Stężenia roztworów. Stechiometria reakcji w roztworach

P
acetonu
P
w
przypadającej
P
roztworu.
podaje,
Zakładamy przy tym, że rozcieńczony roztwór ma masę liczbowo równą objętości (gęstość
3
równa się 1 kg/dmP P). Korzystając ze wzoru 5.3 obliczamy teraz stężenie w ppm:
2+
m(Ni ) [mg] 37,9
c(ppm) =
= = 37,9 ppm
m(roztw.) [kg] 1,00
Alternatywnie, używając tych samych jednostek w liczniku i mianowniku wyrażenia
otrzymujemy ułamki masowe. Stężenie w jednostkach ppm otrzymujemy przez pomnożenie
6
ułamków masowych przez 10P P.
2+
−6
m(
Ni ) [ mg]
2+
6 37,
9 ⋅10
6
c(ppm) =
= u
m
( Ni ) ⋅10
= ⋅10
= 37,9 ppm
m(
roztw.) [ kg]
1,
00
2+
Odpowiedź. Stężenie kationu NiP tym roztworze wynosi 37,9 ppm.
5.2.2. Stężenie procentowe objętościowe.
Ten sposób wyrażenia stężeń stosuje się przede wszystkim dla roztworów gazowych.
Wynika to z łatwości przeliczania procentów objętościowych gazu na ciśnienia cząstkowe
oraz wielkości wyrażone w molach (ułamki molowe, procenty molowe), oczywiście przy
założeniu, że mieszanina gazowa spełnia z wystarczającą dokładnością równanie stanu gazu
doskonałego.
Dla roztworów cieczy w cieczach procentowość objętościowa jest rzadziej stosowana
(z wyjątkiem roztworów alkoholu etylowego), ponieważ ma nieprzyjemną właściwość braku
addytywności wskutek występowania zjawiska kontrakcji objętości. Kontrakcję objętości
obserwuje się podczas mieszania czystych substancji bądź ich bardzo stężonych roztworów
z rozpuszczalnikiem, a otrzymane roztwory nie są bardzo rozcieńczone. W wyniku
zmieszania otrzymany roztwór na ogół wykazuje mniejszą objętość niż wynosi suma
objętości składników, z których roztwór został otrzymany. Przykładowo, w przypadku
sporządzania średnio stężonych roztworów wodnych etanolu otrzymany roztwór będzie miał
objętość o około 4 % mniejszą niż suma objętości etanolu i wody wziętych do jego
sporządzenia.
Stężenie procentowe objętościowe wywodzi się z ułamka objętościowego uBVB, który
jest równy objętości składnika VBsB na jednostkę objętości mieszaniny.
W ogólnym przypadku wylicza się go ze wzoru 5.5, w którym V oznacza całkowitą objętość
roztworu.
Vs
u
V
=
V
5.5
Definicja: Stężenie procentowe objętościowe pBVB ile centymetrów sześciennych
substancji rozpuszczonej jest zawarte w 100 centymetrach sześciennych roztworu.
Do celów obliczeniowych zamiast centymetrów sześciennych można użyć w liczniku
i mianowniku objętości wyrażonych w dowolnych (ale takich samych) jednostkach – nawet
kwart lub baryłek.
,
Vs
p
V
= ⋅100 %
V
5.6
Przykład 5.5. Obliczanie stężenia procentowego objętościowego mieszaniny cieczy
3
3
Roztwór zawiera 20 cmP w 100 cmP Jakie jest jego stężenie procentowe
objętościowe?
- 5 -