Три определения
- Молярность (M): моли растворённого вещества на литр раствора.
- Моляльность (m или моль/кг): моли растворённого вещества на килограмм растворителя.
- Нормальность (N, н.): эквиваленты растворённого вещества на литр раствора, то есть молярность × число эквивалентов на моль.
Разобранный пример
Растворим 4,9 г серной кислоты, H2SO4 (98,08 г/моль), то есть 0,050 моль.
- Доведём до 500 мл раствора: 0,050 ÷ 0,500 л = 0,10 M.
- Серная кислота даёт 2 H+ на молекулу, так что этот же раствор — 0,10 × 2 = 0,20 N.
- Если же растворить в 500 г воды: 0,050 ÷ 0,500 кг = 0,10 моль/кг.
Когда что использовать
Молярность — повседневная единица в лаборатории: вы доводите мерную колбу до метки и отбираете объёмы пипеткой. Её недостаток в том, что объём меняется с температурой, а значит, и молярность.
Моляльность использует массы, которые от температуры не зависят. Это единица для коллигативных свойств, таких как понижение температуры замерзания и повышение температуры кипения, и для работы в диапазоне температур. Для разбавленных водных растворов молярность и моляльность почти равны, потому что литр такого раствора содержит около килограмма воды.
Нормальность зависит от реакции, поэтому IUPAC её больше не рекомендует, но в титровании она всё ещё распространена. Один эквивалент — количество, которое отдаёт или принимает один моль H+ (или OH−, или электронов в окислительно-восстановительной реакции): у HCl и NaOH 1 на моль, у H2SO4 — 2, а у H3PO4 — до 3.
Процентные концентрации
Процентные растворы — четвёртый распространённый способ указывать концентрацию: % масса/объём — граммы на 100 мл раствора, % объём/объём — миллилитры на 100 мл, а % масса/масса — граммы на 100 г.
Калькуляторы
Калькулятор моляльности и нормальности рассчитывает обе по формуле и массам. Калькулятор молярности находит массу, объём или молярность, а Калькулятор процентных растворов работает с масса/объём, объём/объём и масса/масса.