Концентрация компонента в жидком и газообразном веществе

Для количественной характеристики содержания компонента А в жидком и газообразном веществе введено понятие концентрации компонента А.

Концентрация компонента А – (С(А)) – величина, характеризующая относительное содержание данного компонента в многокомпонентном веществе и определяется как отношение количества компонента А (молярная концентрация компонента А, молярная концентрация эквивалента компонента А) или массы компонента А (массовая концентрация компонента А), отнесенная к определённому объёму жидкого или газообразного вещества.

Концентрация компонента всегда является именованной величиной, она имеет смысл для конкретного компонента А. Это нашло отражение и в определении концентрации, в котором подчеркивается, что речь идет об относительном содержании данного компонента в объёме многокомпонентного жидкого или газообразного вещества.

Основной единицей измерения количества частиц компонента (n) в Международной системе единиц физических величин (система СИ), принятой к применению в СССР в 1984 году, является 1 моль. 1 моль любого компонента, представляющий для нас интерес в виде электрона, протона, элемента (атома), изотопа, функциональной группы, в том числе иона, или молекулы, содержит 6,02210²³ таких структурных единиц в каком-либо объёме или массе вещества. Тысячная часть 1 моль (дольная единица) обозначается ммоль (читается миллимоль).

Количество частиц компонента А (n(А)) в какой-либо массе компонента А (m(А)) можно рассчитать по формуле:

n(А) = m(А)/М(А), моль,

где m(А) – масса компонента А, г; М(А) – относительная молярная масса компонента А, г/моль.

В системе СИ основные наименования концентрации компонентов в объёме жидкого или газообразного вещества – это молярная концентрация компонента, моль/м³, и массовая концентрация компонента, кг/м³ [ГОСТ 8.417-2002 ГСИ. Единицы величин].

Молярная концентрация компонента А в растворе – С_М(А) – это содержание количества частиц компонента А n(А) в единице объема V жидкого или газообразного вещества, рассчитывается как:

С_М(А) = n(А)/V; или С_М(А) = m(А)/[М(А)V_.]

Молярная концентрация компонента измеряется в моль/м³; используются и дольные единицы – моль/дм³, ммоль/дм³ и т. д. Для внутрилабораторного использования допускается единица моль/л.

Пример формы записи С_М(HSO₄) = 0,1 моль/дм³ = 0,1 ммоль/см³. В аналитической практике используют и такую форму записи: 0,1 М HSO₄.

Как в аналитической практике, так и в различных видах профессиональной деятельности, в том числе и геологии, используют концентрацию, выраженную в массовых единицах.

Массовая концентрация компонента А – это содержание массы m(А) компонента А в единице объема V жидкого или газообразного вещества, рассчитывается как:

С_m(А) = m(А)/V,

Массовая концентрация компонента измеряется в кг/м³; используются и дольные единицы – г/м³, г/дм³, мг/дм³ и т. д. Для внутрилабораторного использования допускается единица г/л, г/мл. В методе титриметрии концентрация, выраженная в г/мл, названа титром раствора (Т) компонента А.

Пример формы записи С_m(NaCl) = 0,1 г/дм³, допускается С_m(NaCl) = = 0,1 г/л = 0,1 мг/мл; Т(NaCl) = 0,0001 г/мл.

Зная массовую концентрацию компонента А в растворе, можно вычислить его молярную концентрацию и наоборот.

С_М(А) = С_m(А) /М(А),

если С_m(А) выражена в г/дм³,

или С_М(А) = Т(А)1000/М(А),

если С_m(А) выражена в г/мл