Koncentrácia

Z Wikipédie

Koncentrácia je miera množstva látky v zmesi, najčastejšie v roztoku. Označuje sa rôzne podľa toho, ako koncentráciu vyjadrujeme.

V symbolickom zápise sa niekedy koncentrácia látky A označuje ako $c(A)\,\!$ , $[A]\,\!$ , $c_A\,\!$ .

Obsah

1 Vyjadrenie koncentrácie

[úprava] Vyjadrenie koncentrácie

Jednotkami SI sa koncentrácia dá vyjadriť rôznymi spôsobmi:

[úprava] Látková koncentrácia

Štandardným vyjadrením koncentrácie je použitie látkového množstva, kde koncentrácia je vyjadrená množstvom zložky na jednotku objemu [mol.l⁻¹]. Pre látkovú koncentráciu zložky A platí:

$c_A = \frac{n_A}{V}$

[úprava] Hmotnostná koncentrácia

Pri roztokoch sa často stretneme s prepočtom látkového množstva na hmotnosť látky. To zjednodušuje prípravu roztokov, pretože stačí dané množtvo látky odvážiť. Koncentrácia je vyjadrená hmotnosťou zložky na jednotku objemu [g.l⁻¹]. Pre hmotnostnú koncentráciu zložky A platí:

$c_{\mathrm{m}_A} = \frac{m_A}{V}$

[úprava] Hmotnostný zlomok

Vyjadruje podiel hmotnosti zložky na jednotku hmotnosti zmesi. Môže sa vyjadriť aj v percentách (výsledok vynásobíme císlom 100 %). Pre hmotnostný zlomok zložky A platí:

$w_A = \frac{m_A}{\sum m} = \frac{m_A}{\sum m}\cdot 100\,\%$

Súčet hmotnostných zlomkov všetkých zložiek zmesi je rovný jednej resp. 100 %.

[úprava] Objemový zlomok

Vyjadruje podiel objemu zložky ku súčtu objemov všetkých zložiek zmesi. Označuje sa písmenom $\varphi$ (fí). Môže sa vyjdariť aj percentuálne. Rizikom pri udávaní koncentrácie v takejto forme je, že objem kvapaliny či plynu závisí od teploty a tlaku. Pre objemový zlomok zložky A platí:

$\varphi_A = \frac{V_A}{\sum V} = \frac{V_A}{\sum V}\cdot 100\,\%$

Súčet objemových zlomkov všetkých zložiek zmesi je rovný jednej resp. 100 %.

Častou chybou pri vyjadrovaní objemového zlomku je nesprávny vzorec:

$\varphi_A = \frac{V_A}{V_{\mathrm{zmesi}}}$

Tento vzorec platí len v tvare:

$\varphi_A \approx \frac{V_A}{V_{\mathrm{zmesi}}}$

a to len vtedy, ak môžeme zanedbať objemovú kontrakciu (napr. ide o ideálny roztok)

Dôvod nesprávnosti: Objem výslednej zmesi nemusí byť rovnaký ako súčet objemov jednotlivých zložiek (objemová kontrakcia), a preto by sme pri použití tohto nesprávneho vzorca museli ešte pred prípravou roztoku poznať jeho výsledný objem, inak by sme roztok nedokázali pripraviť.

[úprava] Molový zlomok

Vyjadruje podiel látkového množstva zložky ku látkovému množstvu zmesi. Označuje sa písmenom $x$ . Opäť ho môžeme vyjadriť v percentách. Pre molový zlomok látky A platí:

$x_A=\frac{n_A}{\sum n}=\frac{n_A}{\sum n}\cdot100\,\%$

Súčet molových zlomkov všetkých zložiek zmesi je rovný jednej resp. 100 %.

[úprava] Relatívny hmotnostný zlomok

Vyjadruje podiel hmotnosti zložky ku hmotnosti ostatných zložiek sústavy. Označuje sa symbolom $\bar X$ . Používa sa najmä v priemyselnej chémii a väčšinou len pri dvojzložkových sústavách. Všeobecne pre relatívny hmotnostný zlomok zložky A platí:

$\bar X_A = \frac{m_A}{\sum m - m_A}$

Teda pre zmes tvorenú zložkami A a B platí:

$\bar X_A = \frac{m_A}{m_B}\qquad \bar X_B = \frac{m_B}{m_A}$

(Upozornenie: pri relatívnom hmotnostnom resp. molovom zlomku v žiadnom prípade neplatí $\sum \bar X = 1$ )

[úprava] Relatívny molový zlomok

Vyjadruje podiel látkového množstva zložky ku látkovému množstvu ostatných zložiek sústavy. Označuje sa symbolom $X$ . Používa sa najmä v priemyselnej chémii a väčšinou len pri dvojzložkových sústavách. Všeobecne pre relatívny molový zlomok zložky A platí:

$X = \frac{n_A}{\sum n - n_A}$

Teda pre zmes tvorenú zložkami A a B platí:

$X_A = \frac{n_A}{n_B}\qquad X_B = \frac{n_B}{n_A}$

[úprava] Relatívna koncentrácia

V podstate ide o klasickú látkovú koncentráciu, ale takto vyjadrená koncentrácia je bezrozmerná. Relatívnu koncentráciu zložky A značíme [A] (analogicky pre KCl — [KCl]). Pre relatívnu koncentráciu zložky A platí:

$[A]=\frac{c_A}{c{}^{0}_{A}}\qquad c{}^{0}_{A} = 1\,\mathrm{mol\,dm^{-3}}$

Hodnota relatívnej koncentrácie sa rovná hodnote bežnej látkovej koncentrácie (delíme len číslom 1 a rozmerom $\mathrm{mol\,dm^{-3}}$ ). Používať tento spôsob vyjadrenia koncentrácie je výhodné, ak vykonávame s koncentráciou rôzne matematické úpravy (logaritmovanie etc.) — odpadajú starosti s rozmerom $\mathrm{mol\,dm^{-3}}$ .