Koncentrácia

z Wikipédie, slobodnej encyklopédie
Prejsť na: navigácia, hľadanie

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[upraviť | upraviť zdroj]

Jednotkami SI sa koncentrácia dá vyjadriť rôznymi spôsobmi:

Látková koncentrácia[upraviť | upraviť zdroj]

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[upraviť | upraviť zdroj]

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[upraviť | upraviť zdroj]

Vyjadruje podiel hmotnosti zložky na jednotku hmotnosti zmesi. Pre hmotnostný zlomok zložky A platí:

w_A = \frac{m_A}{\sum m}

Súčet hmotnostných zlomkov všetkých zložiek zmesi je rovný jednej. Pre vyjadrenie hmotnostného zlomku v percentách prenásobíme podiel 100 %:

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

Objemový zlomok[upraviť | upraviť zdroj]

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[upraviť | upraviť zdroj]

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[upraviť | upraviť zdroj]

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[upraviť | upraviť zdroj]

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[upraviť | upraviť zdroj]

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[upraviť | upraviť zdroj]