Wenn Sie über die Konzentration nachdenken, bezieht sich dies normalerweise auf die molare Konzentration in $ \ mathrm {mol / l} $ span> (zumindest auf dem Gebiet der Chemie). . Um diese Konzentration zu berechnen, müssen wir herausfinden, wie viele Mol einer bestimmten Chemikalie in 1 Liter der Flüssigkeit oder des Feststoffs enthalten sind.

Ich werde mit einem Beispiel beginnen und anschließend das allgemeine Prinzip beschreiben. Nehmen wir an, wir haben reines Wasser bei Raumtemperatur und Atmosphärendruck. Dies bedeutet, dass die Dichte $ 998 \, \ mathrm {g / l} $ span> ist. Wir wissen auch, dass die Molmasse von Wasser, bestehend aus 2 Wasserstoff und 1 Sauerstoff, $ 18.016 \, \ mathrm {g / mol} $ span> ist. Wenn Sie sich die Einheiten der Molmasse und die Dichte ansehen, können Sie bereits sehen, dass wir diese zu etwas kombinieren können, das Einheiten $ \ ce {mol / l} $ span> hat . Wenn wir das tun, erhalten wir, dass die Wasserkonzentration $ \ frac {998 \, \ mathrm {g / l}} {18.016 \, \ mathrm {g / mol}} = ist 55,4 \, \ mathrm {mol / l} $ span>. Die Wasserkonzentration beträgt also $ 55.4 \, \ mathrm {mol / l} $ span>. Beachten Sie, dass ich nur die Dichte und die Molmasse von Wasser verwendet habe, die (zumindest bei gleicher Temperatur und gleichem Druck) konstant sind.

Im Allgemeinen können Sie dies für jeden Feststoff oder jede Flüssigkeit (oder jedes Gas) tun. und finde die Konzentration als $ c = \ frac {\ rho} {M} $ span>, wobei $ \ rho $ span> ist die Dichte, $ M $ span> die Molmasse und $ c $ span> die molare Konzentration. Für eine bestimmte Chemikalie ist die Molmasse konstant.

Nun zur „Tatsache“, dass die Molkonzentration für Flüssigkeiten und Feststoffe konstant ist: Genau genommen ist dies nicht der Fall. Dies liegt daran, dass die Dichte von Flüssigkeiten und Feststoffen temperatur- und druckabhängig ist. Der Grund, warum die molare Konzentration oft als konstant bezeichnet wird, ist zweierlei:

1. Die Dichte von Flüssigkeiten und Feststoffen hängt viel schwächer von der Temperatur ab als von Gasen. Daher kann sie als annähernd konstant angesehen werden.
2. Wenn Sie sich Lösungen ansehen, kann die Variation der Konzentration Größenordnungen betragen. während für z Bewässern Sie die Konzentrationsvariation, wenn Sie von $ 0 $ span> zu $ 100 \, \ mathrm {^ \ circ C} $ span> wechseln nur wenige Prozent. Daher ist die Konzentration der Flüssigkeit wieder ungefähr konstant.

Meine Erklärung ist, dass sich die Molarität (Konzentration und auch die Aktivität bei einer idealen Lösung) einer reinen Flüssigkeit (oder eines festen Feststoffs) in einer Lösung (in der ein chemisches Gleichgewicht besteht) nicht wesentlich ändert, selbst wenn die Konzentration des gelösten Stoffes in der binären Lösung mit der genannten reinen Flüssigkeit ändert sich. Die Reaktanten des Solvatationsgleichgewichts sind das reine Lösungsmittel und der gelöste Stoff, und das Produkt wäre der solvatisierte gelöste Stoff. Daher sind ihre Konzentrationen konstant und daher können ihre Aktivitäten (ein thermodynamisches Konzept, das bei idealen Lösungen Konzentration bedeutet) als Einheit selbst anstelle ihrer tatsächlichen Konzentration in der binären Lösung angesehen werden. Auch die Molarität eines reinen Feststoffs oder einer reinen Flüssigkeit beeinflusst die Konzentration des in der Lösung vorhandenen gelösten Stoffes / Elektrolyten nicht und bleibt konstant, was zu einer aktiven Masse führt (aber nicht die Konzentration und hier ist die aktive Masse das, was wir sind tatsächlich interessiert an) der Einheit, die das Gleichgewicht der Lösung nicht beeinflusst.

In Flüssigkeiten und Feststoffen haben Partikel intermolekulare Wechselwirkungen, die sie in einem bestimmten Abstand halten. Infolgedessen ist die Dichte von Flüssigkeiten und Feststoffen nicht zu empfindlich gegenüber Druck- und Temperaturänderungen.

Die Konzentration (technisch: Menge der Substanzkonzentration) eines reinen Feststoffs oder einer reinen Flüssigkeit ist definiert als die chemische Menge von die Substanz pro Volumen der Probe. Sie können es aus der Molmasse und der Dichte der Substanz berechnen:

$$ c = \ frac {n} {V} = \ frac {m / M} {m / \ rho} = \ frac {\ rho} {M} $$ span>

mit $ \ rho $ span> die Dichte der Probe und $ M $ span> die Molmasse der Substanz. Bei Flüssigkeiten und Feststoffen hängt die Konzentration nicht stark vom Druck oder der Temperatur ab.

Bei Gasen ist die Konzentration dagegen proportional zum Druck und antiproportional zur Temperatur (ideales Gasgesetz). Bei Substanzen in Lösung ist die Konzentration variabel, da Sie dem Lösungsmittel mehr oder weniger gelösten Stoff hinzufügen können.

Wenn Sie eine chemische Reaktion bei konstanter Temperatur und konstantem Druck in Betracht ziehen, ändern sich reine feste oder flüssige Reaktanten und Produkte nicht ihre Konzentrationen, wohingegen Reaktanten oder Produkte, die Gase sind (wenn sich die Reaktion in einem geschlossenen Raum befindet) oder sich in Lösung befinden, dies typischerweise tun

In einfachen Worten, unter normalen Bedingungen kann man nur eine bestimmte Menge eines Feststoffs oder einer Flüssigkeit in einen bestimmten Raum "passen" , aber Sie können eine variable Menge eines Gases anpassen Denken Sie an die große Menge an Druckgas, die in Deodorant-Sprühdosen gespeichert werden kann. Andererseits kann ein Glas Wasser oder ein Ziegel nur eine unveränderliche Menge an Platz einnehmen.

Da es in der Chemie nur um Moleküle geht, drücken wir die Menge einer Substanz in Mol aus. Somit hat die Konzentration einer Substanz [(Menge in Mol) / (Volumen)], reiner Feststoffe und reiner Flüssigkeiten für ein gegebenes Volumen eine bestimmte konstante Konzentration, während Gase eine variable Konzentration haben

Der Grund ist vage die Inkompressibilität von Feststoffen und Flüssigkeiten. Sie können nicht bei gleicher Substanzmenge ein variables Volumen haben. Wenn ihre Menge zunimmt, nimmt auch ihr Volumen zu, und wenn ihre Menge abnimmt, nimmt auch das Volumen derart ab, dass dieses Verhältnis von Menge zu Volumen (Konzentration) konstant bleibt. Ihre Konzentration ändert sich jedoch, aber die Änderung ist ziemlich gering und daher vernachlässigbar.