Konzentration: Unterschied zwischen den Versionen
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Die Massenkonzentration 𝜷 steht für das Verhältnis der Masse ''m'' eines Stoffes zum Volumen ''V'' der Lösung, in dem Stoff gelöst ist (nicht zu verwechseln mit dem Volumen des Lösungsmittels vor dem Auflösen), kurz: | Die Massenkonzentration 𝜷 steht für das Verhältnis der Masse ''m'' eines Stoffes zum Volumen ''V'' der Lösung, in dem Stoff gelöst ist (nicht zu verwechseln mit dem Volumen des Lösungsmittels vor dem Auflösen), kurz: | ||
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Die Angabe der Massenkonzentration z. B. bei Mineralwasser erfolgt in mg/L oder bei Spurengasen in μg/m³. | Die Angabe der Massenkonzentration z. B. bei Mineralwasser erfolgt in mg/L oder bei Spurengasen in μg/m³. | ||
Version vom 12. Februar 2012, 14:00 Uhr
| Konzentration | ||
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| Stöchiometrie | Stoffmenge | |
Die Konzentration von Lösungen kann in unterschiedlicher Weise angegeben werden.
Inhaltsverzeichnis
Übliche Konzentrationsangaben
Stoffmengenkonzentration c
Die Stoffmengenkonzentration (veraltet: Molarität) c(X) einer Lösung ist das Verhältnis aus der gelösten Stoffmenge n(X) pro Volumen V der Lösung (nicht zu verwechseln mit dem Lösungsmittel).
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(1) |
Einheit der Stoffmengenkonzentration ist mol/L.
Beispiele:
- Die Konzentration von rauchender Salzsäure beträgt ca. 10 mol · L-1, kurz: c(HCl) = 10 mol · L-1 oder 10-molare Salzsäure. Es sind daher in genau einem Liter der Salzsäure 10 mol HCl enthalten, also 364,5 g.
- Die Konzentration von Natronlauge zur Herstellung von Laugengebäck ("Brezellauge") darf max. 1 mol · L-1, kurz: c(NaOH) = 1 mol · L-1. Es sind daher in genau einem Liter der Lauge 1 mol NaOH enthalten, also 40 g.
Statt Angabe der Konzentration eines Stoffes X als c(X) findet sich häufig die Schreibweise [X]:
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(1b) |
Neben der Stoffmengenkonzentration c(X) ist auch die Angabe als Massen- bzw. Volumen-Konzentration möglich:
Massenkonzentration 𝜷
Die Massenkonzentration 𝜷 steht für das Verhältnis der Masse m eines Stoffes zum Volumen V der Lösung, in dem Stoff gelöst ist (nicht zu verwechseln mit dem Volumen des Lösungsmittels vor dem Auflösen), kurz:
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(2) |
Die Angabe der Massenkonzentration z. B. bei Mineralwasser erfolgt in mg/L oder bei Spurengasen in μg/m³.
Massenanteil w, Massen- und Gewichtsprozent
Der Massenanteil w(X) steht für das Verhältnis der anteiligen Masse m(X) des Stoffes X zur Gesamtmasse mges des Stoffgemisches bzw. Lösung, kurz:
| m(X) | ||
| w(X) | {{{ist}}} | ──── |
| mges |
Durch Kürzen der Masseneinheit Gramm ergibt sich der Massenanteil als Zahl zwischen 0 und 1.
Durch Multiplizieren des Massenanteils mit 100 % erhält man die in der Praxis gebräuchliche Angabe Gewichtsprozent (Abk.: Gew.-%) bzw. Massenprozent.
Die Angabe w(X) = 1 % bedeutet, dass 1 g des Stoffes mit dem Lösemittel auf insgesamt 100 g aufgefüllt werden, Beispiel s. Salzsäure.
Volumen-Konzentration σ
Volumen-K.: Die Angabe σ(X) = 1 Vol.-% bedeutet, dass 1 mL des Stoffes mit dem Lösemittel auf insgesamt 100 mL aufgefüllt werden, Beispiel s. Ethanol.
Bei sehr geringen Konzentrationen sind neben den oben erwähnten K.- Angaben noch weitere in Gebrauch, z. B. ppm o. ppb.
Umrechnungen
Massenkonzentration - Stoffmengenkonzentration
Die Angabe der Konzentration z. B. bei Trinkwasser erfolgt als Massenkonzentration 𝜷(X) in mg/L. Über die molare Masse M des gelösten Stoffes können Stoffmengenkonzentration c und Massenkonzentration 𝜷 umgerechnet werden:
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(5a) bzw. |
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(5b) |
Beispiele:
Gemäß Trinkwasserverordnung beträgt der Grenzwert der Konzentration von Chlorid 250 mg/L. Welcher Stoffmengenkonzentration entspricht dies?
Die Stoffmengenkonzentration von Natronlauge aus dem obigen Beispiel beträgt 1 mol/L. Welcher Massenkonzentration entspricht dies?
- 𝜷(NaOH) = c(NaOH) · M(NaOH)
- 𝜷(NaOH) = 1 mol/L · 40 g/mol
- 𝜷(NaOH) = 40 g/L
Die Massenkonzentration einer 1-molaren Natronlauge beträgt 40 g/L.
Messung der Konzentration
In Abhängigkeit vom zu untersuchenden Stoff sind u.a. die folgenden Messmethoden üblich:
- Bestimmung von Salzgehalt einer Lösung (Salinität) durch Messen der Dichte (mittels Aräometer), der Brechzahl (Refraktometer) oder der elektrischen Leitfähigkeit
- Konzentation der Wasserstoffionen in einer Säure durch Messen des pH-Wertes (schnell aber ungenau) oder Titration (erhöhter Zeitaufwand aber vergleichsweise genau)
- Bestimmung über die Farbintensität einer Lösung durch Messen der Extinktion mittels Fotometrie
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