Otvori glavni meni

U kemiji, „koncentracija“ je definirana kao udio otopljene tvari podijeljen s volumenom otopine. Štoviše, u kemiji se mogu razlučiti četiti vrste koncentracije: masena koncentracija, molarna koncentracija, brojčana koncentracija i volumna koncentracija. Izraz koncentracija može se primijeniti u bilo kojoj vrsti kemijske smjese, no najčešće se primijenjuje na otopljene tvari u otopinama.

Kvalitativan opisUredi

 
Ove čaše sa crvenom bojom prikazuju kvalitativne promjene u koncentraciji. Otopine na lijevoj strani su manje koncentrirane, dok su one na desnoj strani više koncentrirane.

Često se koncentracija opisuje na kvalitativan način, upotrebom pridjeva kao što su „razrijeđene“ za otopine male koncentracije ili „koncentrirane“ za otopine relativno visoke koncentracije. Kako bi se otopina „koncentrirala“, potrebno je unijeti više otapala (npr. etanola) ili smanjiti količinu otopljene tvari (npr. vode). Osim ako se te dvije stvari potpuno miješaju, postoji koncentracija iznad koje se otopljene tvari neće otapati. Tada se kaže da je otopina zasićena. Ako se dodaje još otopljene tvari, neće se raspasti, osim u nekim slučajevima kad dolazi do prezasićenosti. Zasićenost ovisi o mnogo varijabli kao što su temperatura okoline i kemijskoj prirodi otapala i otopljene tvari.

Kvantitativno obilježavanjeUredi

Postoje četiri načina izražavanja koncentracije:

Masena koncentracijaUredi

Masena koncentracija   se definira kao omjer mase otopljene tvari   i volumena otopine  :

 

Može se definirati i kao umnožak masenog udjela   i gustoće otopine  :

 

Te kao umnožak množinske koncentracije   i molarne mase tvari  :

 

Mjerna jedinica u SI sustavu je kg m-3, iako se u kemijskoj praksi najčešće koristi g dm-3

Gustoća otopine   treba se razlikovati od masene koncentracije, jer se u masenoj koncentraciji dijeli masa otopljene tvari s volumenom, a u gustoći masa cijele otopine s volumenom.

 

Molarna (množinska) koncentracijaUredi

Molarna (množinska) koncentracija   je omjer množine otopljene tvari   i volumena otopine  :

 

Formula koja povezuje množinsku koncentraciju tvari  , maseni udio tvari  , gustoću otopine   i molarnu masu tvari   glasi:

 

Mjerna jedinica u SI sustavu je mol m-3. Međutim, češće se koristi mol/L (= mol dm-3).

Brojčana (brojevna) koncentracijaUredi

Brojčana (brojevna) koncentracija   je omjer broja otopljene tvari   i volumena otopine  :

 

Mjerna jedinica u SI sustavu je 1/m3.

Volumna koncentracijaUredi

Volumna koncentracija   je omjer volumena otopljene tvari   i volumena otopine   prije miješanja:

 

Jedinica u SI sustavu je m3/m3.

Povezane kvantiteteUredi

Još nekoliko kvantiteta može opisivati sastav smjese. One se ne bi trebale zvati koncentracijama.

NormalnostUredi

Normalnost je definirana kao molarna koncentracija   podijeljena s faktorom ekvivalentnosti  . Otkad definicija faktora ekvivalentnosti možda nije nepristrana, IUPAC i NIST ne preporučaju korištenje normalnosti.

MolalnostUredi

(Ne miješati s molarnost)

Molalnost (molalitet) otopine   definirana je kao omjer otopljene tvari   i mase otapala   (ne mase otopine):

 

Mjerna jedinica u SI sustavu je mol/kg.

Množinski udioUredi

Množinski udio   definira se kao množina tvari   podijeljena s ukupnom množinom svih tvari u smjesi  :

 
 

Jedinica u SI sustavu je mol/mol. Međutim, za male molarne udjele češće se koristi obilježavanje „partes per“ (lat. dijelova po). (eng. parts per hundred = posto, parts per thousand = promil)

Molarni omjerUredi

Molarni omjer   definira se kao množina tvari   podijeljena s ukupnom količinom svih ostalih tvari u smjesi:

 

Ako je   mnogo manji od  , onda je molarni omjer gotovo identičan množinskom udjelu.

Jedinica u SI sustavu je mol/mol. Međutim, za male molarne omjere češće se koristi obilježavanje „parts per“ (dijelova po).

Maseni udioUredi

Maseni udio   je omjer mase otopljene tvari   i mase otopine (koja je zbroj mase otopljene tvari i mase otapala)  , to jest:

 

Za izračunavanje masenog udjela sastojka   u smjesi  , formula glasi:

 

U kojoj   označava relativnu atomsku masu elementa, a   relativnu molekulsku masu spoja.

Jedinica u SI sustavu je kg/kg. Međutim, za male masene udjele češće se koristi obilježavanje „parts per“ (dijelova po, per cent = po sto, ili u obliku po tisuću).

Maseni omjerUredi

Maseni omjer   je definiran kao masa otopljene tvari   podijeljena s ukupnom masom svih drugih tvari u smjesi:

 

Jedinica u SI sustavu je kg/kg. Međutim, za male masene omjere češće se koristi obilježavanje „parts per“ (dijelova po).


Ovisnost o volumenuUredi

Koncentracija ovisi o promjeni volumena otopine najviše zbog termalnog širenja.

Tablica koncentracija i povezanih količinaUredi

Vrsta koncentracije Simbol Definicija Jedinica u SI sustavu druga/e jedinica/e
masena koncentracija     kg/m3 g/100mL (=g/dL)
molarna koncentracija     mol/m3 M (=mol/L)
brojčana koncentracija     1/m3 1/cm3
volumna koncentracija     m3/m3
Povezane količine Simbol Definicija Jedinica u SI sustavu druga/e jedinica/e
normalnost   mol/m3 N (=mol/L)
molalnost     mol/kg
molarni udio     mol/mol ppm, ppb, ppt
molarni omjer     mol/mol ppm, ppb, ppt
maseni udio     kg/kg ppm, ppb, ppt
maseni omjer     kg/kg ppm, ppb, ppt

IzvoriUredi

  • Kemija 2, Pavlović, G., Kovačević, Lj., ALFA d.d., Zagreb, 2010.