoog, Douglas A.; West, Donald M. (1996). Fundamentals of analytical chemistry. Philadelphia: Saunders College Pub. ISBN 978-0-03-005938-4. 
  • IUPAC. „solution”. Kompendijum hemijske terminologije (Internet izdanje).
  • Crouch, Stanley; Skoog, Douglas A. (2007). Principles of instrumental analysis. Australia: Thomson Brooks/Cole. ISBN 978-0-495-01201-6. 
  • Nieman, Timothy A.; Skoog, Douglas A.; Holler, F. James (1998). Principles of instrumental analysis. Pacific Grove, CA: Brooks/Cole. ISBN 978-0-03-002078-0. 
  • Bettencourt da Silva, R; Bulska, E; Godlewska-Zylkiewicz, B; Hedrich, M; Majcen, N; Magnusson, B; Marincic, S; Papadakis, I; Patriarca, M; Vassileva, E; Taylor, P. . Analytical measurement: measurement uncertainty and statistics. 2012. ISBN 978-92-79-23070-7. 
  • Skoog, Leary: Instrumentelle Analytik. Grundlagen, Geräte, Anwendungen.. Springer-Lehrbuch. . Berlin: Springer Verlag. 1996. ISBN 978-3-540-60450-1. 
  • Einax, Heinz Zwanziger, Geiss: Chemometrics in environmental analysis.. VCH Verlag, Weinheim. 1997. ISBN 978-3-527-28772-7.
  • Georg Schwedt: Analytische Chemie.. Wiley-VCH. 2004. ISBN 978-3-527-30866-8.
  • Jander, Blasius, Strähle: Einführung in das anorganisch-chemische Praktikum (einschl. der quantitativen Analyse).. Hirzel, Stuttgart, 15., neu bearb. Auflage. 2005. ISBN 978-3-7776-1364-2.
  • Gerhard Jander, Blasius, Strähle, Schweda: Lehrbuch der analytischen und präparativen anorganischen Chemie.. Hirzel, Stuttgart, 16., überarb. Auflage. 2006. ISBN 978-3-7776-1388-8.
  • Otto: Analytische Chemie.. Wiley-VCH, 3., vollst. überarb. u. erw. Auflage. 2006. ISBN 978-3-527-31416-4.
  • Handbuch der experimentellen Chemie; Sekundarbereich II, Band 3 + 4, Analytische Chemie und Umweltanalytik I + II. Aulis Verlag Deubner & Co. KG, Köln.
  • Jones, Richard G.; Wilks, Edward S.; Metanomski, W. Val; Kahovec, Jaroslav; Hess, Michael; Stepto, Robert; Kitayama, Tatsuki, ур. (2009). Compendium of Polymer Terminology and Nomenclature (IUPAC Recommendations 2008) (2nd изд.). RSC Publ. стр. 464. ISBN 978-0-85404-491-7. 
  • Lyklema, J. Fundamentals of Interface and Colloid Science, Vol. 2, p. 3208, 1995
  • Rodil, Ma. Lourdes C. (1997). Chemistry The Central Science (7th изд.). ISBN 978-0-13-533480-5. 
  • Darragh, P.J., et al., Scientific American, Vol. 234, p. 84, (1976)
  • Luck, W. et al., Ber. Busenges Phys. Chem., Vol. 67, p. 84 (1963);
  • Hiltner, P.A. and Krieger, I.M., Diffraction of Light by Ordered Suspensions, J. Phys. Chem., Vol. 73, p. 2306 (1969)
  • Arora, A.K., Tata, B.V.R., Eds. Ordering & Phase Transitions in Charged Colloids Wiley, New York (1996)
  • Sood, A.K. in Solid State Physics, Eds. Ehrenreich, H., Turnbull, D., Vol. 45, p. 1 (1991)
  • Sherman, Philip (1963). Rheology of emulsions: proceedings of a symposium held by the British Society of Rheology ... Harrogate, October 1962. British Society of Rheology. Macmillan. 
  • Handbook of Nanostructured Materials and Nanotechnology; Nalwa, H.S., Ed.; Academic Press: New York, NY, USA, 2000; Volume 5, pp. 501–575
  • Colbeck, Ian; Lazaridis, Mihalis, ур. (2014). Aerosol Science: Technology and Applications. John Wiley & Sons - Science. ISBN 978-1-119-97792-6. 
  • Hinds, William C. (1999). Aerosol Technology (2nd изд.). Wiley - Interscience. ISBN 978-0-471-19410-1. 
  • Lucassen, J. (1981). Lucassen-Reijnders, E. H., ур. Anionic Surfactants – Physical Chemistry of Surfactant Action. NY, USA: Marcel Dekker. 
  • Pruppacher, H. R.; Klett, J. D. Microphysics of Clouds and Precipitation (2nd изд.). Springer. ISBN 978-0-7923-4409-4. 
  • Seinfeld, John; Pandis, Spyros (1998). Atmospheric Chemistry and Physics: From Air Pollution to Climate Change (2nd изд.). Hoboken, New Jersey: John Wiley & Sons, Inc. ISBN 978-0-471-17816-3.