Концентрация (сосредоточение)

КОНЦЕНТРАЦИЯ (латинский concentratio - сосредоточение), одна из форм выражения состава многокомпонентной системы (раствора, смеси, сплава и т. д.). Согласно рекомендациям ИЮПАК, концентрация численно равна отношению числа частиц (атомов, молекул и пр.) компонента системы, его количества (молярная концентрация) или массы (массовая концентрация) к объёму всей системы. Единицы измерения концентрации - соответственно м-3, моль/м3, кг/м3, а также их дольные или кратные производные.

Отнесение содержания к единице объёма удобно использовать в тех случаях, когда измеряется объём раствора (например, в химии - при объёмном титровании). Состав растворов по одному из его компонентов часто выражают числом молей данного компонента в 1 дм3 раствора (молярность раствора) или числом молей компонента в 1 кг растворителя (моляльность раствора). До введения единиц СИ в аналитической химии широко использовали понятия «нормальность раствора» (число химических эквивалентов данного компонента в 1 л раствора) и «титр» (массовая концентрация в граммах вещества на 1 мл раствора). Для выражения состава некоторых растворов (жёсткости воды, крепости спиртных напитков) традиционно применяются особые единицы (градусы).

Часто относительное содержание компонентов системы вычисляют в долях. Такой способ выражения состава применим для веществ независимо от агрегатного состояния (для газовых смесей, растворов, твёрдых веществ). Доля - безразмерная величина; её определяют отношением однотипных величин: массы компонента системы к массе всей системы (массовая доля), числа молей данного компонента к сумме числа молей всех составляющих частей системы (молярная доля), парциального объёма данного компонента к сумме парциальных объёмов всей системы (объёмная доля). Доли компонентов системы часто вычисляют в процентах (% по массе, молярные %, % по объёму). Для оценки очень малых количеств компонента системы, например, содержания примесей в высокочистых веществах, используют миллионные, миллиардные, триллионные доли (соответственно ppm, ppb и ppt - от английского part per million, billion, trillion).

Иногда вводятся понятия линейной и поверхностной концентрации - отношения числа частиц компонента, его количества или массы к единице длины или площади поверхности изучаемого объекта. Использование поверхностной концентрации удобно, в частности, для характеристики твёрдых катализаторов, нанесённых на инертные носители с большой площадью поверхности.

Различные формы выражения состава вещества широко используются на практике. Так, жирность молочных продуктов определяют массовым содержанием в них животных жиров (в процентах), уксусная эссенция представляет собой 70%-ный раствор уксусной кислоты в воде. Допускается использование различных форм выражения содержания компонентов в одном продукте. Например, крепость вин характеризуют объёмным содержанием этилового спирта в процентах (градусами), сахаристость вин - массовой долей углеводов, выраженной в процентах.

Лит.: Анорганикум. М., 1984. Т. 1.

А. И. Жиров.

Связанные статьи