Konsantrasyon - Concentration

Olarak kimya , konsantrasyon bir karışımını, toplam hacmine bölünen bir yapının bolluktur. Birkaç tür matematiksel açıklama ayırt edilebilir: kütle konsantrasyonu , molar konsantrasyon , sayı konsantrasyonu ve hacim konsantrasyonu . Bir konsantrasyon kimyasal karışımın her türlü olabilir, ama en çok içinde çözünen ve çözücüler olabilir çözeltiler . Molar (miktar) konsantrasyonunun, normal konsantrasyon ve ozmotik konsantrasyon gibi değişkenleri vardır .

etimoloji

Konsantrasyon terimi, Fransızca concentrer kelimesinden, con– + center, yani “merkeze koymak” anlamına gelen konsantre kelimesinden gelir .

Niteliksel açıklama

Kırmızı boya içeren bu camlar, konsantrasyonda kalitatif değişiklikler gösterir. Soldaki çözeltiler, sağdaki daha konsantre çözeltilere kıyasla daha seyreltiktir.

Genellikle resmi olmayan, teknik olmayan bir dilde konsantrasyon, nispeten düşük konsantrasyonlu çözeltiler için "seyreltme" ve nispeten yüksek konsantrasyonlu çözeltiler için "konsantre" gibi sıfatların kullanılması yoluyla nitel bir şekilde tanımlanır . İçin konsantre bir çözelti, bir daha eklemek gerekir eriyen madde (örneğin, alkol) ya da miktarını azaltmak çözücü (örneğin, su). Buna karşılık, bir çözeltiyi seyreltmek için daha fazla çözücü eklemek veya çözünen miktarını azaltmak gerekir. İki madde karışabilir olmadıkça , bir çözeltide daha fazla çözünenin çözülemeyeceği bir konsantrasyon vardır. Bu noktada çözeltinin doymuş olduğu söylenir . Doymuş bir çözeltiye ilave çözünen eklenirse, aşırı doygunluğun meydana gelebileceği belirli durumlar dışında çözünmez . Bunun yerine, ya tamamen ayrılmış ya da bir süspansiyon olarak karıştırılmış bir arada var olan fazlara yol açan faz ayrımı meydana gelecektir . Doyma noktası, ortam sıcaklığı ve çözücü ile çözünenin kesin kimyasal yapısı gibi birçok değişkene bağlıdır.

Konsantrasyonlar genellikle denir seviyeleri zihinsel yansıtan şema arasında düşey eksende seviyeleri a grafik olabilir, yüksek veya düşük (örneğin, "bilirubin yüksek serum düzeyleri" konsantrasyonlarıdır bilirubin içinde kan serumunda büyük olan normalden ).

nicel gösterim

Konsantrasyonu tanımlayan dört miktar vardır:

kütle konsantrasyonu

Kütle konsantrasyonu , bir bileşenin kütlesinin karışımın hacmine bölümü olarak tanımlanır : ${\görüntüleme stili \rho _{i}}$${\displaystyle m_{i}}$${\görüntüleme stili V}$

${\displaystyle \rho _{i}={\frac {m_{i}}{V}}.}$

SI birim kg / m ³ (g / l'ye eşit).

Molar konsantrasyon

Molar konsantrasyon olarak tanımlanır miktarda bir bileşen karışımının hacmine bölünmesiyle (mol olarak) : ${\displaystyle c_{i}}$${\displaystyle n_{i}}$${\görüntüleme stili V}$

${\displaystyle c_{i}={\frac {n_{i}}{V}}.}$

SI birim mol / m ³ . Bununla birlikte, daha genel olarak birim mol / L (= mol / dm ³ ) kullanılmaktadır.

Sayı konsantrasyonu

Sayı konsantrasyonu , karışımın hacmine bölünen bir karışımdaki bir bileşenin varlıklarının sayısı olarak tanımlanır : ${\görüntüleme stili C_{i}}$${\displaystyle N_{i}}$${\görüntüleme stili V}$

${\displaystyle C_{i}={\frac {N_{i}}{V}}.}$

SI birim 1 / m ³ .

hacim konsantrasyonu

Hacim konsantrasyonu ile (karıştırılmamalıdır hacim fraksiyonu ) bir yapının hacmi olarak tanımlanır karışımının hacmine bölünmesiyle : ${\displaystyle \sigma _{i}}$${\görüntüleme stili V_{i}}$${\görüntüleme stili V}$

${\displaystyle \sigma _{i}={\frac {V_{i}}{V}}.}$

Boyutsuz olduğu için bir sayı olarak ifade edilir, örn. 0.18 veya %18; birimi 1'dir.

İngiliz literatüründe standart bir gösterim yok gibi görünüyor. Burada kullanılan harf Alman literatüründe normatiftir (bkz. Volumenkonzentration ). ${\displaystyle \sigma _{i}}$

İlgili miktarlar

Bir karışımın bileşimini tanımlamak için birkaç başka miktar kullanılabilir. Bunların konsantrasyon olarak adlandırılmaması gerektiğini unutmayın .

normallik

Normallik, molar konsantrasyonun bir denklik faktörüne bölümü olarak tanımlanır . Eşdeğerlik faktörünün tanımı bağlama (hangi reaksiyonun incelendiğine) bağlı olduğundan, IUPAC ve NIST normalliğin kullanılmasını önermemektedir. ${\displaystyle c_{i}}$${\displaystyle f_{\mathrm {eq} }}$

molalite

( Molarite ile karıştırılmamalıdır )

Bir çözelti molalite olarak tanımlanır miktarda bir bileşen çözücünün kütlesi bölü (mol olarak) ( değil solüsyonunun kütle): ${\displaystyle b_{i}}$${\displaystyle n_{i}}$${\displaystyle m_{\mathrm {çözücü}}}$

${\displaystyle b_{i}={\frac {n_{i}}{m_{\mathrm {çözücü}}}}.}$

SI birim molalite için mol / kg'dir.

mol kesri

Mol fraksiyonu , bir bileşen miktarının (mol olarak) bir karışımdaki tüm bileşenlerin toplam miktarına bölümü olarak tanımlanır : ${\displaystyle x_{i}}$${\displaystyle n_{i}}$${\displaystyle n_{\mathrm {tot}}}$

${\displaystyle x_{i}={\frac {n_{i}}{n_{\mathrm {tot}}}}.}$

SI birim mol / mol'dür. Bununla birlikte, kullanımdan kaldırılan gösterim başına parça genellikle küçük mol kesirlerini tanımlamak için kullanılır.

mol oranı

Mol oranı olarak tanımlanır miktarda bir bileşen tüm toplam miktarına bölünmesiyle elde edilen , diğer bir karışım içinde bileşenlerin: ${\görüntüleme stili r_{i}}$${\displaystyle n_{i}}$

${\displaystyle r_{i}={\frac {n_{i}}{n_{\mathrm {tot}}-n_{i}}}.}$

' den çok daha küçükse , mol oranı mol fraksiyonu ile hemen hemen aynıdır. ${\displaystyle n_{i}}$${\displaystyle n_{\mathrm {tot}}}$

SI birim mol / mol'dür. Ancak, kullanımdan kaldırılan gösterim başına parça genellikle küçük mol oranlarını tanımlamak için kullanılır.

kütle kesri

Kütle oranı , kütlesi olan bir maddenin toplam karışımın kütlesine oranıdır ve şu şekilde tanımlanır: ${\displaystyle w_{i}}$${\displaystyle m_{i}}$${\displaystyle m_{\mathrm {tot}}}$

${\displaystyle w_{i}={\frac {m_{i}}{m_{\mathrm {tot}}}}.}$

SI birim kg / kg dır. Ancak, kullanımdan kaldırılan gösterim başına parça genellikle küçük kütle kesirlerini tanımlamak için kullanılır.

Kütle oranı

Kütle oranı , bir bileşenin kütlesinin, bir karışımdaki diğer tüm bileşenlerin toplam kütlesine bölümü olarak tanımlanır : ${\displaystyle \zeta _{i}}$${\displaystyle m_{i}}$

${\displaystyle \zeta _{i}={\frac {m_{i}}{m_{\mathrm {tot}}-m_{i}}}.}$

' den çok daha küçükse , kütle oranı kütle fraksiyonu ile hemen hemen aynıdır. ${\displaystyle m_{i}}$${\displaystyle m_{\mathrm {tot}}}$

SI birim kg / kg dır. Ancak, kullanımdan kaldırılan gösterim başına parça genellikle küçük kütle oranlarını tanımlamak için kullanılır.

Hacim ve sıcaklığa bağımlılık

Konsantrasyon, esas olarak termal genleşme nedeniyle çözeltinin hacminin sıcaklıkla değişmesine bağlıdır.

Konsantrasyonlar ve ilgili miktarlar tablosu

Konsantrasyon türü	Sembol	Tanım	SI birimi	diğer birim(ler)
kütle konsantrasyonu	${\görüntüleme stili \rho _{i}}$ veya ${\görüntüleme stili \gama _{i}}$	${\displaystyle m_{i}/V}$	kg / 3	g/100mL (= g/dL)
Molar konsantrasyon	${\displaystyle c_{i}}$	${\görüntüleme stili n_{i}/V}$	mol / m 3	M (= mol/L)
sayı konsantrasyonu	${\görüntüleme stili C_{i}}$	${\displaystyle N_{i}/V}$	1 / m 3	1 / cm 3
hacim konsantrasyonu	${\displaystyle \sigma _{i}}$	${\görüntüleme stili V_{i}/V}$	m 3 / m 3
İlgili miktarlar	Sembol	Tanım	SI birimi	diğer birim(ler)
normallik		${\displaystyle c_{i}/f_{\mathrm {eq}}}$	mol / m 3	N (= mol/L)
molalite	${\displaystyle b_{i}}$	${\displaystyle n_{i}/m_{\mathrm {çözücü}}}$	mol/kg
mol kesri	${\displaystyle x_{i}}$	${\displaystyle n_{i}/n_{\mathrm {tot}}}$	mol/mol	ppm, ppb, ppt
mol oranı	${\görüntüleme stili r_{i}}$	${\displaystyle n_{i}/(n_{\mathrm {tot} }-n_{i})}$	mol/mol	ppm, ppb, ppt
kütle kesri	${\displaystyle w_{i}}$	${\displaystyle m_{i}/m_{\mathrm {tot}}}$	kg/kg	ppm, ppb, ppt
Kütle oranı	${\displaystyle \zeta _{i}}$	${\displaystyle m_{i}/(m_{\mathrm {tot} }-m_{i})}$	kg/kg	ppm, ppb, ppt
hacim oranı	${\displaystyle \phi _{i}}$	${\displaystyle V_{i}/\sum _{j}V_{j}}$	m 3 / m 3	ppm, ppb, ppt

Ayrıca bakınız

• seyreltme oranı
• doz konsantrasyonu
• Seri seyreltme
• Şarap/su karıştırma sorunu

Referanslar