Koncentracija

S Vikipedije, slobodne enciklopedije
Epruvete sa tečnošću u kojoj je rastvorena plava boja u različitim koncentracijama. U epruveti sa tamnoplavom tečnošću (ispred) plava boja je rastvorena u visokoj koncentraciji. U sledećim epruvetama, plava boja je rastvorena u manjoj koncentraciji (što odgovara manjoj količini, pošto je zapremina približno ista). Slika je generisana veštačkom inteligencijom.

U hemiji, koncentracija predstavlja najpodesniju veličinu za kvantitativno određivanje rastvora.[1][2] Pored koncentracije, koriste se između ostalih i veličine poput molaliteta, masenog udela, molskog procenta itd.[3][4][5] Izraz koncentracija može se primeniti u bilo kojoj vrsti hemijske smeše, no najčešće se primenjuje na rastvorene materije u rastvorima.

Kvalitativan opis[uredi | uredi izvor]

Ove čaše sa crvenom bojom prikazuju kvalitativne promene u koncentraciji. Rastvori na levoj strani su manje koncentrisani, dok su oni na desnoj strani više koncentrisane.

Često u neformalnom, netehničkom jeziku, koncentracija se opisuje na kvalitativan način, upotrebom prideva kao što su „razblažen” za rastvore relativno niske koncentracije i „koncentrovan” za rastvore relativno visoke koncentracije. Da bi se koncentrovao rastvor, mora se dodati više rastvorka (na primer, alkohola) ili smanjiti količina rastvarača (na primer, vode). Suprotno tome, da bi se rastvor razblažio, mora se dodati više rastvarača ili smanjiti količinu rastvorka. Osim ako se dve materije potpuno ne mešaju,[6][7] postoji koncentracija iznad koje se dalje neće rastvoriti rastvorak u rastvaraču. Za tu tačku se kaže da je rastvor zasićen.[8][9][10] Ako se doda dodatni rastvorak zasićenom rastvoru, on se neće rastvoriti, osim u određenim okolnostima, kada se može javiti prezasićenost. Umesto toga, doći će do odvajanja faza, što će dovesti do koegzistiranja faza, bilo u potpunosti odvojenih ili mešanih kao suspenzija. Tačka zasićenja zavisi od mnogih promenljivih, kao što su temperatura okoline i precizna hemijska priroda rastvarača i rastvorka.

Koncentracije se često nazivaju nivoima, koji odražavaju mentalnu šemu nivoa na vertikalnoj osi grafikona, koji mogu biti visoki ili niski (na primer, „visoki nivoi bilirubina u serumu” su koncentracije bilirubina u krvnom serumu veći od normalnih).

Kvantitativna notacija[uredi | uredi izvor]

Postoje četiri količine koje opisuju koncentraciju:

Masena koncentracija[uredi | uredi izvor]

Masena koncentracija predstavlja masu komponente rastvora () po jedinici zapremine (). Jedinica joj je (g/dm³)

Molaritet[uredi | uredi izvor]

Molaritet ili zapreminska (molarna) koncentracija predstavlja broj molova komponente rastvorka po jedinici zapremine . Jedinica je (mol/dm³ = M)

Brojevna koncentracija[uredi | uredi izvor]

Brojevna koncentracija je definisana kao broj entiteta konstituenta u smeši podeljen zapreminom smeše :

SI jedinica je 1/m3.

Zapreminska koncentracija[uredi | uredi izvor]

Zapreminska koncentracija (koju ne treba poistovećivati sa zapreminskim udelom[11]) predstavlja odnos između zapremine rastvorka i zapremine smeše . Relativna je veličina, pa kao takva može da se izrazi u procentima, promilima, delovima po milionu, itd...

Srodne količine[uredi | uredi izvor]

Nekoliko drugih količina može se koristiti za opisivanje sastava smeše. Treba imati na umu da se one ne bi trebale nazivati koncentracijama.[4]

Normalitet[uredi | uredi izvor]

Normalitet predstavlja broj molskih ekvivalenata neke komponente po jedinici zapremine. Jedinica mu je (Eq/dm³). Vrednost ove veličine zavisi od izbora molskog ekvivalenta, tj. koliko molova će biti u jednom molskom ekvivalentu. Tako normalitet od npr. rastvora čiji je molaritet 1 mol/dm³ biranjem molskog ekvivalenta od 2 mol/Eq postaje 0.5 Eq/dm³.

Molalitet[uredi | uredi izvor]

Molalitet predstavlja veličinu sličnu molarnoj koncentraciji ili molaritetu. To je broj molova rastvorene supstance po jedinici mase rastvarača. Jedinica mu je (mol/kg).

Molarni udeo[uredi | uredi izvor]

Molarni udeo je definisan kao količina konstituenta (u molovima) podeljena ukupnom količinom svih konstituenata u smeši :

SI jedinica je mol/mol. Međutim, zastarela delovi-po notacija često se koristi za opisivanje malih molarnih frakcija.

Molarni odnos[uredi | uredi izvor]

Molarni odnos je definisan kao količina konstituenta podeljena ukupnom količinom svih drugih konstituenata u smeši:

Ako je znatno manje od , molarni odnos je skoro identičan sa molarnim udelom.

SI jedinica je mol/mol. Međutim, zastarela delovi-po notacija često se koristi za opisivanje malih molarnih odnosa.

Maseni udeo[uredi | uredi izvor]

Maseni udeo je frakcija jedne supstance sa masom u masi ukupne smeše , definisana kao:

SI jedinica je kg/kg. Međutim, zastarela delovi-po notacija često se koristi za opisivanje malih masenih udela.

Maseni odnos[uredi | uredi izvor]

Maseni odnos je definisan kao masa konstituenta podeljena totalnom masom svih drugih konstituenata smeše:

Ako je znatno manje od , maseni odnos je skoro identičan sa masenim udelom.

SI jedinica je kg/kg. Međutim, zastarela delovi-po notacija često se koristi za opisivanje malih masenih odnosa.

Tabela koncentracija i povezanih količina[uredi | uredi izvor]

Vrsta koncentracije Simbol Definicija Jedinica u SI sistemu druga/e jedinica/e
masena koncentracija kg/m3 g/100mL (=g/dL)
molarna koncentracija mol/m3 M (=mol/L)
brojčana koncentracija 1/m3 1/cm3
zapreminska koncentracija m3/m3
Povezane količine Simbol Definicija Jedinica u SI sistemu druga/e jedinica/e
normalnost mol/m3 N (=mol/L)
molalnost mol/kg
molarni udeo mol/mol ppm, ppb, ppt
molarni odnos mol/mol ppm, ppb, ppt
maseni udeo kg/kg ppm, ppb, ppt
maseni odnos kg/kg ppm, ppb, ppt

Izvori[uredi | uredi izvor]

  1. ^ IUPAC. „solution”. Kompendijum hemijske terminologije (Internet izdanje).
  2. ^ Housecroft, C. E.; Sharpe, A. G. (2008). Inorganic Chemistry (3. izd.). Prentice Hall. ISBN 978-0-13-175553-6. 
  3. ^ IUPAC. „mass concentration”. Kompendijum hemijske terminologije (Internet izdanje).
  4. ^ a b 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. str. 412. ISBN 0-13-033832-X. 
  7. ^ Stephen, H.; Stephen, T. (2013-10-22). Binary Systems: Solubilities of Inorganic and Organic Compounds, Volume 1P1 (na jeziku: engleski). Elsevier. ISBN 9781483147123. 
  8. ^ „Aragonite Undersaturation in the Arctic Ocean: Effects of Ocean Acidification and Sea Ice Melt”. sciencemag.org. Pristupljeno 2014-08-08. 
  9. ^ „Arctic Ocean undersaturated for calcium carbonate - environmentalresearchweb”. environmentalresearchweb.org. Arhivirano iz originala 19. 05. 2017. g. Pristupljeno 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).

Literatura[uredi | uredi izvor]

  • 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, ur. (2009). Compendium of Polymer Terminology and Nomenclature (IUPAC Recommendations 2008) (2nd izd.). RSC Publ. str. 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 izd.). 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, ur. (2014). Aerosol Science: Technology and Applications. John Wiley & Sons - Science. ISBN 978-1-119-97792-6. 
  • Hinds, William C. (1999). Aerosol Technology (2nd izd.). Wiley - Interscience. ISBN 978-0-471-19410-1. 
  • Lucassen, J. (1981). Lucassen-Reijnders, E. H., ur. Anionic Surfactants – Physical Chemistry of Surfactant Action. NY, USA: Marcel Dekker. 
  • Pruppacher, H. R.; Klett, J. D. Microphysics of Clouds and Precipitation (2nd izd.). Springer. ISBN 978-0-7923-4409-4. 
  • Seinfeld, John; Pandis, Spyros (1998). Atmospheric Chemistry and Physics: From Air Pollution to Climate Change (2nd izd.). Hoboken, New Jersey: John Wiley & Sons, Inc. ISBN 978-0-471-17816-3.