Методы определения концентрации в химии и фармации

Размещено на http://www.allbest.ru/

ГОУ ВПО УГМА

Кафедра фармацевтической химии

Реферат на тему:

«Методы определения концентрации в химии и фармации»

Выполнила: Тумашова Е.В.,

студентка группы ОФ-302

Проверил: Петров А.Ю.,

Екатеринбург 2011 г.

Концентрация -- величина, характеризующая количественный состав раствора.

Согласно правилам ИЮПАК, концентрацией растворённого вещества (не раствора) называют отношение количества растворённого вещества или его массы к объёму раствора (моль/л, г/л), то есть это отношение неоднородных величин.

Существует много способов выражения концентрации растворов.

Массовая доля (также называют процентной концентрацией)

Массовая доля -- отношение массы растворённого вещества к массе раствора. Массовая доля измеряется в долях единицы.

,

где: m₁ -- масса растворённого вещества, г ;

m -- общая масса раствора, г .

Массовое процентное содержание компонента, m%

m_%=(m_i/Уm_i)*100

В бинарных растворах часто существует однозначная (функциональная) зависимость между плотностью раствора и его концентрацией (при данной температуре).

Это даёт возможность определять на практике концентрации важных растворов с помощью денсиметра (спиртометра, сахариметра, лактометра).

Объёмная доля

Объёмная доля -- отношение объёма растворённого вещества к объёму раствора. Объёмная доля измеряется в долях единицы или в процентах.

,

где: V₁ -- объём растворённого вещества, л;

V -- общий объём раствора, л.

Как было указано выше, существуют ареометры, предназначенные для определения концентрации растворов определённых веществ. Такие ареометры проградуированы не в значениях плотности, а непосредственно концентрации раствора. Для распространённых растворов этилового спирта, концентрация которых обычно выражается в объёмных процентах, такие ареометры получили название спиртомеров или андрометров.

Молярность (молярная объемная концентрация)

молярность концентрация раствор

Молярная концентрация - выраженное в молях количество растворенного вещества, содержащее в одном литре раствора. Молярная концентрация в системе СИ измеряется в моль/мі, однако на практике её гораздо чаще выражают в моль/л или ммоль/л.

Возможно другое обозначение молярной концентрации C_M , которое принято обозначать М. Так, раствор с концентрацией 0,5 моль/л называют 0,5-молярным.

,

где: н -- количество растворённого вещества, моль;

V -- общий объём раствора, л.

Количество вещества в молях - это количество вещества, эквивалентное числу молей ионов водорода или числу молей электронов в соответствующих реакциях.

Молярность вычисляется двумя способами:

Способ 1 - по точной массе химически чистого вещества с помощбю формулы:

М=а*1000/Э*V,

где: а - масса навески химически чистого вещества, г;

Э - молярная масса эквивалента (условных частиц) химически чистого вещества, г/моль;

V - объем раствора , пошедшего на титрование массы вещества, мл;

1000 - количество миллилитров в 1 литре раствора.

Способ 2 - по титрованному раствору известной концентрации с помощью формулы:

М=М₀*V₀/V,

где: М₀ - молярность раствора вещества, по которому устанавливается титр (моль/л); V₀ - объем раствора, по которому устанавливается титр (мл); V - объем раствора, молярность которого устанавливают (мл).

Нормальная концентрация (мольная концентрация эквивалента)

Нормальная концентрация -- количество эквивалентов данного вещества в 1 литре раствора. Нормальную концентрацию выражают в моль-экв/л или г-экв/л (имеется в виду моль эквивалентов). Для записи концентрации таких растворов используют сокращения «н» или «N». Например, раствор, содержащий 0,1 моль-экв/л, называют децинормальным и записывают как 0,1 н.

,

где: н -- количество растворённого вещества, моль; V -- общий объём раствора, л; z -- число эквивалентности.

Нормальная концентрация может отличаться в зависимости от реакции, в которой участвует вещество. Например, одномолярный раствор H₂SO₄ будет однонормальным, если он предназначается для реакции со щёлочью с образованием гидросульфата KHSO₄, и двухнормальным в реакции с образованием K₂SO₄.

Мольная (молярная) доля

Мольная доля -- отношение количества молей данного компонента к общему количеству молей всех компонентов. Мольную долю выражают в долях единицы.

,

где: н_i -- количество i-го компонента, моль;

n -- число компонентов;

Моляльность (молярная весовая концентрация)

Моляльность -- количество растворённого вещества (число молей) в 1000 г растворителя. Измеряется в молях на кг, также распространено выражение в «моляльности». Так, раствор с концентрацией 0,5 моль/кг называют 0,5-моляльным.

,

где: н -- количество растворённого вещества, моль;

m₂ -- масса растворителя, кг.

Следует обратить особое внимание, что несмотря на сходство названий, молярная концентрация и моляльность -- величины различные. Прежде всего, в отличие от молярной концентрации, при выражении концентрации в моляльности расчёт ведут на массу растворителя, а не на объём раствора. Моляльность, в отличие от молярной концентрации, не зависит от температуры.

Титр раствора

Титр раствора -- выраженная в граммах масса растворённого вещества, содержащаяся в одном миллилитре раствора. Вычисляют титр как отношение массы растворенного вещества к объему раствора (г/мл).

,

где: m₁ -- масса растворённого вещества, г;

V -- общий объём раствора, мл;

В аналитической химии обычно концентрацию титранта пересчитывают применительно к конкретной реакции титрования таким образом, чтобы объём использованного титранта непосредственного показывал массу определяемого вещества; то есть титр раствора показывает, какой массе определяемого вещества (в граммах) соответствует 1 мл титрованного раствора.

Титр титранта по определяемому веществу - выраженная в граммах масса определяемого вещества, эквивалентная одному миллилитру данного титранта. Вычисляют титр исходя из молярности или титра титранта с учетом стехиометрического коэффициентов уравнения химической реакции, протекающей при титровании, и молярных масс реагирующих веществ.

Титр по определяемому веществу (Т) вычисляют по формуле:

Т=М*Э/1000,

где: М - молярная концентрация титранта;

Э - молярная масса эквивалента определяемого вещества.

Другие способы выражения концентрации растворов

Существуют и другие, распространённые в определённых областях знаний или технологиях, методы выражения концентрации. Например, в фотометрии часто используют массовую концентрацию, равную массе растворённого вещества в 1 л раствора. При приготовлении растворов кислот часто указывают, сколько объёмных частей воды приходится на одну объёмную часть концентрированной кислоты (например, 1:3). Концентрация загрязнений в воздухе может выражаться в частях на миллион (ppm). Иногда используют отношение масс (отношение массы растворённого вещества к массе растворителя) и отношение объёмов (аналогично, отношение объёма растворяемого вещества к объёму растворителя).

Применимость способов выражения концентрации растворов

В связи с тем, что моляльность, массовая доля, мольная доля не включают в себя значения объёмов, концентрация таких растворов остаётся неизменной при изменении температуры. Молярность, объёмная доля, титр, нормальность изменяются при изменении температуры, так как при этом изменяется плотность растворов. Именно моляльность используется в формулах повышения температуры кипения и понижения температуры замерзания растворов.

Разные виды выражения концентрации растворов применяются в разных сферах деятельности, в соответствии с удобством применения и приготовления растворов заданных концентраций. Так, титр раствора удобен в аналитической химии и фармацевтической химии.

Размещено на Allbest.ru