Дайте пояснения: концентрация растворов и способы ее выражения, применяемые в гидрохимии

Концентрация— величина, характеризующая количественный состав раствора.

В гидрохимии широко распространен термин минерализация воды, под которым понимают сумму всех найденных при анализе минеральных веществ. Кроме минерализации, существует еще близкое к ней по величине понятие сумма ионов ∑и, т. е. сумма всех видов ионов мг/л или г/л, концентрация которых больше 0,1 мг/л. В гидрохимической практике для выражения концентрации и формы результатов анализа проб воды применяются различные способы:

а) главные ионы при общей минерализации воды более 1 г/л обычно выражаются в %0 (или г/кг), меньше 1 г/л — в мг/л;

б) растворенные газы (О2, N2, СО2, Н2S, CH4 и др.) — количеством миллиграммов, растворенных в 1 л воды (мг/л), а в океанологической практике — количеством миллилитров, содержащихся в 1 л воды (мл/л, или %о по объему, ммоль/л);

в) биогенные вещества (соединения азота, фосфора и кремния) — количеством миллиграммов, содержащихся в 1 л воды (мг/л), а иногда и в микрограммах на 1 л воды (мкг/л); в океанологической практике — в мкг или мкмоль индивидуального элемента, содержащегося в 1 л воды;

г) микроэлементы — в мг/л, или мкг/л, или в виде степенного выражения, например, 4*10-8 г/л.

г) в миллиграмм-эквивалентах вещества в 1л раствора (или 1 кг);

д) в процент-эквивалентах вещества и в виде ряда других величин.

Число приводимых знаков в результатах анализа зависит от точности применяемых методов, и для большинства определений достаточно привести первые три значащие цифры, например 257, 46,7 или 5,45.

При исследовании морских вод содержание главных ионов выражают в г/кг, обозначая это символом °/00 (промилле). Содержание биогенных веществ и микроэлементов выражают в жг/л3, а растворенные газы в мл/л..

Особое значение в гидрохимической практике имеет способ выражения результатов анализа в эквивалентной форме, которая не исключает прочих форм, а применяется параллельно с ними. При выражении результатов химического анализа воды в мг-экв все ионы являются выраженными в тех химически равноценных единицах, пропорционально которым они вступают между собой в реакцию и связаны в солях, будучи в твердом состоянии. Эта форма облегчает возможность установления происхождения состава воды, вероятного состава солей, которые будут выпадать при выпаривании воды, и, наконец, что особенно существенно, позволяет судить о правильности произведенного анализа и дает возможность расчета некоторых ионов без непосредственного аналитического их определения. Способы пересчета из формы, выражающей содержание тех или иных иойов в г или мг, на содержание их в мг-экв. При массовом пересчете в эту форму применяют специальные таблицы или коэффициенты, которые представляют собой частное от деления единицы на эквивалентный вес данного иона. Путем умножения содержания данных ионов в мгл на соответствующий коэффициент получают содержание ионов в мг-экв!л.

Для выражения концентраций растворов существует несколько способов:

1) массовая концентрация — отношение массы какого-либо компонента, содержащегося в растворе, к общему объему раствора. Она выражается в г/л или г/дм3 (и в кратных им единицах: г/мл, мг/л, мг/мл и т. д.);

2) молярная концентрация, или молярность — отношение количества вещества, содержащегося в растворе, к объему раствора. Примеры указания молярной концентрации С (X):

3) моляльная концентрация, или моляльность — отношение количества вещества, содержащегося в растворе, к массе растворителя;

4) молярная концентрация эквивалента — отношение количества вещества эквивалента, содержащегося в растворе, к общему объему раствора. В некоторых реакциях, в частности нейтрализации, окисления — восстановления и ионообмена, принимает участие не целая частица X, а лишь ее часть, называемая эквивалентом. Эквивалент есть 1/Z части частицы. При Z = l эквивалент идентичен самой частице. Отношение количества вещества эквивалента n(1/z) в молях к объему системы называется молярной конц в-ва экв-та. Единица: моль/м3 и моль/л. Запись:

При определении понятий: молярная концентрация, мольная концентрация, моляльная концентрация эквивалента использовано выражение «количество вещества». Количество вещества — это основная величина, характеризующая размер порции вещества, численностью содержащихся в ней частиц. Последние могут быть атомами, молекулами, ионами, электронами, эквивалентами. Единицей количества вещества является моль.