Koncentrácia

Koncentrácia je miera množstva látky v zmesi, najčastejšie v roztoku. Označuje sa rôzne podľa toho, ako koncentráciu vyjadrujeme.

V symbolickom zápise sa niekedy koncentrácia látky A označuje ako $c(A)\,\!$, $[A]\,\!$, $c_A\,\!$.

Vyjadrenie koncentrácie

Jednotkami SI sa koncentrácia dá vyjadriť rôznymi spôsobmi:

Látková koncentrácia

Štandardným vyjadrením koncentrácie je použitie látkového množstva, kde koncentrácia je vyjadrená množstvom zložky na jednotku objemu [mol.l⁻¹]. Pre látkovú koncentráciu zložky A platí:

$c_A = \frac{n_A}{V}$

Hmotnostná koncentrácia

Pri roztokoch sa často stretneme s prepočtom látkového množstva na hmotnosť látky. To zjednodušuje prípravu roztokov, pretože stačí dané množstvo látky odvážiť. Koncentrácia je vyjadrená hmotnosťou zložky na jednotku objemu [g.l⁻¹]. Pre hmotnostnú koncentráciu zložky A platí:

$c_{\mathrm{m}_A} = \frac{m_A}{V}$

Hmotnostný zlomok

Vyjadruje podiel hmotnosti zložky na jednotku hmotnosti zmesi. Môže sa vyjadriť aj v percentách (výsledok vynásobíme číslom 100 %). Pre hmotnostný zlomok zložky A platí:

$w_A = \frac{m_A}{\sum m} = \frac{m_A}{\sum m}\cdot 100\,\%$

Súčet hmotnostných zlomkov všetkých zložiek zmesi je rovný jednej resp. 100 %.

Objemový zlomok

Vyjadruje podiel objemu zložky ku súčtu objemov všetkých zložiek zmesi. Označuje sa písmenom $\varphi$ (fí). Môže sa vyjadariť aj percentuálne. Rizikom pri udávaní koncentrácie v takejto forme je, že objem kvapaliny či plynu závisí od teploty a tlaku. Pre objemový zlomok zložky A platí:

$\varphi_A = \frac{V_A}{\sum V} = \frac{V_A}{\sum V}\cdot 100\,\%$

Súčet objemových zlomkov všetkých zložiek zmesi je rovný jednej resp. 100 %.

Častou chybou pri vyjadrovaní objemového zlomku je nesprávny vzorec:

$\varphi_A = \frac{V_A}{V_{\mathrm{zmesi}}}$

Tento vzorec platí len v tvare:

$\varphi_A \approx \frac{V_A}{V_{\mathrm{zmesi}}}$

a to len vtedy, ak môžeme zanedbať objemovú kontrakciu (napr. ide o ideálny roztok)

Dôvod nesprávnosti: Objem výslednej zmesi nemusí byť rovnaký ako súčet objemov jednotlivých zložiek (objemová kontrakcia), a preto by sme pri použití tohto nesprávneho vzorca museli ešte pred prípravou roztoku poznať jeho výsledný objem, inak by sme roztok nedokázali pripraviť.

Molový zlomok

Vyjadruje podiel látkového množstva zložky ku látkovému množstvu zmesi. Označuje sa písmenom $x$. Opäť ho môžeme vyjadriť v percentách. Pre molový zlomok látky A platí:

$x_A=\frac{n_A}{\sum n}=\frac{n_A}{\sum n}\cdot100\,\%$

Súčet molových zlomkov všetkých zložiek zmesi je rovný jednej resp. 100 %.

Relatívny hmotnostný zlomok

Vyjadruje podiel hmotnosti zložky ku hmotnosti ostatných zložiek sústavy. Označuje sa symbolom $\bar X$. Používa sa najmä v priemyselnej chémii a väčšinou len pri dvojzložkových sústavách. Všeobecne pre relatívny hmotnostný zlomok zložky A platí:

$\bar X_A = \frac{m_A}{\sum m - m_A}$

Teda pre zmes tvorenú zložkami A a B platí:

$\bar X_A = \frac{m_A}{m_B}\qquad \bar X_B = \frac{m_B}{m_A}$

(Upozornenie: pri relatívnom hmotnostnom resp. molovom zlomku v žiadnom prípade neplatí $\sum \bar X = 1$)

Relatívny molový zlomok

Vyjadruje podiel látkového množstva zložky ku látkovému množstvu ostatných zložiek sústavy. Označuje sa symbolom $X$. Používa sa najmä v priemyselnej chémii a väčšinou len pri dvojzložkových sústavách. Všeobecne pre relatívny molový zlomok zložky A platí:

$X = \frac{n_A}{\sum n - n_A}$

Teda pre zmes tvorenú zložkami A a B platí:

$X_A = \frac{n_A}{n_B}\qquad X_B = \frac{n_B}{n_A}$

Relatívna koncentrácia

V podstate ide o klasickú látkovú koncentráciu, ale takto vyjadrená koncentrácia je bezrozmerná. Relatívnu koncentráciu zložky A značíme [A] (analogicky pre KCl — [KCl]). Pre relatívnu koncentráciu zložky A platí:

$[A]=\frac{c_A}{c{}^{0}_{A}}\qquad c{}^{0}_{A} = 1\,\mathrm{mol\,dm^{-3}}$

Hodnota relatívnej koncentrácie sa rovná hodnote bežnej látkovej koncentrácie (delíme len číslom 1 a rozmerom $\mathrm{mol\,dm^{-3}}$). Používať tento spôsob vyjadrenia koncentrácie je výhodné, ak vykonávame s koncentráciou rôzne matematické úpravy (logaritmovanie etc.) — odpadajú starosti s rozmerom $\mathrm{mol\,dm^{-3}}$.

Iné projekty

Wikicitáty

• Wikicitáty ponúka citáty od alebo o Koncentrácia