Kas yra tirpių medžiagų koncentracija?

Tirpalo koncentracija yra terminas, vartojamas mišiniams apibūdinti ir apibrėžia, kiek vienos medžiagos, vadinamos tirpiąja medžiaga, ištirpsta kitoje, vadinamoje tirpikliu. Yra daug būdų, kaip apibūdinti koncentraciją, priklausomai nuo poreikio ir gali apimti svorį, tūrį arba molekulinę masę. Mišinių koncentracija yra svarbi, nes daugelis cheminių reakcijų priklauso nuo tinkamo reagentų kiekio reakcijai užbaigti.

Galbūt lengviausias būdas apibūdinti tirpių medžiagų koncentraciją yra masė. Asmuo, norintis paruošti nuoseklų druskos mišinį vandenyje, gali pasverti abi medžiagas ir užrašyti rezultatus. Pakartotinai sveriant tuos pačius kiekius, galima atkurti druskos ir vandens koncentraciją, kuri suteiks lygiaverčius mišinius. Mišinys, pagamintas naudojant šį metodą, paprastai vadinamas masės procentų mišiniu, kuris apibrėžia, kad buvo naudojami svoriai, o ne tūris.

Tūrio masė taip pat yra įprastas tirpių medžiagų koncentracijos matavimas. Ištirpusios medžiagos kiekis pirmiausia pasveriamas naudojant matavimo svarstykles, tada įpilamas į talpyklą. Tada tirpiklis pridedamas prie tūrio žymos ant talpyklos ir gaunamas žinomas mišinio tūris. Gautas mišinys apibrėžiamas kaip svoris vienam tūriui, pvz., svarai galone arba gramai litre.

Tūrinė ištirpusių medžiagų koncentracija galima, jei abi medžiagos yra skysčiai, tačiau ji nenaudojama skysčiuose ištirpusioms kietosioms medžiagoms. Tirpalo ir tirpiklio tūriui matuoti naudojamas pažymėtas indelis, tada jie sumaišomi. Koncentracija vadinama tūrio procentais, siekiant nustatyti, ar abi medžiagos yra tūrio, o ne svorio.

Laboratoriniam naudojimui dažnai naudojamos molinės arba molinės koncentracijos, kad būtų galima tiksliai nustatyti cheminėms reakcijoms reikalingos medžiagos kiekį. Tirpiosios medžiagos moliai lygūs medžiagos svoriui, padalytam iš molinės masės, kuri matematiškai nustatoma iš periodinės elementų lentelės. Pavyzdžiui, vandens molekulėje yra du vandenilio atomai ir vienas deguonies atomas. Vandenilio ir deguonies molinę masę galima rasti bet kurioje paskelbtoje periodinėje lentelėje.

Nustačius molekulės molinę masę, ji nustatoma pridedant deguonies molinę masę prie dviejų vandenilio masių, kuri yra lygi vandens molekulėje esantiems atomams. Molinė masė neturi vienetų, bet dažnai skelbiama gramais vienam moliui; tai gali būti svarai vienam moliui, jei molinė masė yra svarai. Molių skaičių dažnai lemia pati cheminė reakcija, nes molekulėms susijungus produktai reaguoja pagal savo molinę masę.

Norint nustatyti, kiek tirpios medžiagos reikia pridėti į molinį mišinį, reikalingas molių skaičius padauginamas iš molinės masės, kad būtų gautas svoris. Šis svoris pridedamas prie talpyklos ir pridedamas žinomas tirpiklio tūrio kiekis, paprastai litras arba galonas, kad būtų gauta pastovi koncentracija. Rezultatas yra molių ir tūrio santykis, vadinamas moline tirpių medžiagų koncentracija. Pridėjus tą patį svorį į žinomą tirpiklio svorį, gaunama molinė koncentracija.