Количественный химический анализ. Способы выражения концентрации растворов

В основе количественного химического анализа лежит принцип эквивалентности:



Эквивалент – такая реальная или условная частица, которая может присоединять, высвобождать или быть каким-либо другим образом эквивалентной одному иону водорода (в кислотно-основных реакциях) или одному электрону (в окислительно-восстановительных реакциях).

В процессе количественного химического анализа проводят химическую реакцию между анализируемым компонентом пробы и реагентом и определяют либо количество продукта, образовавшегося в результате реакции, либо количество реагента, пошедшего на реакцию.

Классическими методами количественного химического анализа явлется гравиметрия и титриметрический анализ.



1. Массовая доля (массовая  процентная концентрация) рассчитывается как отношение массы растворенного вещества к массе раствора; выражается в %.
2. Молярная концентрация - это отношение числа моль растворенного вещества к объему раствора, выраженному в литрах. Единицы измерения - моль/л. Иногда молярную концентрацию обозначают большой буквой М, например, 2 М раствор НСl означает раствор соляной кислоты с молярной концентрацией 2 моль/л.
3. Молярная концентрация эквивалента (нормальная, эквивалентная концентрация) - это отношение числа  моль эквивалента растворенного вещества к объему раствора, выраженному в литрах. Единицы измерения - моль/л. Иногда нормальную концентрацию обозначают большой буквой N или Н, например, 2 N раствор НСl означает раствор соляной кислоты с молярной концентрацией эквивалента 2 моль/л.
Расчет молярной массы эквивалента - М^э_{раств.в-ва}
где М - молярная масса растворенного вещества, г/моль; n - фактор эквивалентности, рассчитываемый в зависимости от типа реакции.
- для окислительно-восстановительных реакций n равен числу электронов, участвующих в реакции, например
- для кислотно-основных реакций n равен числу Н⁺ или ОН^-, участвующих в реакции.
Например,для реакции   KOH + H₂SO₄ = KHSO₄ + H₂O   М^э(H₂SO₄) = М(H₂SO₄) : 1,
а для реакции               2KOH + H₂SO₄ = K₂SO₄ + H₂O    М^э(H₂SO₄) = М(H₂SO₄) : 2.

- для обменных реакций n равен произведению заряда катиона  на число катионов, участвующих в реакции.
Например, для реакции Na₂CO₃ + HCl = NaHCO₃+NaCl    М^э(Na₂CO₃)= М (Na₂CO₃) : 1,
а для реакции               Na₂CO₃ + 2HCl = 2NaCl+ H₂O + CO₂   М^э(Na₂CO₃)= М (Na₂CO₃) : 2.

При приготовлении растворов, когда неизвестно, в какой реакции будет участвовать этот реагент, выбирается максимальное значение фактора эквивалентности. Например, для H₂SO₄ n=2, для СаСО₃ n=2, Al₂(SO₄)₃ n=6, KMnO₄ n=5.
Связь между молярной и нормальной концентрацией - Сн = n См.

4.Титр раствора (массовая концентрация) - отношение массы растворенного вещества к объему раствора, выраженному в литрах. Единицы измерения - г/л.
5. Титр по определяемому веществу показывает, какая масса анализируемого вещества реагирует с 1 мл раствора титранта. Единицы измерения - г/мл.

6. Моляльность - число моль растворенного вещества в 1 кг растворителя. Единицы измерения - моль/кг.