Количественный химический анализ. Способы выражения концентрации растворов

В основе количественного химического анализа лежит принцип эквивалентности:

«Все вещества реагируют в строго эквивалентном соотношении»

νанализ. в-ва = νреагента , где ν – число моль эквивалента.

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.


Способы выражения концентрации растворов

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 - Мэраств.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
MnO4- + 8H+ + 5e = Mn2+ + 4H2O
Мэ(KMnO4) = М(KMnO4) : 5
- для кислотно-основных реакций n равен числу Н+ или ОН-, участвующих в реакции.
Например,для реакции   KOH + H2SO4 = KHSO4 + H2O   Мэ(H2SO4) = М(H2SO4) : 1,
а для реакции               2KOH + H2SO4 = K2SO4 + H2O    Мэ(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    Мэ(Na2CO3)= М (Na2CO3) : 1,
а для реакции               Na2CO3 + 2HCl = 2NaCl+ H2O + CO2   Мэ(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.