Molární koncentrace - Molar concentration
Molární koncentrace (také zvaný molarita, koncentrace množství nebo koncentrace látky) je měřítkem koncentrace a chemické druhy, zejména a rozpuštěná látka v řešení, ve smyslu množství látky za jednotku objem řešení. v chemie, nejčastěji používanou jednotkou pro molaritu je počet krtci za litr, se symbolem jednotky mol / L nebo mol ⋅dm−3 v jednotce SI. Roztok s koncentrací 1 mol / l se říká 1 molární, běžně označovaný jako 1 M. Aby se zabránilo záměně s Předpona SI mega, který má stejnou zkratku, malé čepice ᴍ nebo kurzíva M jsou také používány v časopisech a učebnicích.[1]
Definice
Molární koncentrace nebo molarita se nejčastěji vyjadřuje v jednotkách molů rozpuštěná látka na litr řešení.[2] Pro použití v širších aplikacích je definován jako množství látky rozpuštěné látky na jednotku objemu roztoku nebo na jednotku objemu dostupného druhu, představovaného malými písmeny C:[3]
Tady, n je množství rozpuštěné látky v molech,[4] N je počet základní částice přítomný v objemu PROTI (v litrech) roztoku a NA je Avogadro konstantní, od 20. května 2019 definováno jako přesně 6.02214076×1023 mol−1. Poměr N/PROTI je hustota čísel C.
v termodynamika použití molární koncentrace často není vhodné, protože objem většiny roztoků mírně závisí na teplota kvůli teplotní roztažnost. Tento problém je obvykle vyřešen zavedením teplotní korekce faktory, nebo pomocí měření koncentrace nezávislé na teplotě, jako je molalita.[4]
The reciproční množství představuje ředění (objem), které se může objevit v Ostwaldově zákon ředění.
- Formálnost nebo analytická koncentrace
Pokud se molekulární entita disociuje v roztoku, koncentrace se vztahuje k původnímu chemickému vzorci v roztoku, někdy se nazývá molární koncentrace formální koncentrace nebo formalita (FA) nebo analytická koncentrace (CA). Například pokud roztok uhličitanu sodného (Na2CO3) má formální koncentraci C(Na2CO3) = 1 mol / L, molární koncentrace jsou C(Na+) = 2 mol / L a C(CO.)2−
3) = 1 mol / L, protože se sůl disociuje na tyto ionty.
Jednotky
V Mezinárodní systém jednotek (SI) koherentní jednotka pro molární koncentraci je mol /m3. To je však pro většinu laboratorních účelů a většinu chemických literatur tradičně nepohodlné mol /dm3, což je stejné jako mol /L. Tato tradiční jednotka je často označována písmenem M, volitelně před ním je Předpona SI podle potřeby k označení dílčích násobků, například:
Jednotky milimolární a mikromolární viz mM a μM (10−3 mol /L a 10−6 mol /L ), v uvedeném pořadí.
| název | Zkratka | Koncentrace | |
|---|---|---|---|
| (mol / l) | (mol / m3) | ||
| milimolární | mM | 10−3 | 100 |
| mikromolární | μM | 10−6 | 10−3 |
| nanomolární | nM | 10−9 | 10−6 |
| pikomolární | odpoledne | 10−12 | 10−9 |
| femtomolární | fM | 10−15 | 10−12 |
| attomolární | dopoledne | 10−18 | 10−15 |
| zeptomolární | zM | 10−21 | 10−18 |
| yoctomolar | yM[5] | 10−24 (6 částic na 10 l) | 10−21 |
Související množství
Koncentrace čísel
Převod na koncentrace čísel darováno
kde je Avogadro konstantní.
Hromadná koncentrace
Převod na hmotnostní koncentrace darováno
kde je molární hmotnost složky .
Molární zlomek
Převod na molární zlomek darováno
kde je průměrná molární hmotnost roztoku, je hustota řešení.
Jednodušší vztah lze získat zvážením celkové molární koncentrace, a to součtu molárních koncentrací všech složek směsi:
Hmotnostní zlomek
Převod na hmotnostní zlomek darováno
Molalita
Převod na molalita (pro binární směsi) je
kde je solutu přiřazen dolní index 2.
U řešení s více než jednou rozpuštěnou látkou je převod
Vlastnosti
Součet molárních koncentrací - normalizační vztahy
Součet molárních koncentrací udává celkovou molární koncentraci, jmenovitě hustotu směsi dělenou molární hmotností směsi nebo jiným názvem převrácený molární objem směsi. V iontovém roztoku je iontová síla úměrná součtu molární koncentrace solí.
Součet produktů molárních koncentrací a parciálních molárních objemů
Součet produktů mezi těmito množstvími se rovná jedné:
Závislost na objemu
Molární koncentrace závisí na změnách objemu roztoku zejména v důsledku tepelné roztažnosti. V malých intervalech teploty je závislost
kde je molární koncentrace při referenční teplotě, je koeficient tepelné roztažnosti směsi.
Příklady
- 11,6 g NaCl se rozpustí ve 100 g vody. Konečná hmotnostní koncentrace ρ(NaCl) je
- ρ(NaCl) = 11,6 g/11,6 g + 100 g = 0,104 g / g = 10,4%.
Hustota takového roztoku je 1,07 g / ml, tedy jeho objem je
- PROTI = 11,6 g + 100 g/1,07 g / ml = 104,3 ml.
Molární koncentrace NaCl v roztoku je tedy
- C(NaCl) = 11,6 g/58 g / mol / 104,3 ml = 0,00192 mol / ml = 1,92 mol / l.
- Typickým úkolem v chemii je příprava 100 ml (= 0,1 litru) 2 mol / l roztoku NaCl ve vodě. Potřebná hmotnost soli je
- m(NaCl) = 2 mol / L × 0,1 L × 58 g / mol = 11,6 g.
- Hustota voda je přibližně 1 000 g / l a jeho molární hmotnost je 18,02 g / mol (nebo 1/18,02 = 0,055 mol / g). Proto je molární koncentrace vody
- C(H2O) = 1000 g / l/18,02 g / mol ≈ 55,5 mol / l.
- C(H2) = 88 g / l/2,02 g / mol = 43,7 mol / l.
- C(OsO4) = 5,1 kg / l/254,23 g / mol = 20,1 mol / l.
- Typický protein v bakterie, jako E-coli, může mít asi 60 kopií a objem bakterie je asi 10−15 L. Tedy početní koncentrace C je
- C = 60 / (10−15 L) = 6×1016 L−1.
Molární koncentrace je- C = C/NA = 6×1016 L−1/6×1023 mol−1 = 10−7 mol / L = 100 nmol / L.
- Referenční rozmezí pro krevní testy, seřazeno podle molární koncentrace:
Viz také
Reference
- ^ "Typografie jednotkových symbolů pro molár a litr v siunitxu". TeX - LaTeX Stack Exchange.
- ^ Tro, Nivaldo J. Základní chemie (Páté vydání.). Boston. str. 457. ISBN 9780321919052. OCLC 857356651.
- ^ IUPAC, Kompendium chemické terminologie, 2. vyd. („Zlatá kniha“) (1997). Online opravená verze: (2006–) “koncentrace množství, C ". doi:10.1351 / goldbook.A00295
- ^ A b Kaufman, Myron (2002). Principy termodynamiky. CRC Press. str. 213. ISBN 0-8247-0692-7.
- ^ David Bradley. „Jak nízko můžeš jít?.