ריכוז (כימיה)

פרק זה טעון עריכה. אנא תרמו לוויקיפדיה ועזרו לערוך אותו. ייתכן שתמצאו פירוט בדף השיחה. הסיבה היא: הנוסחאות דורשות שיפוץ, משלב, פירוט יתר.

ריכוז הוא היחס בין כמותו של חומר אחד, לבין כמות התערובת כולה, בה הוא נמצא.

ריכוזים נמדדים לרוב בתמיסות, אף כי ישנן מדידות של ריכוזים גם בתרחיפים ובקולואידים. החומר שנמצא בשפע בתמיסה נקרא ממס, והחומר שהוכנס לתוכו נקרא מומס. בתמיסות של נוזל ומוצק, המוצק הוא תמיד המומס והנוזל הוא הממס. ישנן מספר הגדרות לריכוזים בתמיסות. העיקריות הן: אחוז משקלי, שבר מולי, מולריות, מולליות, חלקי-מיליון, ונורמליות. לקביעת ריכוזו של חומר בתמיסה ישנה חשיבות רבה בתהליכים כימיים רבים. הענף בכימיה העוסק בקביעת ריכוזי חומרים נקרא כימיה אנליטית.

אחוז משקלי

מדידת ריכוז באחוז משקלי טהור, המשווה את מסת המומס ושל התמיסה, מאוד נפוצה בתעשיית התמיסות. אחוז משקלי מחושב על ידי חילוק מסת המומס (בגרמים) במאה גרם תמיסה. ישנן הגדרות ריכוזים אחרות: אחוז משקלי נפחי ואחוז נפחי נפחי, אך אלו הרבה פחות נפוצות. אחוז משקלי נפחי מחושב מוגדר כמסת המומס (בגרמים) במאה מיליליטר של התמיסה. אחוז נפחי נפחי מוגדר כנפח המומס (במיליליטר) במאה מיליליטר תמיסה.

שבר מולי

שבר מולי מודד ריכוז על ידי השוואה בין כמות המומס (במולים) וכמות התמיסה כולה (אף היא במולים). בהגדרה זו משתמשים בעיקר כדי לחשב תכונות קוליגטיביות (לחץ אוסמוטי, פוטנציאלים כימיים ועוד). את השבר המולי מסמנים באות היוונית "כי" ($\ \chi$). לדוגמה, כדי לחשב את השבר המולי של תמיסה שבה מומסים 5.0 גרם של מלח ($\ {\mbox{NaCl}}$, מסה מולרית של 58.44 גרם למול) ב-100 גרם מים (מסה מולרית של 18.02 גרם למול), מחשבים את הכמויות במולים (על פי המסה המולרית) ואז את היחס ביניהן:

${\frac {5.0g}{58.44g}}=0.86\ {\mbox{mol}}\ {\mbox{NaCl}}$

${\frac {100.0g}{18.02g}}=5.549\ {\mbox{mol}}\ {\mbox{H}}_{2}{\mbox{O}}$

כמות המולים של התמיסה: $0.86\ {\mbox{mol}}\ {\mbox{NaCl}}+5.549\ {\mbox{mol}}\ {\mbox{H}}_{2}{\mbox{O}}=6.4\ {\mbox{mol}}$

השבר המולי הוא היחס בין כמות המולים של המומס וכמות המולים של התמיסה כולה: ${\frac {0.86\ {\mbox{mol}}}{6.4\ {\mbox{mol}}}}=0.13$.

מולריות

מולריות, המסומנת ב[c] והנמדדת במולר (M), מודדת את היחס של המולים של המומס לנפח של התמיסה. על מנת להכין תמיסות עם מולריות ידועה, שמים את המומס בבקבוק כיול (Volumetric flask), ומוסיפים את הממס עד שהתמיסה מגיעה לנפח מסוים. המולריות שווה לכמות המולים של המומס חלקי נפח התמיסה. עוד נוסחה שימושית בשביל מולריות היא: $M_{1}\cdot V_{1}=M_{2}\cdot V_{2}$

M₁ וV₁ הם המולריות והנפח של תמיסה אחת, וM₂ וV₂ הם המולריות ונפח של תמיסה בעלת ריכוז שונה.

מולליות

מולליות דומה למולריות בשם, אך אין להתבלבל בין השניים. מולליות היא אחת המדידות היחידות שמשוות את המומס לממס ולא לתמיסה. המדידה נותנת את היחס בין המולים של המומס ומשקל הממס בקילוגרמים. מולליות נמדדת במולל, שמסומן באות m. באופן כללי כדי לקבל את המולליות של תמיסה מחלקים את כמות המולים של המומס בקילוגרם אחד של הממס. המולליות שימושית בשביל התכונות הקוליגטיביות של הורדת נקודת קיפאון והעלאת נקודת רתיחה.

חלקי-מיליון

חלקי-מיליון, המסומן בppm ‏(parts-per million), היא יחידה המתארת ריכוזים מאוד קטנים (למשל כמות הכלור במי ברז). בגלל הקשר של היחידה והשפה שבה היא מתוארת, חלקי-מיליון וכל היחידות של חלקי-מספר (חלקי-ביליון, חלקי-טריליון וכו') אינם חלק מה־SI (היחידות הסטנדרטיות הבינלאומיות). חלקי-מיליון הוא כמות הגרמים של המומס חלקי מיליון גרמים של התמיסה. כדי לקבל חלקי-(מספר), מחלקים את כמות הגרמים של המומס ב(מספר) גרמים של התמיסה. בגלל שחלקי-מיליון מתארים ריכוזים מאוד קטנים, אפשר להניח שמשקל התמיסה שווה למשקל הממס.