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Konzentrationsdefinition (Chemie)

In der Chemie bezieht sich das Wort „Konzentration“ auf die Komponenten eines Gemisches oder einer Lösung. Hier finden Sie die Definition der Konzentration und einen Blick auf verschiedene Methoden zur Berechnung.

 

Konzentrationsdefinition

In der Chemie bezieht sich Konzentration auf die Menge einer Substanz in einem definierten Raum. Eine andere Definition ist, dass die Konzentration das Verhältnis von gelöstem Stoff in einer Lösung zu Lösungsmittel oder Gesamtlösung ist. Die Konzentration wird üblicherweise als Masse pro Volumeneinheit ausgedrückt . Die Konzentration des gelösten Stoffes kann jedoch auch in Mol oder Volumeneinheiten ausgedrückt werden . Anstelle des Volumens kann die Konzentration pro Masseneinheit erfolgen. Während sie normalerweise auf chemische Lösungen angewendet werden, kann die Konzentration für jedes Gemisch berechnet werden.

Einheit Beispiele für die Konzentration: g / cm 3 , kg / l, M, m, N, kg / l

 

So berechnen Sie die Konzentration

Die Konzentration wird mathematisch bestimmt, indem die Masse, die Mol oder das Volumen des gelösten Stoffes genommen und durch die Masse, die Mol oder das Volumen der Lösung (oder seltener das Lösungsmittel) dividiert werden. Einige Beispiele für Konzentrationseinheiten und Formeln umfassen:

    • Molarität (M) – Mol gelöster Stoff / Liter Lösung (kein Lösungsmittel!)
    • Massenkonzentration (kg / m 3 oder g / l) – Masse des gelösten Stoffes / Volumen der Lösung
    • Normalität (N) – Gramm aktiver gelöster Stoff / Liter Lösung
    • Molalität (m) – Mol gelöster Stoff / Masse Lösungsmittel (nicht Masse Lösung!)
    • Massenprozent (%) – Masse gelöster Stoff / Massenlösung x 100% (Masseneinheiten sind für gelösten Stoff und Lösung die gleiche Einheit)
    • Volumenkonzentration (keine Einheit) – Volumen des gelösten Stoffes / Volumen der Mischung (jeweils die gleichen Volumeneinheiten)
    • Zahlenkonzentration (1 / m 3 ) – Anzahl der Einheiten (Atome, Moleküle usw.) einer Komponente geteilt durch das Gesamtvolumen der Mischung
    • Volumenprozent (v / v%) – Volumen gelöster Stoff / Volumenlösung x 100% (Volumen des gelösten Stoffs und der Lösung sind in den gleichen Einheiten)
    • Molenbruch (Mol / Mol) – Mol gelöster Stoff / Gesamtmol Spezies in der Mischung
    • Molverhältnis (Mol / Mol) – Mol gelöster Stoff / Gesamtmol aller anderen Spezies in der Mischung
    • Massenfraktion (kg / kg oder Teile pro) – Masse einer Fraktion (kann mehrere gelöste Stoffe sein) / Gesamtmasse der Mischung
    • Massenverhältnis (kg / kg oder Teile pro) – Masse des gelösten Stoffes / Masse aller anderen Bestandteile in der Mischung

 

  • PPM ( parts per million ) – Eine 100 ppm-Lösung enthält 0,01%. Die Notation „Teile pro“ wurde, während sie noch verwendet wird, größtenteils durch Molenbruch ersetzt
  • PPB (parts per milliarden) – wird normalerweise verwendet, um die Kontamination verdünnter Lösungen auszudrücken

Einige Einheiten können von einer zur anderen konvertiert werden. Es ist jedoch nicht immer eine gute Idee, zwischen Einheiten basierend auf dem Lösungsvolumen und Einheiten basierend auf der Masse der Lösung (oder umgekehrt) umzurechnen, da das Volumen von der Temperatur beeinflusst wird.

 

Strikte Definition der Konzentration

Im strengsten Sinne fallen nicht alle Mittel zum Ausdrücken der Zusammensetzung einer Lösung oder eines Gemisches unter den einfachen Begriff „Konzentration“. Einige Quellen betrachten nur Massenkonzentration, Molkonzentration, Zahlenkonzentration und Volumenkonzentration als wahre Konzentrationseinheiten.

 

Konzentration versus Verdünnung

Zwei verwandte Begriffe sind konzentriert und verdünnt . Konzentriert bezieht sich auf chemische Lösungen, die hohe Konzentrationen einer großen Menge an gelöstem Stoff in der Lösung enthalten. Wenn eine Lösung so weit konzentriert ist, dass sich kein gelöster Stoff mehr im Lösungsmittel löst, spricht man von einer Sättigung. Verdünnte Lösungen enthalten im Vergleich zur Menge des Lösungsmittels eine geringe Menge an gelöstem Stoff.

Um eine Lösung zu konzentrieren, müssen entweder mehr gelöste Partikel zugegeben oder etwas Lösungsmittel entfernt werden. Wenn das Lösungsmittel nichtflüchtig ist, kann eine Lösung durch Verdampfen oder Abkochen des Lösungsmittels konzentriert werden.

Verdünnungen werden durch Zugabe eines Lösungsmittels zu einer konzentrierten Lösung hergestellt. Es ist üblich, eine relativ konzentrierte Lösung, die als Stammlösung bezeichnet wird, herzustellen und damit verdünntere Lösungen herzustellen. Diese Vorgehensweise führt zu einer besseren Präzision als das einfache Mischen einer verdünnten Lösung, da es schwierig sein kann, eine genaue Messung einer winzigen Menge gelösten Stoffs zu erhalten. Serienverdünnungen werden verwendet, um extrem verdünnte Lösungen herzustellen. Zur Herstellung einer Verdünnung wird die Stammlösung in einen Messkolben gegeben und dann mit Lösungsmittel bis zur Marke verdünnt.

 

Quelle

  • IUPAC, Compendium of Chemical Terminology, 2. Aufl. (das „Goldbuch“) (1997). 

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