74. Способы выражения состава растворов.

Насыщенные растворы применяют сравнительно редко. В большинстве случаев пользуются ненасыщенными растворами, содержащими меньше растворенного вещества, чем его содержит при данной температуре насыщенный раствор. При этом растворы с низким содержанием растворенного вещества называются разбавленными, с высоким — концентрированными.

Состав раствора (и, в частности, содержание в нем растворенного вещества) может выражаться разными способами — как с помощью безразмерных единиц (долей или процентов), так и через размерные величины — концентрации. В химической практике наиболее употребительны следующие величины, выражающие содержание растворенного вещества в растворе:

1. Массовая доля — отношение (обычно — процентное) массы растворенного вещества к массе раствора. Например, (масс.) водный раствор хлорида натрия —это такой раствор, в 100 единицах массы которого содержится 15 единиц массы и 85 единиц массы воды.

2. Молярная доля — отношение количества растворенного вещества (или растворителя) к сумме количеств всех веществ, составляющих раствор.

Б случае раствора одного вещества в другом молярная доля растворенного вещества равна

а молярная доля растворителя

где и — соответственно количества вещества растворителя и растворенного вещества.

3. Молярная концентрация, или молярность - отношение количества растворенного вещества к объему раствора. Обычно моляркость обозначается или (после численного значения молярности) М. Так, означает раствор, в каждом литре которого содержится 2 моля серной кислоты, т. е. моль/л.

4. Моляльная концентрация, или моляльность — отношение количества растворенного вещества к массе растворителя. Обычно моляльность обозначается буквой . Так, для раствора серной кислоты запись моль/кг означает, что в этом растворе на каждый килограмм растворителя (воды) приходится 2 моля . Моляльность раствора в отличие от его молярности не изменяется при изменении температуры.

5. Эквивалентная, или нормальная концентрация — отношение числа эквивалентов растворенного вещества к объему раствора. Концентрация, выраженная этим способом, обозначается или (после численного значения нормальности) буквой . Так, означает раствор, в каждом литра которого содержится 2 эквивалента серной кислоты, т. е. моль/л.

Пользуясь растворами, концентрация которых выражена нормальностью, легко заранее рассчитать, в каких объемных отношениях они должны быть смешаны, чтобы растворенные вещества прореагировали без остатка. Пусть раствора вещества 1 с нормальностью реагирует с раствора вещества 2 с нормальностью . Это означает, что в реакцию вступило эквивалентов вещества 1 и эквивалентов вещества 2. Но вещества реагируют в эквивалентных количествах, следовательно

или

Таким образом, объемы растворов реагирующих веществ об-ратпо пропорциональны их нормальностям.

На основании этой зависимости можно не только вычислять требуемые для проведения реакций объемы растворов, но и обратно, по объемам затраченных на реакцию растворов находить их концентрации.

Пример 1. Сколько миллилитров 0,3 н. раствора хлорида натрия надо прибавить к н. раствора нитрата серебра, чтобы осадить все находящееся в растворе серебро в виде хлорида серебра?

Подставляя данные задачи в последнее уравнение, получим:

Пример 2. Для централизации раствора серной кислоты потребовалось прибавить к ним раствора щелочи. Определить нормальность взятого раствора .

Обозначив неизвестную нормальность раствора серной кислоты через х, получим: