2 Atome und ihre Bausteine

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B a s i s w i s s e n C h e m i e 2 . 6 K o n z e n t r a t i o n s a n g a b e n Der Begriff Konzentration wird v.a. zur Bezeichnung der Zusammensetzung von Gemischen verwendet. Man versteht darunter jeden Quotienten, der das Volumen der Mischung im Nenner enthält: Stoffmengenkonzentration (c; n/V), Volumenkonzentration (σ; V i /V; wird in Prozenten angegeben) und Massenkonzentration (β; m i /V; wird ebenfalls in Prozenten ausgedrückt). Daneben ist auch der Massengehalt gebräuchlich, der das Verhältnis der Masse des gelösten Stoffs zur Masse der Lösung liefert (ω; m i /m; in Prozenten). Stoffmengenkonzentration c Das wichtigste in der Chemie verwendete Konzentrationsmass ist die Stoffmengenkonzentration c, früher auch als Molarität bezeichnet. Sie gibt die Anzahl Mol n eines Stoffs an, die in 1 Liter Lösung enthalten sind. – Stoffmengenkonzentration = Stoffmenge des gelösten Stoffs Volumen der Lösung – Zeichen: c Verknüpfung: c = n Einheit: mol V L Beispiel: Eine Natriumchloridlösung mit c(NaCl) = 1 mol/L enthält in einem Liter Lösung 1 mol NaCl (Natriumchlorid, Kochsalz). Da Natriumchlorid aus Na + - und Cl – Ionen besteht, beträgt die Konzentration der beiden Ionen je c = 1 mol/L. Volumenkonzentration σ Die Volumenkonzentration σ (Sigma)wird oft für die Mischung von 2 Flüssigkeiten verwendet. Der Zahlenwert gibt an, wie viel Prozent das Volumen des gelösten Stoffs vom Gesamtvolumen der Lösung ausmacht. – Volumenkonzentration = Volumen des gelösten Stoffs · 100 % Volumen der Lösung – Zeichen: σ Verknüpfung: σ = V i · 100 Einheit: % V – V i = Volumen des gelösten Stoffs Beispiel: In einem Liter eines 5%igen Biers, σ (Bier) = 5%, sind 50 mL Ethanol («Alkohol») enthalten. 52
2 A t o m e u n d i h r e B a u s t e i n e Massenkonzentration β Aus dem Quotienten der Masse des gelösten Stoffs und dem Volumen der Lösung erhält man die Massenkonzentration β (Beta). – Massenkonzentration = Masse des gelösten Stoffs Volumen der Lösung – Zeichen: β Verknüpfung: β = m i Einheit: g V L – m i : Masse des gelösten Stoffs Beispiel: Angaben auf einer Flasche Evian©: β (Ca 2+ ) = 78 mg/L, β (Mg 2+ ) = 24 mg/L, β (Na + ) = 5 mg/L, β (K + ) = 1 mg/L, β (Cl – ) = 4,5 mg/L Obwohl die Massenkonzentration eng mit der Dichte verknüpft ist, sollte man für die beiden Grössen nicht das gleiche Zeichen verwenden. Die Dichte bezieht sich auf das Volumen der reinen Komponenten und nicht auf das Volumen der Mischphase, die diese Komponente enthält. Dies lässt sich an den beiden Definitionsgleichungen erkennen: Dichte: Massenkonzentration ρ (Ko) = m(Ko) V(Ko) β (Ko) = m(Ko) V(Lsg) wobei Ko = Komponente und Lsg = Lösung Massengehalt (Massenanteil) ω Auch der Massengehalt (Massenanteil) ω (Omega) eines gelösten Stoffs wird oft in Prozenten angegeben. Der Zahlenwert sagt aus, wie viel Prozent die Masse des gelösten Stoffs an der Gesamtmasse der Lösung beträgt. – Massengehalt = Masse des gelösten Stoffs · 100 % Masse der Lösung – Zeichen: ω Verknüpfung: ω = m i · 100 Einheit: % m – m i : Masse des gelösten Stoffs Beispiel: Eine 20%ige Kochsalzlösung, ω[NaCl(aq)] = 20 %, enthält 20 g Kochsalz auf 100 g Lösung. 53
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