Koncentrace (chemie)

Změna barvy roztoku s koncentrací

Koncentrace je veličina, která číselně charakterizuje složení směsi. Vyjadřuje se několika způsoby.

Koncentrace v užším smyslu slova (s výjimkou molální koncentrace) je podíl množství určité složky (vyjádřeného například hmotností, objemem nebo látkovým množstvím) a objemu výsledné směsi.

Naproti tomu takzvaný (hmotnostní, objemový nebo molární) zlomek je bezrozměrný podíl množství složky a součtu stejnou veličinou vyjádřeného množství všech složek před smícháním. Při vyjádření koncentrace v procentech, promilích, ppm apod. se vždy jedná o zlomek.

Hmotnostní koncentrace

Hmotnostní koncentrace ρ_A složky A je podíl její hmotnosti m_A a celkového objemu výsledného roztoku V. Její jednotkou je kg/m³. V podstatě jde o parciální hustotu, má i stejnou jednotku.

${\displaystyle \rho _{A}={m_{A} \over V}}$

Objemová koncentrace

Objemová koncentrace σ_A složky A je bezrozměrný podíl jejího objemu V_A před smícháním a celkového objemu výsledného roztoku V.^[1]

${\displaystyle \sigma _{A}={V_{A} \over V}}$

Součet objemových koncentrací všech složek ${\textstyle \sum _{i}\sigma _{i}}$ se může mírně lišit od 1 (na rozdíl od objemového zlomku), protože celkový objem se může smícháním látek mírně změnit.

Molární koncentrace (molarita)

Molarita je definována jako podíl látkového množství rozpuštěné látky a celkového objemu výsledného roztoku.

${\displaystyle c_{A}={\frac {n_{A}}{V}}={\frac {m_{A}}{M_{A}V}}}$

kde n_A je látkové množství složky A a M_A je její molární hmotnost. Její jednotkou je mol·dm⁻³.

Molarita roztoku se někdy zkráceně označuje písmenem M. Např. 2M znamená, že roztok je dvoumolární, tedy s koncentrací 2 mol/dm³. Je možné použít i násobných předpon, např. mM pak znamená milimolární (mmol/dm³), μM znamená mikromolární (μmol/dm³) atd. Tento způsob vyjadřování koncentrace se velmi často používá v analytické chemii.

Molalita (molální koncentrace)

Molalita může být objemová nebo hmotnostní. Hmotnostní molalita je podíl látkového množství rozpuštěné látky a hmotnosti rozpouštědla.^[2]

${\displaystyle \mu _{A}={\frac {n_{A}}{m_{s}}}={\frac {m_{A}}{M_{A}m_{s}}}}$

kde m_s je hmotnost rozpouštědla. Jednotkou je mol.kg⁻¹.

Objemová molalita je podíl látkového množství rozpuštěné látky a objemu rozpouštědla.

${\displaystyle \mu '_{A}={\frac {n_{A}}{V_{s}}}={\frac {m_{A}}{M_{A}V_{s}}}}$

kde V_s je objem rozpouštědla. Jednotkou je mol·dm⁻³.

Hmotnostní zlomek

Hmotnostní zlomek je podíl hmotnosti složky (m_A, m_B, ...) k hmotnosti celé směsi. Je to bezrozměrná veličina.

${\displaystyle w_{A}={\frac {m_{A}}{\sum m_{i}}}}$

Součet hmotnostních zlomků všech složek směsi je roven 1, tzn. hmotnostní zlomek nabývá hodnot od 0 do 1.

Objemový zlomek

Objemový zlomek ϕ_A složky A je bezrozměrný podíl jejího objemu V_A před smícháním a součtu objemů V_i všech složek před smícháním.

${\displaystyle \phi _{A}={\frac {V_{A}}{\sum _{i}V_{i}}}}$

Také nabývá hodnot od 0 do 1 a součet všech objemových zlomků ${\textstyle \sum _{i}\phi _{i}}$ se rovná 1 (na rozdíl od objemové koncentrace).

Molární zlomek

Molární zlomek je podíl látkového množství složky a součtu látkového množství všech složek směsi.

${\displaystyle x_{A}={\frac {n_{A}}{\sum n_{i}}}}$

Stejně jako hmotnostní zlomek je i molární zlomek bezrozměrný.

Odkazy

Reference

1. Volume concentration @ Chemistry Dictionary & Glossary. glossary.periodni.com [online]. [cit. 2023-03-26]. Dostupné online. 
2. MOORE, W.J. Fyzikální chemie. Praha: SNTL, 1981. 976 s. S. 247. 

Související články

• Aktivita
• Fyzikální veličina#Speciální výrazy pro odvozené veličiny

Externí odkazy

Autoritní data	GND: 4125568-9