Как перевести массовую долю в молярную концентрацию: Концентрации и доли. Как переводить концентрации? In-chemistry.ru

Содержание

Пересчёт молярной концентрации (млн-1) в массовую (мг/м3)

Главная / Рассчеты / Пересчёт молярной концентрации (млн^-1) в массовую (мг/м³)

Определяемый компонент:
Выберите компонентАзот (N2)Аргон (Ar)Водород (h3)Кислород (O2)Воздух (-)Криптон (Kr)Ксенон (Xe)Неон (Ne)Монооксид улерода (CO)Моноокись углерода (CO2)Гелий (He)Вода (h3O)Неон (Ne)Метан (Ch5)Этан (C2H6)Этилен (C2h5)Ацетилен (C2h3)Пропан (C3H8)Пропилен (C3H6)н-бутан (n-C4h20)2–метилпропан (C4h20)1–бутен (C4H8)Цис–2–бутен (C4H8)Транс–2–бутен (C4H8)2–метилпропен (C4H8)1–пентен (C5h20)н–пентан (C5h22)2–метилбутан (C5h22)2,2–диметилпропан (C5h22)2–метилпентан (C6h24)3–метилпентан (C6h24)2,2–диметилбутан (C6h24)2,3–диметилбутан (C6h24)н-гексан (C6h24)н–гептан (C7h26)н–октан (С8Н18)н–нонан (С9Н20)н–декан (С10Н22)Пропадиен (C3h5)1,2–бутадиен (C4H6)1,3–бутадиен (С4Н6)Циклопентан (C5h20)Метилциклопентан (C6h22)Этилциклопентан (C7h24)Циклогексан (C6h22)Метилциклогексан (C7h24)Этилциклогексан (C8h26)Бензол (C6H6)Толуол (C7H8)Этилбензол (C8h20)о–ксилол (C8h20)Метанол (Ch4OH)Цианид водорода (HCN)Окись азота (NO)Двуокись азота (NO2)Монооксид диазота (N2O)Диоксид серы (SO2)Аммиак (Nh4)Хлористый водород (HCl)Этанол (C2H5OH)Сероводород (h3S)Метилмеркаптан (Ch4SH)Этилмеркаптан (C2H5SH)Диметилсульфид (C2H6S)Изо-пропилмеркаптан (i-C3H7SH)Пропилмеркаптан (C3H7SH)Метилэтилсульфид (C3H8S)Бутилмеркаптан (C4H9SH)Изо-бутилмеркаптан (i-C4H9SH)Втор-бутилмеркаптан (втор-C4H9SH)Трет-бутилмеркаптан (трет-C4H9SH)Диэтилсульфид (C4h20S)Карбонилсульфид (COS)Дисульфид углерода (CS2)

Молярная доля компонента:

[ppm (млн^-1)]

Массовая доля компонента:

[мг/м³]

Определяемый компонент:
Выберите компонентАзот (N2)Аргон (Ar)Водород (h3)Кислород (O2)Воздух (-)Криптон (Kr)Ксенон (Xe)Неон (Ne)Монооксид улерода (CO)Моноокись углерода (CO2)Гелий (He)Вода (h3O)Неон (Ne)Метан (Ch5)Этан (C2H6)Этилен (C2h5)Ацетилен (C2h3)Пропан (C3H8)Пропилен (C3H6)н-бутан (n-C4h20)2–метилпропан (C4h20)1–бутен (C4H8)Цис–2–бутен (C4H8)Транс–2–бутен (C4H8)2–метилпропен (C4H8)1–пентен (C5h20)н–пентан (C5h22)2–метилбутан (C5h22)2,2–диметилпропан (C5h22)2–метилпентан (C6h24)3–метилпентан (C6h24)2,2–диметилбутан (C6h24)2,3–диметилбутан (C6h24)н-гексан (C6h24)н–гептан (C7h26)н–октан (С8Н18)н–нонан (С9Н20)н–декан (С10Н22)Пропадиен (C3h5)1,2–бутадиен (C4H6)1,3–бутадиен (C4H6)Циклопентан (C5h20)Метилциклопентан (C6h22)Этилциклопентан (C7h24)Циклогексан (C6h22)Метилциклогексан (C7h24)Этилциклогексан (C8h26)Бензол (C6H6)Толуол (C7H8)Этилбензол (C8h20)о–ксилол (C8h20)Метанол (Ch4OH)Цианид водорода (HCN)Окись азота (NO)Двуокись азота (NO2)Монооксид диазота (N2O)Диоксид серы (SO2)Аммиак (Nh4)Хлористый водород (HCl)Этанол (C2H5OH)Сероводород (h3S)Метилмеркаптан (Ch4SH)Этилмеркаптан (C2H5SH)Диметилсульфид (C2H6S)Изо-пропилмеркаптан (i-C3H7SH)Пропилмеркаптан (C3H7SH)Метилэтилсульфид (C3H8S)Бутилмеркаптан (C4H9SH)Изо-бутилмеркаптан (i-C4H9SH)Втор-бутилмеркаптан (втор-C4H9SH)Трет-бутилмеркаптан (трет-C4H9SH)Диэтилсульфид (C4h20S)Карбонилсульфид (COS)Дисульфид углерода (CS2)

Массовая доля компонента:

[мг/м³]

Молярная доля компонента:

[ppm (млн^-1)]

Приготовление растворов.

Способы выражения концентрации

Химия \ Химия

Страницы работы

5 страниц (Word-файл)

Посмотреть все страницы

Скачать файл

Содержание работы

Работа 3. ПРИГОТОВЛЕНИЕ РАСТВОРОВ

Раствором называется гомогенная система, состоящая из двух или более компонентов, относительные количества которых могут изменяться в широких пределах. Всякий раствор состоит из растворителя и растворенного вещества.

Количественный состав раствора характеризуют концентрацией. В химии пользуются несколькими способами выражения концентрации.

Массовая доля растворенного вещества — это безразмерная физическая величина, равная отношению массы растворенного вещества к общей массе раствора, т.е. Wв = mв/m где -массовая доля растворенного вещества; m_в— масса растворенного вещества; в — общая масса раствора. Масса раствора в равна сумме масс растворенного вещества mв и растворителя mр, тогда:

Wв = mв / mв + mр

Если известна плотность раствора P, то масса раствора m = где U*p — объем раствора. Тогда массовую долю можно определять по формуле Wв = mв / U*p. Массовую долю растворенного вещества Wв обычно выражают в долях единицы или в процентах. Например, массовая доля соляной кислоты в воде 0.1. или 10%. Это означает, что в растворе соляной кислоты массой 100 г содержатся соляная кислота массой 10 г и вода массой 90 г.

Задача 1. В 1 л раствора содержится 110 г карбоната натрия (p = 1,1 г/мл). Вычислить массовую долю (в %) карбоната натрия.

Решение. Для определения массовой доли Na2CO3 необходимо найти массу одного литра раствора: m = U*p = 1000 мл * 1,1 г/мл = 1100 г. Зная, что в 1 л раствора содержится 110 г карбоната натрия, определяем массу данной соли в 100 г раствора:

1100 г раствора — 100% |

| х = 10%

110 г карбоната натрия — х% |

Следовательно, массовая доля карбоната натрия в растворе составляет 10%.

Задача 2. Сколько надо взять кристаллогидрата CuSO4 * Н₂0 и воды для приготовления 300 г 10%-ного раствора сульфата меди (II)?

Решение. Определим, сколько потребуется CuSO4 для приготовления 300 г 10%-ного раствора:

300 г раствора CuS04 — 100% |

| х = 300 *10 / 100 = 30 г х г сульфата меди — 10% |

Зная молярные массы кристаллогидрата (250 г/моль) и сульфата меди (II) (160 г/моль), определим, в какой массе CuSO4 * 5 Н20 будет содержаться 30 г CuSO4:

160 г CuSO4 содержится в 250 г CuSO4 * 5 Н2О

30 г — “ — — “ — y г — “ y = 30 * 250 / 160 = 48,9 г.

Таким образом, для приготовления раствора потребуется 46,9 г кристаллогидрата CuS04 * 5 Н20 и (300 — 46,9) г = 253.1 г воды.

Молярная концентрация показывает число молей растворенного вещества в 1 л раствора.

Раствор, содержащий в одном литре 1 моль растворенного вещества, называют одномолярным и обозначают 1 М; 0,5 М — полумолярный (в 1 л раствора 0.

5 моль вещества): 0.1 М — децимолярный (в 1 л раствора 0.1 моль вещества) и т.д.

Задача 3. Какова молярность раствора, если в 100 мл раствора содержится 2 г гидроксида натрия?

Решение, Молярная масса гидроксида натрия равна 40 г. 2 г его составляют 2/40 = 0.05 моль.

В 100 мл раствора содержится 0.05 моль NaOH |

| х = 0,5 моль

В 1000 мл — “ — — “ — x моль NaOH |

Нормальная концентрация показывает число эквивалентов растворенного вещества в 1 л раствора.

Однонормальный раствор (1 н.) — в 1 л раствора содержится 1 эквивалент растворенного вещества, двунормальный (2 н,) — 2 эквивалента вещества и т.д.

Задача 4. В 200 мл раствора содержится 1.14 г сульфата алюминия. Какова нормальность раствора?

Решение. Молярная масса сульфата алюминия 342 г/моль. Эквивалентна масса Al2(SO4)3 57 г (342/6). Определяем, сколько эквивалентов составляет 1,14 г сульфата алюминия: 1.

14/57 = 0,02 экв_.

Из пропорции находим г сколько эквивалентов содержится в 1 л раствора:

В 200 мл раствора содержится 0.02 экв. |

| х =0,1 экв.

в 1000 мл — “ — — “ — x экв. |

Нормальность раствора равна 0.1 н.

Перевод молярной концентрации в нормальную.

Задача 5, Какова нормальность 0,2 М растворов следующих веществ:

а) Al2(SO4)3; б)h4PO4; в) NaOH ?

Решение. а) 3Al2(SO4)3 М/б, следовательно, б 3 = М. Поэтому для этой соли, б н, раствор соответствует 1М |

| x = 1,2 н.

х н, — “ — — “ — 0,2 М |

б) 3 Э = М

3 н. раствор соответствует 1 М |

| х = 0,6 н.

х н. — “ — — “ — 0.2 M |

в)

0,2 М раствор будет иметь концентрацию 0,2 н.

Перевод массовой доли в молярную и нормальную концентрации. SO* и воды потребуется для приготовления 50 г раствора, в котором массовая доля сульфата натрия составляет 10%. Плотность воды принять равной 1 г/мл. Взвесить (с точностью до 0,02 г) расчетное количество сульфата натрия и перенести его в стакан на 100 мл. Отмерить мерным цилиндром рассчитанный объем дистиллированной воды и прилить в стакан. Смесь перемешать стеклянной палочкой до полного растворения. Полученный раствор перелить в мерный цилиндр на 50 мл, измерить ареометром плотность. По показаниям ареометра в табл.4 плотности водных растворов определить массовую долю сульфата натрия в приготовленном растворе.

Массовая доля, %

Плотность р-ра, г/мл

Массовая доля, %

Плотность р-ра, г/мл

Na2SO4 | Al2(SO4)3

1,044 1,050

1,053 1,061

1,063 1,072

1,072 1,083

1,082 1,094

1,091 1,105

1,101 1,117

1,111 1,129

1,121 1,140

1,141 1,152

Результат записать в отчет. Вычислить молярность растворам Определить относительную ошибку опыта.

Опыт 2. Приготовление 1,5 н. раствора сульфата алюминия. Рассчитать, сколько граммов Al2(SO4)3 * 18 Н2О потребуется для приготовления 50 мл 1,5 н. раствора соли (расчет сверить у преподавателя). Взвесить расчетное количество кристаллогидрата сульфата алюминия на технических весах. С помощью микроворонки перенести навеску сульфата алюминия в мерную колбу на 50 мл. Остатки вещества смыть с микроворонки в колбу дистиллированной водой и налить примерно до половины воды; взбалтывать колбу до полного растворения навески. Затем уровень раствора довести до метки (последние капли добавлять при помощи пипетки). Приготовленный раствор перелить в цилиндр на 50 мл и измерить ареометром его плотность. Результат записать в отчет. По показаниям ареометра с помощью таблицы определить массовую долю соли (в %) в растворе.

Результаты перевести в нормальную концентрацию и рассчитать относительную ошибку опыта.

Информация о работе

Скачать файл

преобразований концентрации | Нейтрий

В этой статье подробно описаны наиболее распространенные методы количественного определения концентрации компонента в смеси, а также способы преобразования этих концентраций. Концентрация обычно выражается в молях на объем, массе на объем, массовых процентах, объемных процентах, мольных процентах и частях на миллион. Используя свойства плотности и/или молекулярной массы, можно преобразовать любую из вышеперечисленных мер.

12 10007

:	mass of component
:	Molecular weight
:	Parts per million
:	Parts per million, weight basis
:	Частей на миллион, объемная основа
:	Частей на миллион, мольная основа
:	Объемная доля	:	Массовая фракция
:	Мол фракция
:	Плотность или масса на концентрацию объема

Ниже приведены в таблице. Во всех случаях мы описываем концентрацию вещества 1 в общем веществе, и это используется в нижних индексах в формулах ниже.

Нажмите, чтобы перейти к разделу для преобразования из:

Молярная доля
Массовая доля
Объемная доля
Молярная концентрация (моль на объем)
Объемная масса (иногда называемая ppm)
Частей на миллион (моль)
Масса 0 миллионов (084) Частей на 0 миллионов Части на миллион (объем)

Моль Фракция

9006 900 масс.0009

Преобразовать в	Типовые единицы	Преобразовать из моль/моль (x)
—
volume/volume*	—
molar concentration	mol/L
mass/vol	g/L
parts per million ( ppm mol)	μmol/mol
parts per million (ppm weight)	mg/kg
parts per million (ppm volume)	μL/L

* умножить на 100 для массы, молей или объемных %.

Mass Fraction

частей на миллион 90

Convert To	Typical Units	Convert From Mass/Mass (m)
mol/mol*	—
volume/volume*	—
молярная доля	моль/л
масса/объем	г/л
4 (млн мол)	мкмоль/моль
Части на миллион (вес нами.

* умножить на 100 для массы, молей или объемных %.

Объемная доля

Преобразовать в

Типовые единицы

Преобразовать из объем/объем (?)

0 809 -90 00009

Масса/Масса*

—

Молярная фракция

моль/л

Масса/Обет

г/л

Запчасти на миллион44 2 моль) (P.

4444444 (P

мкмоль/моль

Части на миллион
(вес на пельть)

мг/кг

на миллион
(объем ч/млн). 100 для массы, молей или объемных %.

Molar Concentration

0007

Convert To	Typical Units	Convert From Molar Concentration (c)
mol/mol*	—
mass/mass*	—
Объем/объем*	—
Масса/Тол	г/л
Детали на миллион (ч/мл)	мкм/моль
Части на миллион (вес пронзания)	мг/кг
Части на миллион (объем ч/млн)	мкл/л

* Multy 100. 10007

*. объем %.

Mass per Volume

67777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777777797777777777. для массы, молей или объемных %.

Parts per million (ppm mol)

Convert To	Typical Units	Convert From Mass/Volume (m ₁ /v _tot )
mol/mol*	—
Масса/Масса*	—
Объем/объем*	—
Молярная фракция	моль	2
запчасти для 1 000444 моль
.	мкмоль/моль
Части на миллион (вес мкм)	мг/кг
на миллион (объем ч/млн)	°

Convert To	Typical Units	Convert From ppm mol
mol/mol*	μmol/mol
mass/mass*	—
volume/volume*	—
molar fraction	mol/L
mass/vol	g/L
parts per million (весовые части на миллион)	мг/кг
частей на миллион (объемных частей на миллион)	мкл/л

2

Parts per million (ppm weight)

Convert To	Typical Units	Convert From ppm weight
mol/mol*	—
mass/mass*	—
Объем/объем*	—
Молярная фракция	Моль/л
Масса/Тол	г/л
запчасти на миллион 444 (PPM
на миллион 444 (PPM
. мкмоль/моль
частей на миллион (частей на миллион по объему)	мкл/л

* умножьте на 100 для получения массы, молей или объема в %.

Частей на миллион (объемных частей на миллион)

Преобразование в	Типичные единицы	Преобразование из тома PPM
моль/моль*	—
/MASS*	—
/MASS*	—
/MASS*	—

.	—
Молярная фракция	моль/л
Части на миллион (мл/мл)	мкмоль/моль
Mass/vol	G/L
/Vol	G/L
.0009
частей на миллион (масса ppm)	мг/кг

* умножьте на 100 для массы, молей или объемных %.

Article Created: August 9, 2012

Article Tags

Email
Name

13.3: Units of Concentration — Chemistry LibreTexts

Последнее обновление
Сохранить как PDF

Идентификатор страницы: 6415

Аноним
LibreTexts

Цели обучения

Описать концентрацию решения таким образом, который наиболее подходит для конкретной задачи или приложения.

Существует несколько различных способов количественного описания концентрации раствора. Например, молярность была введена в главе 4 как полезный способ описания концентрации растворов для реакций, проводимых в растворе. Молярные доли, введенные в главе 10, используются не только для описания концентрации газа, но и для определения давления паров смесей подобных жидкостей. В примере 4 рассмотрены методы расчета молярности и мольной доли раствора, когда известны массы его компонентов.

Пример 4

Коммерческий уксус представляет собой раствор уксусной кислоты в воде. В бутылке с уксусом 3,78 г уксусной кислоты на 100,0 г раствора. Предположим, что плотность раствора составляет 1,00 г/мл.

Какова его молярность?
Какова его молярная доля?

Дано : масса вещества и масса и плотность раствора

Запрашиваемый : молярность и молярная доля

Стратегия :

Рассчитайте количество молей уксусной кислоты в образце. Затем рассчитать количество литров раствора по его массе и плотности. Используйте эти результаты для определения молярности раствора.
Определите массу воды в образце и рассчитайте количество молей воды. Затем определяют мольную долю уксусной кислоты, разделив количество молей уксусной кислоты на общее количество молей веществ в пробе.

Решение :

A Молярность – это количество молей уксусной кислоты на литр раствора. Мы можем рассчитать количество молей уксусной кислоты, разделив ее массу на ее молярную массу. Объем раствора равен его массе, деленной на его плотность. Расчеты следующие:

\[моль\; CH_3CO_2H=\dfrac{3,78\; \отмена{г}\; CH_3CO_2H}{60,05\; \отмена{г}/моль}=0,0629 \;моль\]

\[объем=\dfrac{масса}{плотность}=\dfrac{100.0\; \отмена{г}\; решение}{1.00\; \отмена{г}/мл}=100\; мл\]

\[ молярность\; из\; CH_3CO_2H=\dfrac{моль\; CH_3CO_2H }{\text{литровый раствор}}=\dfrac{0,0629\; моль\; CH_3CO_2H}{(100\; \отменить{мл})(1\; л/1000\; \отменить{мл})}=0,629\; М\;СН_3СО_2Н\]

Этот результат интуитивно понятен. Если в 100,0 г водного раствора (соответствует 100 мл) содержится 3,78 г уксусной кислоты, то в 1 л раствора будет содержаться 37,8 г уксусной кислоты, что чуть больше \(\frac{1}{2}\) крот. Имейте в виду, однако, что масса и объем раствора связаны его плотностью; концентрированные водные растворы часто имеют плотность более 1,00 г/мл.

B Чтобы рассчитать молярную долю уксусной кислоты в растворе, нам нужно знать количество молей как уксусной кислоты, так и воды. Количество молей уксусной кислоты составляет 0,0629 моль, рассчитанное в части (а). Мы знаем, что в 100,0 г уксуса содержится 3,78 г уксусной кислоты; следовательно, раствор также содержит (100,0 г — 3,78 г) = 96,2 г воды. У нас есть

\[моль\; H_2O=\dfrac{96,2\; \отмена{г}\; Н_2О}{18.02\; \отмена{г}/моль}=5,34\; моль\; H_2O\]

9{−2}\]

Этот ответ тоже имеет смысл. Молей воды примерно в 100 раз больше, чем молей уксусной кислоты, поэтому отношение должно быть примерно 0,01.

Упражнение 5

Раствор газообразного (HCl), растворенного в воде (продается как «соляная кислота», раствор, используемый для очистки каменных поверхностей), содержит 20,22 г (HCl) на 100,0 г раствора, а его плотность составляет 1,10. г/мл.

Какова его молярность?
Какова его молярная доля?

Ответ :

6,10 М HCl
XHCl = 0,111

Концентрация раствора также может быть описана его моляльностью (m), количеством молей растворенного вещества на килограмм растворителя:

\[ \text{моляльность (м)} =\dfrac{\text{моли растворенного вещества}}{\text{килограмм растворителя}} \tag{13,5}\]

Таким образом,

Молярность имеет тот же числитель, что и молярность (количество молей растворенного вещества), но другой знаменатель (килограмм растворителя, а не литр раствора). Для разбавленных водных растворов моляльность и молярность почти одинаковы, потому что разбавленные растворы в основном растворители. Таким образом, поскольку плотность воды при стандартных условиях очень близка к 1,0 г/мл, объем 1,0 кг \(H_2O\) в этих условиях очень близок к 1,0 л, а 0,50 М раствор \(KBr\) в воде, например, имеет примерно такую же концентрацию, как 0,50 М раствор. 9{9} \тег{13.8}\]

В медицинских науках концентрация раствора часто выражается в частях на тысячу (ppt), указываемых как доля. Например, адреналин, гормон, вырабатываемый в ситуациях сильного стресса, доступен в растворе 1:1000 или один грамм адреналина на 1000 г раствора.

Этикетки на флаконах с коммерческими реагентами часто указывают содержание в процентах по массе. Серная кислота, например, продается в виде 95% водного раствора или 95%.5 г \(H_2SO_4\) на 100 г раствора. Части на миллион и части на миллиард используются для описания концентрации сильно разбавленных растворов. Эти измерения соответствуют миллиграммам и микрограммам растворенного вещества на килограмм раствора соответственно. Для разбавленных водных растворов это количество равно миллиграммам и микрограммам растворенного вещества на литр раствора (при плотности 1,0 г/мл).

Пример 5

Несколько лет назад миллионы бутылок минеральной воды были загрязнены бензолом в концентрации ppm. Этот инцидент привлек большое внимание, поскольку смертельная концентрация бензола у крыс составляет 3,8 промилле. Образец минеральной воды объемом 250 мл содержит 12,7 частей на миллион бензола. Поскольку загрязненная минеральная вода представляет собой очень разбавленный водный раствор, можно предположить, что ее плотность составляет примерно 1,00 г/мл.

Какова молярность раствора?
Какова масса бензола в образце?

Дано : объем образца, концентрация растворенного вещества и плотность раствора

Запрашиваемый : молярность растворенного вещества и масса растворенного вещества в 250 мл

Стратегия :

Используйте концентрацию растворенного вещества в частях на миллион для расчета молярности.
Используйте концентрацию растворенного вещества в частях на миллион для расчета массы растворенного вещества в указанном объеме раствора.

Решение :

а. A Для расчета молярности бензола необходимо определить количество молей бензола в 1 л раствора. Мы знаем, что раствор содержит 12,7 частей на миллион бензола. Поскольку 12,7 частей на миллион эквивалентны 12,7 мг/1000 г раствора, а плотность раствора составляет 1,00 г/мл, раствор содержит 12,7 мг бензола на литр (1000 мл). Таким образом, молярность равна 9{2+}\) в стакане воды на 8 унций.

Ответ : 4,3 × 10–8 М; 2 × 10–6 г

Как химики решают, какие единицы концентрации использовать для конкретного применения? Хотя молярность обычно используется для выражения концентраций при реакциях в растворе или при титровании, у нее есть один недостаток: молярность представляет собой количество молей растворенного вещества, деленное на объем раствора, а объем раствора зависит от его плотности, которая является функцией температуры. Поскольку мерная стеклянная посуда калибруется при определенной температуре, обычно при 20°C, молярность может отличаться от исходного значения на несколько процентов, если раствор готовится или используется при значительно отличающейся температуре, например, при 40°C или 0°C. Для многих приложений это может не быть проблемой, но для точной работы эти ошибки могут стать важными. Напротив, молярная доля, моляльность и массовый процент зависят только от масс растворенного вещества и растворителя, которые не зависят от температуры.

Молярная доля не очень полезна для экспериментов, включающих количественные реакции, но удобна для расчета парциального давления газов в смесях, как мы видели в главе 10. Как вы узнаете из раздела 13.5, мольные доли также полезны для расчета давления паров некоторых типов растворов. Моляльность особенно полезна для определения того, как свойства, такие как температура замерзания или кипения раствора, зависят от концентрации растворенного вещества. Поскольку массовые проценты и части на миллион или миллиард — это просто разные способы выражения отношения массы растворенного вещества к массе раствора, они позволяют нам выразить концентрацию вещества, даже если молекулярная масса вещества неизвестна. . Единицы ppb или ppm также используются для выражения очень низких концентраций, например, остаточных примесей в пищевых продуктах или загрязняющих веществ в исследованиях окружающей среды.

В таблице 13.5 приведены различные единицы концентрации и типичные области применения каждой из них. Когда молярная масса растворенного вещества и плотность раствора известны, на практике становится относительно легко преобразовать единицы концентрации, которые мы обсуждали, как показано в примере 6.

Таблица 13.5 Различные единицы для выражения концентрации растворов*

Блок	Определение	Заявка
*Молярность раствора зависит от температуры, но другие единицы, указанные в этой таблице, не зависят от температуры.
«> молярность (М)	моль растворенного вещества/литр раствора (моль/л)	Используется для количественных реакций в растворе и титровании; известна масса и молекулярная масса растворенного вещества и объем раствора.
мольная доля (X)	моль растворенного вещества/общее количество присутствующих молей (моль/моль)	«> Используется для парциальных давлений газов и парциальных давлений некоторых растворов; известна масса и молекулярная масса каждого компонента.
моляльность (m)	моль растворенного вещества/кг растворителя (моль/кг)	Используется для определения того, как коллигативные свойства изменяются в зависимости от концентрации растворенного вещества; массы и молекулярная масса растворенного вещества известны.
«> Массовая доля (%)	[масса растворенного вещества (г)/масса раствора (г)] × 100	Полезно, когда известны массы, но неизвестны молекулярные массы.
частей на тысячу (ppt)	[масса растворенного вещества/масса раствора] × 103 (г растворенного вещества/кг раствора)	«> Используемые в медицинских науках растворы соотношений обычно выражаются в пропорции, например 1:1000.
частей на миллион (частей на миллион)	[масса растворенного вещества/масса раствора] × 106 (мг растворенного вещества/кг раствора)	Используется для следовых количеств; массы известны, но молекулярные массы могут быть неизвестны.
«> частей на миллиард (ppb)	[масса растворенного вещества/масса раствора] × 109 (мкг растворенного вещества/кг раствора)	Используется для следовых количеств; массы известны, но молекулярные массы могут быть неизвестны.

Пример 6

Водка представляет собой раствор чистого этанола в воде. Типичная водка продается как «крепость 80», что означает, что она содержит 40,0% этанола по объему. Плотность чистого этанола 0,789 г/мл при 20°С. Если предположить, что объем раствора представляет собой сумму объемов компонентов (что не совсем правильно), то для этанола в 80-градусной водке рассчитайте следующее.

процент по массе
мольная доля
молярность
моляльность

Дано : объемный процент и плотность

Запрашиваемый : массовый процент, молярная доля, молярность и моляльность

Стратегия :

Используйте плотность растворенного вещества для расчета массы растворенного вещества в 100,0 мл раствора. Рассчитайте массу воды в 100,0 мл раствора.
Определите массовую долю растворенного вещества, разделив массу этанола на массу раствора и умножив на 100.
Перевести граммы растворенного вещества и растворителя в моли растворенного вещества и растворителя. Рассчитайте молярную долю растворенного вещества, разделив количество молей растворенного вещества на общее количество молей веществ, содержащихся в растворе.
Рассчитайте молярность раствора: количество молей растворенного вещества на литр раствора. Определите моляльность раствора, разделив количество молей растворенного вещества на количество килограммов растворителя.

Решение :

Ключом к этой задаче является использование плотности чистого этанола для определения массы этанола (\(CH_3CH_2OH\)), сокращенно EtOH, в заданном объеме раствора. Затем мы можем рассчитать количество молей этанола и концентрацию этанола в любой из требуемых единиц. A Поскольку нам даны проценты по объему, мы предполагаем, что у нас есть 100,0 мл раствора. Таким образом, объем этанола будет составлять 40,0% от 100,0 мл или 40,0 мл этанола, а объем воды будет составлять 60,0% от 100,0 мл или 60,0 мл воды. Масса этанола получается из его плотности:

\[масса\; из\; EtOH = (40,0 \; \ отмена {мл}) \ влево (\ dfrac {0,789 \; г} {\ отмена {мл}} \ справа) = 31,6 \; г\; EtOH\]

Если предположить, что плотность воды равна 1,00 г/мл, масса воды составит 60,0 г. Теперь у нас есть вся информация, необходимая для расчета концентрации этанола в растворе.

B Массовая доля этанола – это отношение массы этанола к общей массе раствора, выраженное в процентах:

\[\%EtOH=\left(\dfrac{масса\; of\; EtOH}{масса\; of\; раствор}\right)(100)=\left(\dfrac{31.6\; \cancel{g }\;EtOH}{31,6\;\отменить{g} \;EtOH +60,0\; \отменить{g} \;H_2O} \right)(100) = 34,5\%\]

C Молярная доля этанола – это отношение числа молей этанола к общему числу молей веществ в растворе. Поскольку 40,0 мл этанола имеют массу 31,6 г, мы можем использовать молярную массу этанола (46,07 г/моль), чтобы определить количество молей этанола в 40,0 мл:

\[моль\; EtOH=(31,6\; \cancel{g\; EtOH}) \left(\dfrac{1\; моль} {46,07\; \cancel{g\; EtOH}}\right)=0,686 \;mol\; СН_3СН_2ОН\]

Точно так же число молей воды равно

\[ моль \;H_2O=(60,0\; \cancel{g \; H_2O}) \left(\dfrac{1 \;mol\; H_2O}{18,02\; \cancel{g\; H_2O}}\right )=3,33\; моль\; H_2O\]

Таким образом, молярная доля этанола равна

\[ X_{EtOH}=\dfrac{0,686\; \отменить{моль}}{0,686\; \отменить{моль} + 3,33\;\отменить{моль}}=0,171\]

D Молярность раствора – это количество молей этанола на литр раствора. Мы уже знаем количество молей этанола на 100,0 мл раствора, поэтому молярность равна

\[ M_{EtOH}=\left(\dfrac{0,686\; моль}{100\; \cancel{мл}}\right)\left(\dfrac{1000\; \cancel{мл}}{L} \справа)=6,86 \;М\]

Моляльность раствора – это количество молей этанола на килограмм растворителя. Поскольку мы знаем количество молей этанола в 60,0 г воды, расчет снова прост:

\[ m_{EtOH}=\left(\dfrac{0,686\; моль\; EtOH}{60,0\; \cancel{g}\; H_2O} \right) \left(\dfrac{1000\; \cancel{ g}}{kg}\right)=\dfrac{11.4\; моль\; EtOH}{кг\; Н_2О}=11,4 \;м\]

Упражнение 7

Раствор готовят путем смешивания 100,0 мл толуола с 300,0 мл бензола.

Как перевести массовую долю в молярную концентрацию: Концентрации и доли. Как переводить концентрации? In-chemistry.ru

Пересчёт молярной концентрации (млн-1) в массовую (мг/м3)

Приготовление растворов.

Страницы работы

Содержание работы

Похожие материалы

Информация о работе

преобразований концентрации | Нейтрий

12

10007

Моль Фракция

Mass Fraction

Объемная доля

Molar Concentration

Mass per Volume

Parts per million (ppm mol)

2

Parts per million (ppm weight)

Частей на миллион (объемных частей на миллион)

13.3: Units of Concentration — Chemistry LibreTexts

Цели обучения

Добавить комментарий Отменить ответ