Kontsentratsioon

Allikas: Vikipeedia
Disambig gray.svg  See artikkel räägib keemia mõistest; teiste tähenduste kohta vaata lehekülge Kontsentratsioon (täpsustus)

Keemias ja tehnoloogias on kontsentratsioon suurus, mis iseloomustab komponentide arvulist vahekorda lahuses või segus. Kontsentratsioon näitab mingi koostisosa suhtelist sisaldust ainesegus või lahuses.

Kontsentratsioonide määramine kuulub analüütilise keemia valdkonda.

Lahuse kontsentratsioon[muuda | redigeeri lähteteksti]

Homogeensete lahuste korral antakse lahustunud aine (komponendi) sisaldus lahuse mahuühikus. Kontsentratsioon mingil määral sõltub temperatuurist, kuna muutub lahuse ruumala. Kasutatakse erinevaid kontsentratsiooni väljendmise viise[1]:

Tulenevalt vajadustest on seoses lahustega kasutusel mugavamad kontsentratsiooni väljendamise viisid:

  • normaalsus normaalne kontsentratsioon – lahustunud aine grammekvivalentide arv ühes liitris lahuses (mõõtühik mol/m3 või mol/l)
  • molaalsus ehk molaalne kontsentratsioon – lahustunud aine moolide arv ühes kilogrammis lahustis (mitte! lahuses; mõõtühik mol/kg)
  • moolimurd (varem moolosa) – lahustunud aine moolide ja kõigi lahuses olevate moolide (lahustunud aine + lahusti moolide) arvu suhe (mõõtühik mol/mol)
  • moolisuhe – lahustunud aine moolide ja kõigi teiste lahuses olevate moolide arvu suhe (mõõtühik mol/mol)
  • massimurd (varem massiosa) – lahustunud aine massi ja lahuse kogu massi (lahustunud aine + lahusti) suhe (mõõtühik kg/kg)
  • massisuhe – lahustunud aine massi ja kõigi teiste lahuses olevate ainete massi suhe (mõõtühik kg/kg)
  • tiiter – lahustunud aine mass ühes milliliitris lahuses (mõõtühik g/ml)
  • küllastunud lahus on maksimaalselt võimalik aine sisaldus lahuses antud tingimustes. See suurus varieerub oluliselt olenevalt lahustunud aine ja lahusti iseloomust ning temperatuurist. Vastavatest käsiraamatutest on need väärtused leitavad.

Lahuse kontsentratsioonide väljendusviiside ülevaade[muuda | redigeeri lähteteksti]

Võttes arvesse ainete (lahuste) tihedusi ja ainehulkasid saab kontsentratsiooni erinevaid esitusviise üksteiseks ümber arvutada. Aine moolide arv ni on aine massi ja molaarmassi suhe ni = mi/Mi.

Tabelis on toodud aine kontsentratsiooni (indeksiga i) arvutamise valemid ja mõõtühikud (indeks tot märgib kogu lahust).

Kontsentratsiooni tüüp Sümbol Valem SI-ühikud Teised ühikud
massikontsentratsioon \rho_i or \gamma_i m_i/V kg/m3 g/100ml (= g/dl)
molaarne kontsentratsioon c_i n_i/V mol/m3 M (= mol/l)
molekulide kontsentratsioon C_i N_i/V 1/m3 1/cm3
mahuline kontsentratsioon \phi_i V_i/V m3/m3
Suhtelised sisaldused Sümbol Valem SI-ühikud Teised ühikud
normaalsus c_i/f_\mathrm{eq} mol/m3 N (= mol/l)
molaalsus b_i n_i/m_\mathrm{solvent} mol/kg
moolmurd x_i n_i/n_\mathrm{tot} mol/mol ppm, ppb, ppt
moolsuhe r_i n_i/(n_\mathrm{tot}-n_i) mol/mol ppm, ppb, ppt
massimurd w_i m_i/m_\mathrm{tot} kg/kg ppm, ppb, ppt
massisuhe \zeta_i m_i/(m_\mathrm{tot}-m_i) kg/kg ppm, ppb, ppt

Aine suhteline sisaldus[muuda | redigeeri lähteteksti]

Tööstuses, keskkonnakeemias ja toidukeemias ning seoses bioproovidega kasutatakse mitmeid praktikas mugavamaid suhtelise sisalduse (sisuliselt kontsentratsiooni) väljendamise viise:

Ülilahjendatud lahuste puhul, näiteks biokeemias, kasutatakse milligrammprotsente (mg-%; siin on lahustunud aine mass antud milligrammides) ja mikrogrammprotsente (γ-%; siin on lahustunud aine mass antud mikrogrammides)
  • promill (tähis ‰) – märgib aine sisaldust tuhandes osas segus (tervikus)
  • ppm (parts per million) – märgib aine sisaldust miljonis osas segus (tervikus); analoogselt ppb (parts per billion) – miljardis ja ppt – triljonis osas
1012ppt = 106ppb = 1000ppm = 1‰ = 0,1%
Piirkontsentratsioon ehk lubatud piirsisaldus (LPK) on (kahjuliku) aine sisaldus – tavaliselt seadusega määratud kontsentratsioon – keskkonnas, joogivees, toiduainetes jm.
  • proov on arv, mis näitab väärismetalli (Au, Ag, Pt, Cu) sisaldust sulamis või sellest valmistatud esemes. Olenevalt riigist on kasutusel erisuguseid süsteeme. Enimkasutatav on süsteem, mille puhul proov väljendab väärismetalli sisaldust grammides 1000 grammis sulamis.
  • lahuse tihedus: kui lahustunud aine ja lahusti tihedused on küllalt erinevad, siis näitab lahuse tihedus – kasutades vastavustabeleid – lahustatud aine sisaldust; näiteks kasutatakse seda aku happe (H2SO4) või suhkru lahuse kontsentratsiooni määramiseks
  • kontsentreeritud aine (lahus) tähendab, et aine sisaldab võrdlemisi/võimalikult vähe vett ja aine sisaldus on lähedane küllastatusele, kuid täpsemalt määratlemata. Näiteks kontsentreeritud väävelhape sisaldab ligikaudu 98% H2SO4 ja kontsentreeritud soolhape sisaldab ligikaudu 35% HCl.

Viited[muuda | redigeeri lähteteksti]

  1. Keemia alused. Praktikum. Koostanud Andres Trikkel. TTÜ Kirjastus 2004, 88 lk.

Vaata ka[muuda | redigeeri lähteteksti]