Измерение концентрации. Измерения в химическом анализе. Концентрация. Правильность результатов химического анализа, страница 9

Моляльность— единица концентрации, отвечающая со­держанию в 1 кг растворителя 1 моля данного компонента.

Массовая доля компонента А:

                          Масса компонента А в смеси                               М

У _А ⁼ ——————————————————————     =       ———

                           Суммарная масса смеси                                    M     

   Массовая доля компонента может быть выражена в процентах:

y*A=yA  100%.

Молярная доля компонента А:

                      Количество компонента А в смеси                                    (n A)                N

X_A=  ———————————————————————————  =      ---------               ---   Суммарное количество компонентов смеси                         ( ∑n_i)               N ,

 

 где п — число молей.

Молярная доля          компонента А может быть   выражена       в процентах:

х*_A = х_A • 100%.

Объемная доля компонета   А:

 

                        Объем компонента  в  смеси                           L³

X_A     =      ^{-----------------------------------------------------------------------        =         ------------}

                        Суммарный объем в смеси                              L³

Объемная доля компонента А может быть выражена в про­центах:

X^* _A = X _A  100% .

В физике часто встречается единица концентрации, выра­женная числом атомов в 1 см³:

Число атомов элемента А в смеси

С^*= ——————————————————  .

Объем смешанной фазы (см ³ )

В качестве примера рассмотрим, как можно охарактеризовать концентрации компонентов, из которых состоит ряд веществ, исполь­зуя приведенные выше единицы концентрации.

Таблица 36

Анализируемое вещество и его компоненты	Концентрация     компонентов
	Массовая доля, %	Молярная доля, %	Объемная доля, %
Золото (58 проба) Аu	58,3	31.1	39,3
Сu	41,7	68,9	60,7
Алюмо калиевые квасцы
(К 2SO 4 * Al 2 (SO) 4)  3 * 24Н 20
К 2SO 4	18,4	3,8	10,5
Al 2 (SO 4) 3	36,1	3,8	20,2
Н 20	45,5	92,4	69,3
Дымный порох KNO 3	78,4	33,3	75 3
S	11,9	16,7	12,2
С	13,3	50,0	12,5
Спирто-водная смесь
С 2Н 5ОН	34,4	17,1	40,0
Н 20	65,6	82,9	60,0

Выбор единиц концентрации для данного примера произведен не случайно. В качестве единиц концентрации использованы величины, которые в НТД классифицируются как относительные величины, ни­коим образом с концентрацией не связанные. В действительности,

массовая, объемная и молярная доли представляют единицы концентра­ции. Ошибка заключается в трактовке этих величин как относительных. Подобное было отмечено и по поводу самой концентрации. Относитель­ная величина представляет безразмерное отношение физической вели­чины к одноименной физической величине. Однако, когда речь идет  концентрации, которая выражена, например, через массовую долю, нельзя рассматривать массу всех компонентов пробы просто как физи­ческую величину, используемую для сравнения с массой анализируе­мого компонента. При таком подходе не учитывается качественная особенность концентрации как физической величины.

Концентрации, выраженные в различных единицах, могут быть пересчитаны одна в другую (табл. 37). Особенность та­кого пересчета, по сравнению с переходом от одной единицы физической величины к другой, состоит в том, что для кон­центрации переходной коэффициент не является постоянным. Это обусловлено тем, что при пересчете используются инди­видуальные константы, определяемые тем компонентом, концентрацию которого требуется выразить в тех или иных единицах. В частности, к ним относятся такие константы, как молекулярные массы компонентов (М_A и М_B для слу­чая двухкомпонентной   смеси, представленного в табл. 37), а также значения плотностей (р_m ~ плотность смеси в табл. 37).

Таблица 37

	yB	xB	mB	CM, B
yB	yB	MB   MA  ----- + MB - MA    xA	1      1000     -------- + 1     MBmB	MB  CM , B 1000 pm
xB	1   MB(1 – yB)      MA  yB	xB	1   1000  -------- + 1 MA mB	MA 1000 pm   ---------- + MA - MB    CM , B
mB	1000 yB   MB (1 – yB )	1000 xB   MA (1 – xA )	mB	1      pm            MB             --------  -   ---------  CM , B        1000
CM , B	1000 pm yB           MB	1000 pm  MA (1 – xB )  -------------- + MB        xB	pm 1           MB ----  +  ------  mB      1000	CM , B

Изменение коэффициента при пересчете концентрации яв­ляется еще одним проявлением ее специфики как именован­ной физической величины.

Используя различные единицы СИ для характеристики аб­солютного содержания анализируемого компонента смеси и самой смеси, можно получить целый ряд единиц концентра­ции. Именно так получены единицы концентрации, приведен­ные в табл. 35. С этой целью были применены единицы мас­сы, объема и количества вещества. Важно подчеркнуть, что все указанные в табл. 35 единицы концентрации являются единицами СИ.