Katedra Chemii Nieorganicznej, Wydział Chemiczny, Politechnika Gdańska
SPOSOBY WYRAŻANIA ST
ŻEC
ROZTWORÓW
Materiały dodatkowe do Ćwiczeń rachunkowych z Chemii Nieorganicznej prowadzący: Anna Kropidłowska
Roztwór - układ wieloskładnikowy jednofazowy, utworzony
przez rozpuszczalnik ciała rozpuszczane.
" składnik roztworu będący w przewadze ilościowej nosi nazwę rozpuszczalnika,
" pozostałe składniki są rozpatrywane jako substancje rozpuszczone.
Rozróżnia się:
" ze względu na stan skupienia: roztwory gazowe, ciekłe i stałe.
" ze względu na spełnienie warunku o jednakowym współczynniku aktywności wszystkich
składników (równym jedności) i zachowaniu (lub odstępstwie) od prawa Raoulta (ciecze)
i Daltona (gazy): roztwory doskonałe i rzeczywiste.
Maksymalną liczbę gramów substancji, jaką w danych warunkach ciśnienia i temperatury można
rozpuścić w 100 g rozpuszczalnika tworząc roztwór nasycony nazywamy rozpuszczalnością.
W danej temperaturze istnieje stan równowagi dynamicznej pomiędzy roztworem a nadmiarem
substancji rozpuszczonej. W jednostce czasu tyle samo molekuł przechodzi z kryształu do roztworu co
wbudowuje się w sieć krystaliczną. Roztwór ten nazywamy roztworem nasyconym. Dla każdej
temperatury istnieje inny stan równowagi pomiędzy stężeniem substancji w roztworze, a jej nadmiarem.
Stężenie roztworu - zawartość substancji rozpuszczonej odniesiona do ilości
rozpuszczalnika lub całego roztworu.
Istnieje wiele sposobów wyrażania stężenia roztworów. Różnią się one między sobą tylko
jednostkami, w których podaje się ilości substancji rozpuszczonej, rozpuszczalnika lub roztworu.
W praktyce chemicznej stężenia roztworów wyraża się najczęściej w:
" procentach  wagowych lub objętościowych (stężenie procentowe, %)
" molach w 1 dm3 roztworu (stężenie molowe, mol/dm3]
" molach w 1 kg rozpuszczalnika (stężenie molarne, mol/kg)
" ułamkach molowych składników tworzących roztwór (x)
" gramorównoważnikach w 1 dm3 roztworu (stężenie normalne gR/dm3)
" Stężenie procentowe roztworu Cp
Cp jest określane:
" liczbą jednostek wagowych (mg, g, kg, Mg) substancji rozpuszczonej zawartych w 100
jednostkach wagowych (mg, g, kg, Mg) roztworu  stężenie procentowe wagowe
" liczbą jednostek objętościowych (cm3, dm3, ml) substancji rozpuszczonej zawartych w 100
jednostkach objętościowych (cm3, dm3, ml) roztworu  stężenie procentowe objętościowe
W a + b jednostek wagowych roztworu znajduje się a jednostek wagowych substancji
rozpuszczonej, to w 100 jednostkach wagowych roztworu znajduje się Cp jednostek wagowych
substancji rozpuszczonej, czyli;
a + b j. wag. roztworu %% a j. wag. substancji
100 j. wag. roztworu %% Cp j. wag. substancji
Z powyższego otrzymujemy wzór na stężenie procentowe:
a
Cp = �"100%
a + b
a - liczba jednostek wagowych substancji rozpuszczonej
b - liczba jednostek rozpuszczalnika
Cp - stężeniem procentowym roztworu
" Stężenie molowe roztworu Cm
Cm jest liczbą moli substancji rozpuszczonej w 1 dm3 roztworu
Stężenie molowe możemy wyrazić wzorem
nj
Cm =
V
nj - ilość moli składnika j,
V - objętość roztworu
Ilość moli składnika nj możemy obliczyć z wzoru:
mj
n =
j
M
j
mj - masa substancji j,
Mj - masa molowa substancji j
Wstawiając wyrażenie na nj do wzoru na Cm otrzymamy
m
j
Cm =
M �"V
j
" Stężenie molarne (molarność)
jest wielkością określającą liczbę moli substancji rozpuszczonych w 1 kg rozpuszczalnika (lub liczbę
mmoli substancji rozpuszczonych w 1 g rozpuszczalnika). Jednostką stężenia molarnego jest mol/kg.
Roztwór p%molalny sporządza się rozpuszczając p moli substancji w 1 kg rozpuszczalnika.
Stężenie molarne jest dość rzadko stosowane, używa się go m.in. w pomiarach ebulioskopowych
i krioskopowych.
" Stężenie normalne (normalność)
określa liczbę gramorównoważników substancji zawartej w 1 dm3 roztworu.
Normalność definiuje się jako:
m
cN =
R �"V
gdzie: n  masa substancjirozpuszczonej
R  masa 1 gramorównowaznika tejże substancji
V  objętość roztworu w dm3
Stężenia normalne najczęściej stosowane są w alkali- i acydymetrii. Roztwory o jednakowej
normalności zobojętniają się w jednakowych objętościach np. 100 cm3 1 n H2SO4 zobojętnia 100 cm3
1 n KOH.
" Ułamek molowy
Ułamek molowy xj składnika nj w roztworze określa udział liczby moli danego składnika
w całkowitej liczbie moli fazy mieszanej.
Zależność między, oraz jest następująca:
n
j
xi =
"n j
xj - ułamkiem molowym składnika
nj - liczbą moli tego składnika
Łnj - ogólną liczbą moli składników tworzących roztwór
Dla dwuskładnikowego roztworu ułamki molowe obu komponentów są opisane równaniami:
n1 n2
x1 = oraz x2 =
(n1 + n2 ) (n1 + n2 )
czyli : x1 + x2 = 1
Literatura:
[1] W. Brzyska (red.), Ćwiczenia z chemii ogólnej, Wydawnictwo UMCS, Lublin (1997) 51-58.
[2] Z. Bądkowska, E. Koliński, M. Wojnowska, Obliczenia z Chemii Nieorganicznej, Wydawnictwo
PG, Gdańsk (1996) 85-87.