Единица измерения концентрации – Концентрации растворов. Массовая и молярная концентрация, Титр, Моляльность, Мольная, массовая, объемная доли. Нормальная (эквивалентная) концентрация, Фактор эквивалентности, Молярная масса эквивалента вещества - Управленческое образование

Содержание

Концентрация единицы измерения — Справочник химика 21

Как зависит численное значение константы равновесия от выбора единиц измерения концентраций Как перейти в случае газов от парциальных давлений к молярным концентрациям (моль л ) Как связаны между собой константы и [c.199]

Единицы измерения концентрации-молярность и моляльность 76 [c.645]

Единицы измерения концентраций газов и паров и их взаимный пересчет [c.572]

ЕДИНИЦЫ ИЗМЕРЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ И КОНСТАНТЫ РАВНОВЕСИЯ [c.46]

Формулы для пересчета концентраций раствора из одних единиц измерения в другие см.. Справочник химика», т. Ill, стр. 404. [c.29]

Константа равновесия может быть выражена через любые удобные единицы измерения концентрации моль на литр, атмосферы и др. Поскольку ее численное значение зависит от выбора единиц измерения концентрации, необходимо следить за тем, чтобы при решении задач значения Кравн соответствовали принятым единицам измерения концентраций. Если концентрации газов выражены в молях на литр, константа равновесия обозначается К/, если концентрации газов измеряются их парциальным давлением в атмосферах, константа равновесия обозначается К . Поскольку парциальное давление ]-го компонента газовой смеси связано с его молярной концентрацией соотношением pJ = с КТ, константы Кр и К связаны между собой соотношением = КДКТ) «, где Дп-результирующее изменение числа молей газа в реакции. [c.197]

Единицы измерения концентрации и размерность констант [c.646]

И. Что называется нормальностью раствора С чем это понятие больше связано-с молярностью или моляльностью Для какого типа химических реакций удобно пользоваться нормальностью как единицей измерения концентрации [c.103]

АВ константа такого равновесия, в котором меняется число молей. Размерность константы Кал выражается в единицах обратных концентраций. Таким образом, эта величина зависит от выбора единиц измерений. Если, например, выражена

[c.246]

До сих пор обсуждалась зависимость физико-химических функций состояния от объема и температуры или от давления и температуры. Еще одной переменной, необходимой для изучения физико-химических свойств смешанных фаз, является концентрация. Рассмотрим способы выражения концентрации (единицы измерения коицентрации) (см. также гл. 17). Целесообразно разделить единицы концентрации в смешанных фазах на две группы, из которых в одной рассматриваются соотношения масс, а в другой — соотношения объемов. [c.231]

Реакция окисления двуокиси серы — гетерогенно-каталитическая, и это выражение представляет собой квазигомогенную кинетическую зависимость, описывающую экспериментальные данные для катализатора стандартного состава, с зернами определенного размера и формы. Так как реакция идет с изменением объема, при расчете следует пользоваться единицами измерения концентрации.

[c.242]

Во все эти уравнения концентрации и количества потоков могут входить как в мольных, так и в массовых единицах измерения. [c.231]

Примечание. В этой таблице концентрации выражены в люль/л. Более точно, единицы измерения концентрации должны учитывать молекулы или частицы. Так, для реакции Н2+12-> — 2Н1, которая экспериментально имеет первый порядок по Нг и первый порядок по 1а, константа [c.20]

Основные типы кинетических уравнений и единицы измерения удельной скорости приведены в табл. 1 (х—концентрация t — время, а и Ь — начальные концентрации реагентов А и В). [c.23]

Единицы измерения концентрации и расхода [c.43]

Интенсивность массопереноса чаще всего характеризуют коэффициентами массоотдачи. Единицы измерения и, следовательно, численные значения коэффициентов массоотдачи зависят от единиц измерения потока распределяемого компонента и движущей, силы. На практике встречаются различные способы выражения коэффициентов массоотдачи (табл. III.2). Соотношения, приведенные в табл. II 1.2 тем точнее, чем меньше концентрация распределяемого компонента.

[c.50]

Уравнения (П1.26)—(П1.28) применимы лишь в тех пределах изменения концентраций, в которых равновесие между фазами аппроксимируется линейной зависимостью в виде уравнения (111.2) и расходы фаз меняются незначительно. При использовании уравнений (П1.27) и (111.28) следует иметь в виду, что единицы измерения концентраций и расходов должны соответствовать друг другу. Если концентра- [c.51]

Единица измерения объемной концентрации кг/м . Если просуммировать объемные концентрации всех компонентов, то получим массу смеси в единице ее объема, т. е. плотность смеси [c.219]

Из изложенного выше следует, что при использовании относительных концентраций надо обязательно указывать, относительно какого компонента или вещества Взята концентрация, а также единицы измерения.

[c.42]

Многообразие способов выражения состава фаз (концентраций) объясняется применением различных единиц измерения для конкретных случаев расчета и контроля хода процесса. Так, в технике удобно пользоваться массовыми единицами и процентами, а в физико-химических расчетах — мольными долями, объемными концентрациями и т.д. [c.8]

Подставляя полученное соотношение в уравнение (И 1.7) и переходя к моль/л в качестве единицы измерения концентрации, нетрудно привести основное уравнение метода активированного комплекса к виду [c.72]

Под концентрацией компонента в какой-либо смеси понимают количество этого компонента, приходящееся на единицу количества смеси. В зависимости от принятых единиц измерения концентрация может быть выражена в г/л, кг/л, кг/м , г/кг, кмоль/кг и т. д. часто концентрацию компонента в смеси выражают в массовых, мольных и объемных долях илн процентах,

[c.40]

Таким образом, плoп aдь электродов определяет объём раствора, зависяпщй от концентрации. Единицей измерения А является м Ом / кв = м См/г-экв, а связь между А и х передается простой фopмyJюй [c.112]

Размерность р зависит от единиц измерения концентрации. Если концентрации компонента измерять, например, в г/ж то [c.301]

Если обменивающиеся ионы имеют одинаковые заряды, то размерность коэффициента селективности не зависит от единиц измерения концентрации в растворе и в ионите, тогда как при различных значениях зарядов ионов численное значение коэффициента селективности зависит от единиц измерения концентрации. [c.103]

В таблице аргумент и функции должны стоять в одной строке, а каждое значение их в своем столбце. Столбец должен иметь заголовок, указывающий название и единицу измерения приведенной в нем величины. За независимые переменные принимают такие величины, как время, температура, давление, концентрация и т. п. При составлении таблицы значения аргумента и соответствующих функций располагают в порядке возрастания или убывания. При заполнении таблицы значения должны быть расположены так, чтобы запятые, отделяющие десятичные знаки, были расположены в каждом столбце на одной вертикали.

[c.15]

Начальной процедурой при решении задач количественного хроматографического анализа в программе МультиХром является градуировка, преследующая две цели-, получение характеристики удерживания и зависимостей между откликом детектора и дозируемым количеством компонента (выражаемым массой (мкг) или объемом (мкл)), либо его концентрацией (единицы измерения концентрации могут быть любыми массовыми, объемными или массо-объемными, чаще всего для характеристики концентрации компонентов в градуировочных смесях используют массо-объемные единицы — мг/л или мкг/мл).

[c.413]

Используем кинетические данные Колдербэнка (см. библиографию на стр. 252), которые позволяют выразить скорость реакции [в кмолъ 80з/(кг катализатора ч)] как функцию концентраций реагентов п температуры. Единицы измерения, в которых выражена скорость реакции, немного отличаются от тех, с которыми мы имели дело до сих нор, и вместо оптимального времени контакта мы будем выбирать оптимальную массу катализатора в каждом адиабатическом слое. [c.242]

Если единицы измерения констант скорости одинаковы и численные их- значения близки, то ход изменения концентрации конечного продукта следует описывать уравнением типа (VIII-80) с учетом констант скорости отдельных этапов. В случае многоэтапных последовательных реакций, в которых отдельные реакции могут быть обратимыми, зависимость такого рода имеет очень сложный вид. [c.225]

Рассмотрим 1- екоторые употребительные способы и единицы измерения концентраций растворов. Обозначим при этом массы компонентов, выраженные в граммах ( весовые количества), через 1, 2,…, ш,, а сумму масс компонентов—через числа

[c.159]

Числовое значение константы равновесия химической реакции ависит от единиц измерения концентраций С реагирующих вещ( ств. [c.519]

Точнее отражает истинное содержание порфиринов их мольная концентрация, так как средний молекулярный вес порфиринов значительно меняется от нефти к нефти. Однако в связи с тем, что до сих пор различные исследователи пользуются разными единицами измерения, для сопоставления отдельных результатов и переведения одних единиц в другие mohiho использовать средний молекулярный вес нефтяных порфиринов, равный 550. В ряде случаев, когда содержание порфиринов в нефти очень мало, метод электронной спектроскопии не дает возможности фиксировать их наличие. [c.144]

Пусть Уа н Ув — постоянные объемы, взятые за единицу измерения для определения концентраций А и В. Если изменение концентраций существенно не влияет на изменение объема, Уд и Ув будут пропорциональны мольным объемам. Объем диффундирующего компонента А за единицу времеии через единицу площади поперечного сечения составит — Дд Уд (с1Са /с1г) и для компонента В будет -ЛвУв (йСъ/йг).

[c.194]

Следует помнить, что константы скорости реакций разных порядков являются разными физическими величинами и сопоставление их абсолютных значений лишено какого бы то ни было смысла. При переходе от одной единицы измерения концентраций к другой константа скорости реакции первого порядка не изменяется. Константа скорости второго порядка возрастает в 6,02-раз при переходе от смЧсек к л моль сек, а константа скорости третьего порядка возрастает при этом в 3,6- 10 раз. Кроме того, константы скорости любого порядка возрастают пропорционально увеличению единиц измерения времени. Например, при переходе от секунд к минутам численные значения констант скорости возрастают в 60 раз.

[c.48]

Как мы уже знаем, химическая формула вещества, заключенная в квадратные скобки, например [N113], означает концентрацию данного вещества. Для реакций в растворах концентрации обычно выражают в молях на литр, т. е. указывают молярную концентрацию, или молярность. Для реакций в газовой фазе в качестве единиц измерения концентрации можно также пользоваться молярностью, но можно наряду с этим измерять концентрации парциальными давлениями соответствующих газов, выраженными в атмосферах. При использовании молярных концентраций константу равновесия обозначают символом К а при измерении концентраций газообразных веществ в атмосферах константу равновесия обозначают символом Поскольку численные зна- [c.46]

В литературе не существует единого мнения относительно уровня концентращ1Й, при которых становится оправданным применение термина следовые количества . Несколько десятилетий назад таковым считалось содержание определяемого компонента в концентращ 0,1% и менее [6 . С повышением требований к чистоте веществ и чувствительности аналитических методов нижняя граница определяемых концентраций для большинства соединений заметно снизилась. В общем случае за следовые принимают концентрации веществ в диапазоне от миллионных долей (10 %) и ниже. В табл 4 1 приведены сокращенные обозначения и единицы измерения для концентраций, наиболее часто применяю1цихся в анализе суперэкотоксикантов. Из чисто практических соображений иногда концентрацию вьфажают в весьма произвольных единицах, например, содержание диоксинов в пг/год, а ПАУ — в нг/чел. [c.153]

При вычислении констант равновесий соответствующие концентрации можно подставлять вместе с единицами измерения, и тогда константа равновесия К приобретет определенную размерность. Например, для реакции N204 (г.) 2N02(г.) имеем К = = [N02] /[N204]. Если в данном случае концентрацию веществ выразить в молях, константа равновесия примет размерность М /М = М, а если концентрацию выразить в атмосферах, 1 онстанта равновесия имеет размерность атм /атм = атм. Выражая [c.47]

Единицами измерения молярной концентрации являются моль/ моль/дц , моль/см в титриметрии чаще применж)Т моль/л и [c.48]

На рис. 13.2 показано, как изменяется концентрация изонитрила с течением времени в процессе его перегруппировки в газовой фазе при 198,9 С. На рис. 13.2, а изображен график зависимости давления HjN от времени. На рис. 13.2,6 эти же самые данные представлены в виде зависимости логарифма давления от времени. Давление-вполне обоснованная единица измерения концентрации газа, поскольку число молекул в единице объема прямо пропорционально давлению. Тангенс угла наклона линейного графика равен — 2,22-10 с (Проверьте это самостоятельно причем учтите, что ваш результат может несколько отличаться от указанного выше вследствие неточного статывания показаний графика.) Поскольку тангенс угла нак )ч это- [c.11]

chem21.info

Концентрация компонента в жидком и газообразном веществе

Для количественной характеристики содержания компонента А в жидком и газообразном веществе введено понятие концентрации компонента А.

Концентрация компонента А (С(А)) – величина, характеризующая относительное содержание данного компонента в многокомпонентном веществе и определяется как отношение количества частиц компонента А (молярная концентрация компонента А, молярная концентрация эквивалента компонента А) или массы компонента А (массовая концентрация компонента А), отнесенная к определённому объёму жидкого или газообразного вещества.

Основной единицей измерения количества частиц компонента (n) в Международной системе единиц физических величин (система СИ), принятой к применению в СССР в 1984 году, является 1 моль. 1 моль частиц любого компонента, представляющий для нас интерес в виде электрона, протона, элемента (атома), изотопа, функциональной группы, в том числе иона, или молекулы, содержит 6,02210²³таких структурных единиц в каком-либо объёме или массе вещества. Тысячная часть 1 моль (дольная единица, приставка милли-) обозначается ммоль.

Количество частиц компонента А (n(А)) в какой-либо массе этого компонента (m(А)) можно рассчитать по формуле:

n(А) = m(А)/М(А), моль,

где m(А) – масса компонента А, г;

М(А) – относительная молярная масса компонента А, г/моль;

В системе СИ основные наименования концентрации компонентов в объёме жидкого или газообразного вещества – это молярная концентрация компонента, моль/м³, и массовая концентрация компонента, кг/м³ [ГОСТ 8.417-2002 ГСИ. Единицы величин].

Молярная концентрация компонента А в растворе – С_м(А) – это содержание количества частиц компонента А, n(А), в единице объема V жидкого или газообразного вещества, рассчитывается как:

С_м(А) = n(А)/V; или С_м(А) = m(А)/[М(А)V]

Молярная концентрация компонента измеряется в моль/м³; используются и дольные единицы – моль/дм³, ммоль/дм³ и т. д.. Пример формы записи С_м(HSO₄) = 0,1 моль/дм³ = 0.1 ммоль/см³. Для внутрилабораторного использования допускается единица моль/л. В сопроводительных документах на предприятиях используют единицы измерения молярной концентрации в системе СИ.

Как в аналитической практике, так и в различных сферах профессиональной деятельности используют концентрацию, выраженную в массовых единицах.

Массовая концентрация компонента А – это содержание массы m(А) компонента А в единице объема V жидкого или газообразного вещества, рассчитывается как:

С_m(А) = m(А)/V_.,

Массовая концентрация компонента измеряется в кг/м³; используются и дольные единицы – г/м³, г/дм³, мг/дм³ и т. д.. Пример формы записи С_m(NaCl) = 0,1 г/дм³. Для внутрилабораторного использования допускается единица г/л, г/мл. В сопроводительных документах на предприятиях используют единицы измерения массовой концентрации в системе СИ.

Зная массовую концентрацию компонента А, С_m(А), г/дм³, в растворе, можно вычислить его молярную концентрацию (моль/дм³), и наоборот: С_м(А) = С_m(А)/М(А).

Измерение концентрации – специфический вид измерений в метрологии

Согласно «ГОСТ 8.417-2002 ГСИ. Единицы величин», концентрация относится к производным физическим величинам и характеризует, как следует из её определения, относительное содержание любого конкретного компонента, находящегося в веществе объекта анализа.

Количественный химический анализ представляет собой весьма специфический вид измерений. Для обеспечения единства таких измерений используются способы и приемы, не применяемые вовсе или применяемые крайне редко при измерении других физических величин.

Концентрация как физическая величина имеет существенные особенности, отличающие её от других физических величин:

1. Концентрация имеет целый ряд единиц и все они относится к производным единицам системы СИ, в то время как у остальных физических величин только одна является единицей системы СИ, а остальные относятся к внесистемным. Например, для длины только метр является единицей системы СИ, дюйм, фут, миля – неметрические единицы, а ангстрем, световой год, парсек – внесистемные.

Концентрация может быть как размерной, так и безразмерной величиной, что не противоречит правилам метрологии. Отличие концентрации компонента от других безразмерных физических величин состоит только в том, что у нее есть ряд подобных отношений. Например, отношения масс, объемов, числа частиц. Известны и применяются следующие единицы концентрации компонента:

молярная концентрация компонента, моль/дм³, ммоль/дм³;
массовая концентрация компонента, мг/дм³, мг/л, г/м³и т. д.;
молярная доля компонента; б/р
массовая доля компонента, %.
объёмная доля компонента, %.

2. Концентрация всегда является именованной величиной, она имеет смысл для конкретного компонента. Указанная особенность имеет важные последствия для решения проблемы обеспечения единства измерений концентрации компонента: в отличие от других физических величин для концентрации компонента не представляется возможным создание эталона ни для одной из ее единиц.

Признаки отнесения средства измерения к эталону:

— метрологическая сущность – это средство измерения, от которого возможно передать размер единицы практически всем рабочим средствам измерений данной физической величины;

— метрологическая функция – это средство измерения, воспроизводящее и хранящее единицу физической величины;

— метрологические характеристики – это средство измерения, характеризующееся наивысшей точностью по сравнению со всеми рабочими средствами измерений данной физической величины;

— юридический статус – это средство измерения, официально утвержденное в установленном порядке в качестве эталона.

При создании эталона концентрации, даже если будут выполнены первые два требования, он будет воспроизводить не единицу абстрактной концентрации, а единицу концентрации какого-то конкретного компонента в совершенно конкретном веществе. Возможность передачи размера единицы концентрации от данного компонента к другому будет ограничена не только диапазоном ее значений, хотя и это имеет существенное значение, но и влиянием качественного и количественного химического состава матрицы. Учитывая самый разнообразный характер анализируемых веществ не только по агрегатному состоянию, но и по основным химическим свойствам (органические, неорганические вещества), легко понять, что такой эталон не обеспечит передачу размера единиц концентрации всем рабочим средствам измерений, охватывающим все многообразие химических веществ. Рассчитать минимальное число таких эталонов не представляется возможным, да в этом и нет необходимости, так как при значительном их количестве нарушается сам принцип централизованного воспроизведения и передачи размера единиц, основанный на единственном эталоне, возглавляющем соответствующую поверочную схему.

3. Экспериментально недостижимо состояние вещества, обозначаемое как абсолютно чистое. Следствием этого является тот факт, что все вещества, как природные, так и синтезированные, несмотря на глубокую их очистку, всегда будут содержать некоторое количество примесей. Таким образом, степень чистоты вещества, определяемая долей основного компонента в нем, по мере очистки будет стремиться к единице, но никогда не сможет стать ей равной. Это обстоятельство также накладывает свои ограничения на выбор способов воспроизведения и передачи размеров единиц концентрации от эталона рабочему средству измерения.

studfiles.net

Концентрация единицы — Справочник химика 21

Концентрация — это отношение массы растворенного вещества к объему раствора (массовая концентрация) или отношение количества вещества к объему раствора (молярная концентрация). Единицами этих концентраций служат соответственно г/л и моль/л. В аналитической практике используются также норма.чь-ная, или эквивалентная концентрация, равная отношению количества эквивалента вещества к с ему раствора. Единицей этой концентрации является моль/л. [c.247]
Вычисленные значения концентраций корректируются, проверяется условие окончания расчетов (равенство суммы концентраций единице с заданной точностью). Если условие не выполняется, то расчеты повторяются начиная с п. 3. [c.338]

Пункты 3—6 повторяются при вновь вычисленных профилях концентрации и потоков до тех пор, пока не будет выполнено условие окончания расчетов (равенство суммы концентраций единице или температур на двух последующих итерациях по всей колонне с заданной точностью). Если условие выполняется, то после расчета потока жидкости расчет заканчивается. [c.340]

Однако при больших значениях концентраций единица как слагаемое не оказывает существенного значения и тогда [c.55]

Непосредственный переход от абсолютных значений термодинамических функций к стандартным константам кислотности, включающим концентрацию растворителя, является непростым делом. Константы кислотности в обычной записи имеют размерность концентраций (например, [Х ][НзО+]/ /[НХ]), и, таким образом, величины АС° и А5° становятся зависимыми от применяемых для концентрации единиц. Если мы учтем концентрацию растворителя, то столкнемся с проблемой интерпретации свойств растворителя как такового, [c.93]

Выходит, что если концентрация — единица, то скорость равна константе скорости, — начал Веско, увидев, что написал его отец. [c.330]

Для растворов слабых кислот (pi a > 5) даже при относительно малых концентрациях можно считать третий член равным нулю в связи с тем, что а 1. В нуль обращается и последний член правой части уравнения (4), так как при малых ионных концентрациях единице стре- [c.157]

К н В могут быть найдены из зависимости х1 А—д ) от л , если можно опытным путем раздельно определить х (молярную концентрацию связанных антител при равновесии) и А—х (молярную концентрацию несвязанных антител). К характеризует наклон прямой, а В — это отсекаемый ею отрезок оси х. Величина В получается путем экстраполяции при х А—л )=0, т. е. при А—>-оо. Иначе говоря, В соответствует максимальному количеству антител, которое может быть связано с клетками в единице объема в условиях эксперимента, а следовательно — концентрации единиц антигена. Прн известной концентрации клеток Ь] среднее число п единиц антигена иа клетку можно получить из уравнения [Л]=п[Ь]. Так как обычно Ь выражают числом клеток в 1 см (клерку можно рассматривать как молекулу с валентностью п), В тоже следует выражать числом молекул в 1 см . [c.14]

Время, потребное для превращения наполовину в тримолекулярной реакции, обратно пропорционально квадрату начальных концентраций реактантов. Значение константы скорости обратно пропорционально квадрату выбранных для выражения концентрации единиц. [c.82]

chem21.info

Молярная концентрация Википедия

Концентра́ция или до́ля компонента смеси — величина, количественно характеризующая содержание компонента относительно всей смеси. Терминология ИЮПАК под концентрацией компонента понимает четыре величины: соотношение молярного, или численного количества компонента, его массы, или объёма исключительно к объёму раствора^[1] (типичные единицы измерения — соответственно моль/л, л⁻¹, г/л, и безразмерная величина). Долей компонента ИЮПАК называет безразмерное соотношение одной из трёх однотипных величин — массы, объёма или количества вещества.^[2] Однако в обиходе термин «концентрация» могут применять и для долей, не являющихся объёмными долями, а также к соотношениям, не описанным ИЮПАК. Оба термина могут применяться к любым смесям, включая механические смеси, но наиболее часто применяются к растворам.

Массовая доля

Массовая доля компонента — отношение массы данного компонента к сумме масс всех компонентов. По рекомендациям ИЮПАК,^[3] обозначается символом w{\displaystyle w}, в русскоязычной литературе чаще встречается обозначение ω{\displaystyle \omega }. Массовая доля — безразмерная величина, как правило выражается в долях единицы или в процентах (для выражения массовой доли в процентах следует умножить указанное выражение на 100 %):

ωB=mBm{\displaystyle \omega _{\mathrm {B} }={\frac {m_{\mathrm {B} }}{m}}}

где:

ω_B — массовая доля компонента B
m_B — масса компонента B;
m{\displaystyle m} — общая масса всех компонентов смеси.

В бинарных растворах часто существует однозначная (функциональная) зависимость между плотностью раствора и его концентрацией (при данной температуре). Это даёт возможность определять на практике концентрации важных растворов с помощью денсиметра (спиртометра, сахариметра, лактометра). Некоторые ареометры проградуированы не в значениях плотности, а непосредственно концентрации раствора (спирта, жира в молоке, сахара). Следует учитывать, что для некоторых веществ кривая плотности раствора имеет максимум, в этом случае проводят два измерения: непосредственное, и при небольшом разбавлении раствора.

Часто для выражения концентрации (например, серной кислоты в электролите аккумуляторных батарей) пользуются просто их плотностью. Распространены ареометры (денсиметры, плотномеры), предназначенные для определения концентрации растворов веществ.

Пример: зависимость плотности растворов H₂SO₄ от её массовой доли в водном растворе при 25 °C^{[источник не указан 2466 дней]}
ω, %	5	10	15	20	30	40	50	60	70	80	90	95
ρ H₂SO₄, г/мл	1,032	1,066	1,102	1,139	1,219	1,303	1,395	1,498	1,611	1,727	1,814	1,834

Объёмная доля

Объёмная доля компонента — отношение объёма компонента к сумме объёмов компонентов до смешивания. Объёмная доля измеряется в долях единицы или в процентах.

ϕB=VB∑Vi{\displaystyle \phi _{\mathrm {B} }={\frac {V_{\mathrm {B} }}{\sum V_{i}}}},

где:

ϕB{\displaystyle \phi _{\mathrm {B} }} — объёмная доля компонента B,
V_B — объём компонента B;
∑Vi{\displaystyle \sum V_{i}} — сумма объёмов всех компонентов до смешивания.

При смешивании жидкостей их суммарный объём может уменьшаться, поэтому не следует заменять сумму объёмов компонентов на объём смеси.

Как было указано выше, существуют ареометры, предназначенные для определения концентрации растворов определённых веществ. Такие ареометры проградуированы не в значениях плотности, а непосредственно концентрации раствора. Для распространённых растворов этилового спирта, концентрация которых обычно выражается в объёмных процентах, такие ареометры получили название спиртомеров или андрометров.

Молярность (молярная объёмная концентрация)

Молярная концентрация (молярность, мольность^[4]) — количество вещества (число молей) компонента в единице объёма смеси. Молярная концентрация в системе СИ измеряется в моль/м³, однако на практике её гораздо чаще выражают в моль/л или ммоль/л. Также используют выражение «в молярности». Возможно другое обозначение молярной концентрации, которое принято обозначать М. Так, раствор с концентрацией 0,5 моль/л называют 0,5-молярным, записывают «0,5 M».

По рекомендации ИЮПАК, обозначается буквой c{\displaystyle c} или [B]{\displaystyle [B]}, где B — вещество, концентрация которого указывается.^[5]

Примечание: После числа пишут «моль», подобно тому, как после числа пишут «см», «кг» и т. п., не склоняя по падежам.

cB=nBV{\displaystyle {c_{\mathrm {B} }}={\frac {n_{\mathrm {B} }}{V}}},

где:

Нормальная концентрация (молярная концентрация эквивалента, «нормальность»)

Нормальная концентрация — количество эквивалентов данного вещества в 1 литре смеси. Нормальную концентрацию выражают в моль-экв/л или г-экв/л (имеется в виду моль эквивалентов). Для записи концентрации таких растворов используют сокращения «н» или «N». Например, раствор, содержащий 0,1 моль-экв/л, называют децинормальным и записывают как 0,1 н.

c(feq B)=c((1/z) B)=z⋅cB=z⋅nBV=1feq⋅nBV{\displaystyle c(f_{eq}~\mathrm {B} )=c{\big (}(1/z)~\mathrm {B} {\big )}=z\cdot c_{\mathrm {B} }=z\cdot {\frac {n_{\mathrm {B} }}{V}}={\frac {1}{f_{eq}}}\cdot {\frac {n_{\mathrm {B} }}{V}}},

где:

Нормальная концентрация может отличаться в зависимости от реакции, в которой участвует вещество. Например, одномолярный раствор H₂SO₄ будет однонормальным, если он предназначается для реакции со щёлочью с образованием гидросульфата калия KHSO₄, и двухнормальным в реакции с образованием K₂SO₄.

Мольная (молярная) доля

Мольная доля — отношение количества молей данного компонента к общему количеству молей всех компонентов. Мольную долю выражают в долях единицы. ИЮПАК рекомендует обозначать мольную долю буквой x{\displaystyle x} (а для газов — y{\displaystyle y})^[6], также в литературе встречаются обозначения χ{\displaystyle \chi }, X{\displaystyle X}.

xB=nB∑ni{\displaystyle x_{\mathrm {B} }={\frac {n_{\mathrm {B} }}{\sum n_{i}}}},

где:

xB{\displaystyle x_{\mathrm {B} }} — мольная доля компонента B;
nB{\displaystyle n_{\mathrm {B} }} — количество компонента B, моль;
∑ni{\displaystyle \sum n_{i}} — сумма количеств всех компонентов.

Мольная доля может использоваться, например, для количественного описания уровня загрязнений в воздухе, при этом ее часто выражают в частях на миллион (ppm — от англ. parts per million). Однако, как и в случае с другими безразмерными величинами, во избежание путаницы, следует указывать величину, к которой относится указанное значение.

Моляльность (молярная весовая концентрация, моляльная концентрация)

Моляльная концентрация (моляльность,^[4] молярная весовая концентрация) — количество растворённого вещества (число моль) в 1000 г растворителя. Измеряется в молях на кг, также распространено выражение в «моляльности». Так, раствор с концентрацией 0,5 моль/кг называют 0,5-мольным.

mB=nBmA{\displaystyle {m_{\mathrm {B} }}={\frac {n_{\mathrm {B} }}{m_{\mathrm {A} }}}},

где:

Следует обратить особое внимание, что, несмотря на сходство названий, молярная концентрация и моляльность — величины различные. Прежде всего, в отличие от молярной концентрации, при выражении концентрации в моляльности расчёт ведут на массу растворителя, а не на объём раствора. Моляльность, в отличие от молярной концентрации, не зависит от температуры.

Массовая концентрация (Титр)

Массовая концентрация — отношение массы растворённого вещества к объёму раствора. По рекомендации ИЮПАК, обозначается символом γ{\displaystyle \gamma } или ρ{\displaystyle \rho }^[7].

ρB=mBV{\displaystyle \rho _{\mathrm {B} }={\frac {m_{\mathrm {B} }}{V}}}.

где:

mB{\displaystyle m_{\mathrm {B} }} — масса растворённого вещества;
V{\displaystyle V} — общий объём раствора;

В аналитической химии используется понятие титр по растворённому или по определяемому веществу (обозначается буквой T{\displaystyle T}).

Концентрация частиц

По рекомендациям ИЮПАК концентрация частиц обозначается буквой C{\displaystyle C}^[8], однако также часто встречается обозначение n{\displaystyle n} (не путать с количеством вещества).

CB=NBV=nB⋅NAV=cB⋅NA{\displaystyle C_{\mathrm {B} }={\frac {N_{\mathrm {B} }}{V}}={\frac {n_{\mathrm {B} }\cdot N_{\mathrm {A} }}{V}}=c_{\mathrm {B} }\cdot N_{\mathrm {A} }},

где:

Весообъёмные (массо-объёмные) проценты

Иногда встречается использование так называемых «весообъёмных процентов»^[9], которые соответствуют массовой концентрации вещества, где единица измерения г/(100 мл) заменена на процент. Этот способ выражения используют, например, в спектрофотометрии, если неизвестна молярная масса вещества или если неизвестен состав смеси, а также по традиции в фармакопейном анализе.^[10] Стоит отметить, что поскольку масса и объём имеют разные размерности, использование процентов для их соотношения формально некорректно. Также международное бюро мер и весов^[11] и ИЮПАК^[12] не рекомендуют добавлять дополнительные метки (например «% (m/m)» для обозначения массовой доли) к единицам измерения.

Другие способы выражения концентрации

Существуют и другие, распространённые в определённых областях знаний или технологиях, методы выражения концентрации. Например, при приготовлении растворов кислот в лабораторной практике часто указывают, сколько объёмных частей воды приходится на одну объёмную часть концентрированной кислоты (например, 1:3). Иногда используют также отношение масс (отношение массы растворённого вещества к массе растворителя) и отношение объёмов (аналогично, отношение объёма растворяемого вещества к объёму растворителя).

Применимость способов выражения концентрации растворов, их свойства

В связи с тем, что моляльность, массовая доля, мольная доля не включают в себя значения объёмов, концентрация таких растворов остаётся неизменной при изменении температуры. Молярность, объёмная доля, титр, нормальность изменяются при изменении температуры, так как при этом изменяется плотность растворов. Именно моляльность используется в формулах повышения температуры кипения и понижения температуры замерзания растворов.

Разные виды выражения концентрации растворов применяются в разных сферах деятельности, в соответствии с удобством применения и приготовления растворов заданных концентраций. Так, титр раствора удобен в аналитической химии для волюмометрии (титриметрического анализа) и т. п.

Формулы перехода от одних выражений концентраций к другим

В зависимости от выбранной формулы погрешность конвертации колеблется от нуля до некоторого знака после запятой.

От массовой доли к молярности

cB=ρ⋅ωBM(B){\displaystyle c_{\mathrm {B} }={\frac {\rho \cdot \omega _{\mathrm {B} }}{M(\mathrm {B} )}}},

где:

cB{\displaystyle c_{\mathrm {B} }} — молярная концентрация вещества B
ρ{\displaystyle \rho } — плотность раствора;
ωB{\displaystyle \omega _{\mathrm {B} }} — массовая доля вещества B;
M(B){\displaystyle M(\mathrm {B} )} — молярная масса вещества B.

Если плотность раствора выражена в г/мл, а молярная масса в г/моль, то для выражения ответа в моль/л выражение следует домножить на 1000 мл/л. Если массовая доля выражена в процентах, то выражение следует также разделить на 100 %.

От молярной концентрации к нормальной

c((1/z) B)=cB⋅z{\displaystyle {c((1/z)~\mathrm {B} )}={c_{\mathrm {B} }}\cdot {z}},

где:

От массовой доли к титру

T=ρ⋅ω{\displaystyle {T}={\rho }\cdot {\omega }},

где:

ρ{\displaystyle \rho } — плотность раствора, г/мл;
ω{\displaystyle \omega } — массовая доля растворённого вещества, в долях от 1;

От молярности к титру

T=cB⋅M{\displaystyle {T}={c_{\mathrm {B} }}\cdot {M}},

где:

cB{\displaystyle {c_{\mathrm {B} }}} — молярная концентрация;
M{\displaystyle M} — молярная масса растворённого вещества.

Если молярная концентрация выражена в моль/л, а молярная масса — в г/моль, то для выражения ответа в г/мл его следует разделить на 1000 мл/л.

От молярности к моляльности

mB=cBρ{\displaystyle m_{\mathrm {B} }={\frac {c_{\mathrm {B} }}{\rho }}},

где:

cB{\displaystyle {c_{\mathrm {B} }}} — молярная концентрация, моль/л;
ρ{\displaystyle \rho } — плотность раствора, г/мл;

От моляльности к мольной доле

xB=mBmB+1M(A){\displaystyle x_{\mathrm {B} }={\frac {m_{\mathrm {B} }}{m_{\mathrm {B} }+{\frac {1}{M(\mathrm {A} )}}}}},

где:

mB{\displaystyle m_{\mathrm {B} }} — моляльность,
M(A){\displaystyle M(\mathrm {A} )} — молярная масса растворителя.

Если моляльность выражена в моль/кг, а молярная масса растворителя в г/моль, то единицу в формуле следует представить как 1000 г/кг, чтобы слагаемые в знаменателе имели одинаковые единицы измерения.

Примечания

↑ International Union of Pure and Applied Chemistry. concentration (англ.) // IUPAC Compendium of Chemical Terminology. — Research Triagle Park, NC: IUPAC. — ISBN 0967855098. — DOI:10.1351/goldbook.C01222.
↑ International Union of Pure and Applied Chemistry. fraction (англ.) // IUPAC Compendium of Chemical Terminology. — Research Triagle Park, NC: IUPAC. — ISBN 0967855098. — DOI:10.1351/goldbook.F02494.
↑ International Union of Pure and Applied Chemistry. IUPAC Gold Book — mass fraction, w (англ.). goldbook.iupac.org. Проверено 11 декабря 2018.
↑ ¹ ² Z. Sobecka, W. Choiński, P. Majorek. Dictionary of Chemistry and Chemical Technology: In Six Languages: English / German / Spanish / French / Polish / Russian. — Elsevier, 2013-09-24. — С. 641. — 1334 с. — ISBN 9781483284439.
↑ International Union of Pure and Applied Chemistry. IUPAC Gold Book — amount concentration, c (англ.). goldbook.iupac.org. Проверено 11 декабря 2018.
↑ International Union of Pure and Applied Chemistry. IUPAC Gold Book — amount fraction, x ( y for gaseous mixtures) (англ.). goldbook.iupac.org. Проверено 11 декабря 2018.
↑ International Union of Pure and Applied Chemistry. IUPAC Gold Book — mass concentration, γ, ρ (англ.). goldbook.iupac.org. Проверено 16 декабря 2018.
↑ International Union of Pure and Applied Chemistry. IUPAC Gold Book — number concentration, C,n (англ.). goldbook.iupac.org. Проверено 11 декабря 2018.
↑ Способы приготовления растворов на МедКурс. Ru
↑ Бернштейн И. Я., Каминский Ю. Л. Спектрофотометрический анализ в органической химии. — 2-е изд. — Ленинград: Химия, 1986. — с. 5
↑ The International System of Units (SI) (неопр.). www.bipm.org. Проверено 23 декабря 2018.
↑ Quantities, Units and Symbols in Physical Chemistry (неопр.). www.iupac.org. Проверено 23 декабря 2018.

wikiredia.ru

Единицы измерения концентрации радиоактивных веществ — реферат

Единицы измерения концентрации радиоактивных веществ

Явление радиоактивности было открыто в 1896 году французским ученым Анри Беккерелем, В настоящее время оно широко используется в науке, технике, медицине, промышленности. Радиоактивные элементы естественного происхождения присутствуют повсюду в окружающей человека среде. В больших объемах образуются искусственные радионуклиды, главным образом в качестве побочного продукта на предприятиях оборонной промышленности и атомной энергетики. Попадая в окружающую среду они оказывают воздействия на живые организмы, в чем и заключается их опасность. Для правильной оценки этой опасности необходимо четкое представление о масштабах загрязнения окружающей среды, о выгодах, которые приносят производства, основным или побочным продуктом которых являются радионуклиды, и потерях, связанных с отказом от этих производств, о реальных механизмах действия радиации, последствиях и существующих мерах защиты.

В массовом сознании населения доминирует настороженное отношение к производствам, деятельность которых приводит к образованию радиоактивных изотопов и в первую очередь к предприятиям ядерного цикла. Этому способствуют как объективные (крупные аварии), так и субъективные (некомпетентность, искаженная картина в средствах массовой информации) факторы. При этом не принимаются во внимание два обстоятельства.

Первое — это необходимость сравнительного подхода. Например, ценой за использование автомобиля являются десятки тысяч людей, ежегодно погибающих в авариях, еще большее количество получает травмы. Происходит загрязнение окружающей среды выхлопными газами автомобилей, особенно в густонаселенных городах. И это далеко не полный перечень негативных последствий от использования автомобильного транспорта.

Второе обстоятельство — это экономическая и технологическая необходимость использования атомной энергии в современном мире.

Привлекательность использования АЭС связана с ограниченностью и постоянным ростом стоимости энергоносителей для тепловых электростанций, меньшими радиоактивными и значительно более низкими химическими загрязнениями окружающей среды, гораздо меньшими объемами транспортных перевозок у предприятий ядерного цикла, отнесенными к единице производимой в конечном счете электроэнергии, по сравнению с аналогичными показателями для предприятий топливного цикла.

Альтернативы использованию АЭС в глобальной экономике в настоящее время нет, а в обозримом будущем она может появиться только со стороны термоядерных установок.

Первая в мире опытно-промышленная АЭС мощностью в 5 МВт была пущена в СССР 27 июня 1954 г. в г. Обнинске. В последующий период производство электроэнергии на АЭС быстро росло и в настоящее время в развитых странах они превратились в основного поставщика электроэнергии.

Работа предприятий ядерного цикла в режиме нормальной эксплуатации не наносит человеку сколько-нибудь заметного вреда и значительно безопаснее последствий других видов деятельности. Аварии на АЭС значительно увеличивают экологическую угрозу, но не в большей степени, чем аварии на крупных химических производствах, бесконтрольное использование пестицидов и минеральных удобрений, аварии на транспорте и т.д.

Следует также иметь в виду, что радиация, связанная с нормальным развитием ядерной энергетики, составляет лишь малую долю радиации, порождаемой деятельностью человека. Значительно большие дозы мы получаем от других источников, вызывающих меньше нареканий. Применение рентгеновских лучей в медицине, сжигание угля, использование воздушного транспорта, пребывание в хорошо герметизированных помещениях могут привести к значительному увеличению уровня облучения.

Отметим, что и зарождение жизни на Земле и ее последующая эволюция протекали в условиях постоянного воздействия радиации.

Хорошее знание свойств радиации и ее воздействия позволяет свести к минимуму связанный с ее использованием риск и по достоинству оценить те огромные блага, которые приносит человеку применение достижений ядерной физики в различных сферах.

В октябре I960 г. в Париже Генеральная конференция по мерам и весам приняла Международную систему единиц, сокращенно обозначаемую SI (Systeme International), в русском варианте СИ (Система интернациональная). Она была введена в СССР с 1 января 1963 г. в качестве государственного стандарта (ГОСТ).
В соответствии с Международной системой единиц с 1 июля 1964 г. в СССР введены единицы измерения в области радиоактивности и ионизирующего излучения, которые должны применяться во всех областях науки и техники. До 1980 г. ГОСТ допускал применение внесистемных единиц. В научно-технической литературе эти единицы встречаются до сих пор, поэтому необходимо знать и те и другие, а также соотношения между ними.
Количество радиоактивного вещества измеряется не только единицами массы (грамм, миллиграмм и т. п.), но и активностью, которая равна числу ядерных превращении (распадов) в единицу времени. Чем больше ядерных превращений испытывают атомы данного вещества в секунду, тем больше его активность. Поскольку скорость распада радионуклидов различна, одинаковое весовое количество радиоактивных изотопов имеет разную активность.
Единицей активности в СИ служит распад в секунду (расп/с). Этой единице присвоено наименование беккерель — Бк (Bq), 1 Бк = 1 расп/с.

Наиболее употребительной внесистемной международной единицей является кюри – Ки (Си), 1 Ки = 3,7- 10′° Бк, что соответствует активности 1 г радия. Массы радионуклидов, соответствующие единице активности, обратно пропорциональны скорости их распада. Кюри очень большая величина, поэтому обычно употребляют дольные единицы: пикокюри, 1 пКи = 1 • 1012 Ки = 3,7 • 10″2 Бк, нанокюри, 1 нКи = 1 • 10″‘ Ки = 3,7-101 Бк, микрокюри, 1 мкКи = 1 • 10■* Ки = 3,7 • 10″ Бк, милликюри, 1 мКи = 1 • 10″‘ Ки = 3,7 • 10′ Бк, килокюри, 1 кКи = 1 • 103 Ки = 3,7 • 101! Бк, мсгакюри, 1 МКи = 1 • 10й Ки – 3,7 ■ 10″ Бк. Беккерель, напротив, очень маленькая величина, поэтому часто употребляют кратные единицы. килобеккерель , 1 кБк = 10′ Бк, мсгабеккерель, 1 МБк = 10″ Бк, гигабеккерель, 1 ГБк = 10′ Бк, терабеккерель, 1 ТБк = 1012 Бк, петабеккерель, 1 ПБк = 1015 Бк, эксабеккерель, 1 ЭБк = 10″ Бк. Для пересчета числовых значений активности, выраженных в бекке-релях, в кюри и наоборот, используют специальные коэффициенты.

В 1946 г. американские ученые Э. Кондон и Л. Куртис предложили новую единицу активности — резерфорд, 1Рд = 106 расп/с. Несмотря на удобство этой единицы при расчетах, она не была признана международной и в литературе встречается редко.

Концентрация радиоактивного вещества обычно характеризуется величиной удельной активности, т. е. активностью, приходящейся на единицу массы. Единицами концентрации являются Ки/т, мКи/г, кБк/кт и т. п. Объемная концентрация в жидких или газообразных веществах обычно выражается в Ки/м3, Бк/л (см3, мл и т. д.).

Встречаются и менее известные и редко используемые в настоящее время внесистемные единицы эман и махе:
1 эман = 1 • 10 10 Ки/л воздуха или воды = = 3,7 Бк/л,
1 махе = 3,64 эман = 3,64- 10 -»> Ки/л = = 13,47 Бк/л,
1 эман = 0,275 махе.
Для характеристики радиоактивного загрязнения территории используют основные единицы активности, отнесенные к единице площади: Ки/км2 или Бк/м2,
1 Ки/км2 = 3,7- 10″ Бк/м2.
Этими единицами измеряют плотность радиоактивного загрязнения.
Для количественной характеристики содержания стронция-90 в различных биологических объектах иногда применяется стронциевая единица. Стронций является химическим аналогом кальция, поэтому при расчетах удобно пользоваться величиной, характеризующей отношение стронция-90 к кальцию в исследуемом биологическом объекте (почве, растительности, пищевых продуктах, костной ткани и т. д.). Одна стронциевая единица (с. е.) соответствует концентрации 1 пКи (37 мБк) стронция-90 на 1 г кальция. Аналогично для количественной характеристики цезия-137, являющегося химическим аналогом калия, употребляется цезиевая единица. Одна цезиевая единица (ц. е.) соответствует концентрации 1 пКи (37 мБк) цезия-137 на 1 г калия. В литературе иногда упоминается тритиевая единица (т. е.), 1 т. е. = 3,26 пКи/л (120,6 мБк/л).

Стронциевая единица, цезиевая единица и тритиевая единица также не предусмотрены Международной системой единиц.
Важнейшее свойство ядерного излучения — его способность вызывать ионизацию атомов и молекул, в связи с чем его называют ионизирующим излучением. Биологическое действие ионизирующего излучения на организм обусловлено ионизацией и возбуждением атомов и молекул биологической среды. В результате взаимодействия излучения с биологической средой живому организму передается определенная величина энергии. Часть поступающего излучения, которая пронизывает облучаемый объект (без поглощения), не оказывает на него действия.
Повреждений, вызванных в живом организме излучением, будет тем больше, чем больше энергии оно передаст тканям. Для характеристики этого показателя используется понятие поглощенной дозы, т. е. величины энергии, поглощенной единицей массы (объема) облучаемого вещества.
Организм может получить дозу от любого источника ионизирующего излучения независимо от того, находится ли он вне организма (внешнее облучение) или внутри него в результате попадания с пищей, водой или воздухом (внутреннее облучение). Расчет дозы зависит от размера облученного участка и его расположения в организме, количества организмов, подвергшихся облучению, продолжительности облучения.
Поскольку поглощенная энергия расходуется на ионизацию атомов и молекул, составляющих вещество, для ее измерения необходимо подсчитать число пар ионов, образующихся при облучении. Однако измерить ионизацию непосредственно в глубине тканей живого организма очень трудно. В связи с этим для количественной характеристики рентгеновского и гамма-излучения, действующего на объект, определяют т. н. экспозиционную дозу, которая характеризует ионизационную способность рентгеновского и гамма-излучения в воздухе. Зная величину экспозиционной дозы, можно с помощью соответствующих коэффициентов рассчитать значение поглощенной дозы. Экспозиционную дозу определяют по ионизирующему действию излучения в определенной массе воздуха и только если энергия рентгеновского и гамма-излучения находится в диапазоне от десятков кэВ до 3 МэВ.

За единицу экспозиционной дозы в Международной системе единиц принят кулон на килограмм — Кл/кг (C/kg), т. е. такая экспозиционная доза рентгеновского и гамма-излучения, при которой сопряженная корпускулярная эмиссия в килограмме сухого воздуха производит ионы, несущие заряд в один кулон электричества каждого знака. На практике часто применяется принятая в 1928 г. внесистемная единица рентген – P(R), 1 Р = 2,58 • 10-4 Кл/кг. Рентген -это поглощенная энергия (0,114 эрг/см3), которая в 1 см3 воздуха при температуре 0 °С и давлении 760 мм рт.ст. приводит к образованию 2,08 • 109 пар ионов, несущих суммарный заряд в 1 электростатическую единицу электричества каждого знака. При дозе ионизирующего излучения в воздухе, равной 1 Р, поглощенная энергия в воздухе в расчете на 1 г составляет 88 эрг, а в мягких тканях в расчете на 1 г 92—97 эрг.
В начале 1950-х гг. стало очевидно, что единица рентген не может обеспечить решение всех метрологических и практических задач радиологии и необходима универсальная (для всех видов ионизирующего излучения) единица для определения физического эффекта облучения в любой среде, в части, в биологических тканях. Такой единицей стал рад — внесистемная международная единица поглощенной дозы.
Единица рад (англ. rad — radiation absorbed dose) — поглощенная доза любого вида ионизирующего излучения, при которой в 1 г массы вещества поглощается энергия излучения, равная 100 эрг, 1 рад = 100 эрг/г = = Ю-2 Дж/кг.
За единицу поглощенной дозы в Международной системе единиц принят джоуль на килограмм (Дж/кг), т. е. такая поглощенная доза, при которой в 1 кг массы облученного вещества поглощается 1 Дж энергии излучения. Этой единице присвоено наименование грей — Гр (Gy), 1 Гр = 1 Дж/кг = = 100 рад.

В лучевой терапии часто используют понятие интегральной дозы, т. е. энергии, суммарно поглощенной во всем объеме объекта. Интегральная доза измеряется в джоулях, 1 Гр • кг = 1 Дж. Но эта величина не учитывает того, что биологические эффекты при облучении живых организмов зависят не только от дозы, но и от качества излучения, которое определяется линейной плотностью ионизации (линейная передача энергии — ЛПЭ). Чем выше плотность ионизации, тем больше степень биологического повреждения. Для учета этого явления был введен коэффициент качества к. Для рентгеновского, бета- и гамма-излучения к = 1. Для альфа-излучения к = 20, для нейтронного излучения к = 10. Доза, учитывающая биологическую эффективность ионизирующего излучения, называется эквивалентной поглощенной дозой и равна поглощенной дозе, умноженной на соответствующий коэффициент качества.
Внесистемной единицей эквивалентной дозы является бэр (rem) — биологический эквивалент рентгена, 1 бэр = 1 • 10″г Дж/кг. В СИ единица эквивалентной дозы — зи-верт – Зв (Sv), 1 Зв = 100 бэр.
Из определения следует, что при к = 1 эквивалентная доза, равная 1 Зв, реализуется при поглощенной дозе 1 Гр. Если к ф 1, эквивалентная доза 1 Зв создается при поглощенной дозе, равной 1 ГрД.
Как Правило, эквивалентную дозу используют только для целей радиационной безопасности до значений, не превышающих 0,25 Зв (25 бэр), при кратковременном воздействии излучения на биологический объект.
Следует учитывать также, что одни части тела (органы, ткани) более чувствительны к излучению, чем другие. Напр., при одинаковой эквивалентной дозе возникновение рака легких более вероятно, чем рака щитовидной железы, а облучение половых желез особенно опасно вследствие риска генетических повреждений. Поэтому дозы облучения органов и тканей также следует рассчитывать с разными коэффициентами (0,12 — для красного костного мозга; 0,03 — для костной ткани; 0,03 — для щитовидной железы; 0,15 — для молочной железы; 0,12 — для легких; 0,25 — для яичников; 0,30 — для других тканей).
Умножив эквивалентные дозы всех органов и тканей на соответствующие коэффициенты и просуммировав их, получим эффективную эквивалентную дозу, отражающую суммарный эффект облучения для организма, которая также измеряется в зи-вертах.

Приведенные выше понятия описывают дозу, получаемую человеком индивидуально. Просуммировав индивидуальные эффективные эквивалентные дозы для данной группы людей за данный промежуток времени, придем к понятию коллективной (популяционной) эффективной эквивалентной дозы, которая измеряется в человеко-зивер-тах (чел-Зв). Коллективную эффективную эквивалентную дозу, которую получат многие поколения людей от какого-либо радиоактивного источника за все время его действия, называют ожидаемой (полной) коллективной эффективной эквивалентной дозой.
Такая иерархия на первый взгляд может показаться слишком сложной, однако она представляет собой логически последовательную систему и позволяет рассчитывать согласующиеся или сопоставимые друг с другом дозы ионизирующего излучения.
В биологическом отношении важно знать не просто дозу ионизирующего излучения, которую получил облучаемый объект, а дозу, полученную в единицу времени. Чем больше мощность дозы, тем быстрее растет доза излучения.

student.zoomru.ru

Измерение концентрации. Измерения в химическом анализе. Концентрация. Правильность результатов химического анализа, страница 8

Первая особенность заключается в том, что у концентрации все ее единицы являются производными единицами СИ, в то время как у остальных физических величин только одна является единицей СИ, а остальные относятся к внесистемным. Естественно, речь не идет о кратных и дольных единицах. Например, для длины только метр является единицей СИ, дюйм, фут, миля — неметрические единицы, а ангстрем, световой год, парсек — внесистемные.

Вторая особенность является следствием первой. В зависимости от единиц, в которых выражаются абсолютное содержание компонента и анализируемый объект, единицы концентрации, а следовательно, и сама концентрация не только отличаются по своим размерностям, но могут быть и безразмерными. Такая специфика концентрации как физической величины не противоречит метрологии. Подобная специфика встречается у тех физических величин, в определение которых входит отношение двух физических величин одного и того же рода. Например, для единицы плоского угла—радиана или телесного угла — стерадиана. Отличие концентрации от таких физических величин состоит только в том, что у нее есть ряд подобных отношений. Например, отношения масс, объемов, молей.

Третья особенность концентрации обусловлена спецификой измерений при проведении химического анализа. Следствием неразрывного единства качественного и количественного анализов является тот факт, что, в отличие от общефизических величин, концентрация — всегда «именованная величина». Это нашло отражение и в определении концентрации, в котором подчеркивается, что речь идет об относительном содержании данного компонента. Указанная особенность имеет важные последствия для решения проблемы обеспечения единства измерений концентрации. В отличие от других физических величин для концентрации не представляется возможным создание эталона ни для одной из ее единиц. Рассмотрим характеристики эталонов:

метрологическая функция — воспроизводить и хранить единицу физической величины,

метрологические характеристики — наивысшая точность, по сравнению со всеми средствами измерений данной физической величины;

юридический статус — официальное утверждение в установленном порядке в качестве эталона.

Наряду с перечисленными характеристиками, существует ещё одно требование — возможность передачи размера единицы от эталона практически всем средствам измерений данной физической величины. В тех редких случаях, когда измерения физической величины происходят в особых условиях, создаются специальные эталоны, число которых весьма ограничено.

При создании эталона концентрации, даже если будут выполнены первые два требования, он будет воспроизводить не единицу абстрактной концентрации, а единицу концентрации какого-то конкретного компонента в совершенно конкретной среде. Возможность передачи размера единицы концентрации от данного компонента к другому будет ограничена не только диапазоном ее значений, хотя и это имеет существенное значение, но и влиянием качественного и количественного составов матрицы. Учитывая самый разнообразный характер анализируемых объектов не только по агрегатному состоянию, но и по основным химическим свойствам (органические, неорганические соединения, металлы), легко понять, что такой эталон не обеспечит передачу размера единиц концентрации всем рабочим средствам измерений, охватывающим все многообразие химических веществ. Рассчитать минимальное число таких эталонов не представляется возможным, да в этом и нет необходимости, так как при значительном их количестве нарушается сам принцип централизованного воспроизведения и передачи размера единиц, основанный на единственном эталоне, возглавляющем соответствующую поверочную схему.

Наконец, еще одна особенность концентрации обусловлена тем, что экспериментально недостижимо состояние вещества, обозначаемое как абсолютно чистое. Следствием этого является тот факт, что все вещества, как природные, так и синтезированные, несмотря на глубокую их очистку, всегда будут содержать некоторое количество примесей. Таким образом, степень чистоты вещества, определяемая, долей основного компонента в нем, по мере очистки будет стремиться к 1, но никогда не сможет стать равной 1. Это обстоятельство также накладывает свои ограничения на выбор способов воспроизведения и передачи размеров единиц концентрации.

Следует обратить внимание и на то, что, хотя концентрация и характеризует относительное содержание данного компонента в веществе, это не означает, что концентрация является относительной величиной.

6.2.2. Единицы концентрации

Известны и применяются различные единицы концентрации. В табл. 35 приведены только некоторые из них.

Если в определении концентрации (см. с. 277) не конкретизируется, какие величины характеризуют содержание данного компонента и всего анализируемого объекта, то при переходе к ее единицам вносится необходимая конкретизация, и тем самым, определяется размерность как самой единицы концентрации, так и концентрации как физической величины. Рассмотрим наиболее широко употребляемые единицы концентрации.

Таблица 35

Физическая величина		Единица физической величины
Обозначение	Размерность	Наименование	Обозначение
Концентрация	L^-3M	Массовая концентрация	gi
	L^-3N	Молярная концентрация	^CM,i
	M^-1N	Моляльность	m i
	б.р. [N¹ N^-1]	Молярная доля	x i
	б.р.[М¹ М^-1]	Массовая доля	y i
	6.p.[L³]¹ [L³]^-1	Объемная доля	X i

Массовая концентрация — единица концентрации, отвечающая содержанию в 1 м³ смеси 1 кг данного компонента.

Молярная концентрация — единица концентрации, отвечающая содержанию в объеме раствора, равном 1 м³, количества данного компонента, равного 1 молю.

vunivere.ru

Единицы измерения концентрации и константы равновесия

Домашняя подготовка. Скорость химической реакции. Единицы измерения скорости реакции. Факторы, влияющие на скорость реакции. Закон действия масс и его математическое выражение. Константа скорости реакции. Скорость реакции в гомогенных и гетерогенных системах. Влияние катализаторов на скорость реакции. Необратимые и обратимые реакции. Химическое равновесие. Константа химического равновесия. Влияние различных факторов на смещение химического равновесия (концентрация, температура, давление). Принцип Ле Шателье. [c.107]
Как зависит численное значение константы равновесия от выбора единиц измерения концентраций Как перейти в случае газов от парциальных давлений к молярным концентрациям (моль л ) Как связаны между собой константы и [c.199]

ЕДИНИЦЫ ИЗМЕРЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ И КОНСТАНТЫ РАВНОВЕСИЯ [c.46]

Применяя константу равновесия к вычислениям равновесного состава той или иной химической реакции и пользуясь значением константы из справочников, необходимо всегда иметь в виду, для каких единиц измерения она рассчитана, т. е. является ли константа Кд, Кр или Кп- В соответствии с этим при расчете нужно брать концентрацию веществ, выраженную соответствующим образом. [c.231]

Числовое значение константы равновесия химической реак- ции зависит от единиц измерения концентраций С реагирующих веществ. / [c.519]

Численное значение константы равновесия зависит от выбора единиц измерения концентраций реагирующих компонентов и формы записи уравнения реакции. Для удобства решения конкретной задачи реакция может записываться в прямом и обратном, экзо- и эндотермическом направлениях. По разному можно представить и стехиометрические коэффициенты (численные множители) при символах реагентов. Если в общем случае их записывают целыми числами, с точностью до общего множителя равными изменению числа молей, то в технологических расчетах часто бывает удобнее использовать со-отнощения, приходящиеся на единицу какого-либо из исходных или конечных реагентов. Поэтому численные множители могут быть и дробными. [c.61]

Константы равновесия К записывают различным образом через летучести (/С/), через парциальные давления (/Ср), через концентрации, выраженные в различных единицах (Кс), через мольные доли (Кх) или через активности компонентов (/Са). Соотношение между этими величинами зависит от соотношения между различными единицами измерения концентраций и от вида функций, связывающих летучести с давлениями или активности с концентрациями. Величину АОш можно рассчитать по теплотам и энтропиям образования реагентов, приводимым в термодинамических таблицах [c.187]

Активность реагента можно рассматривать как его эффективную концентрацию во многих случаях она весьма близка к действительной концентрации, и при производстве вычислений с константами равновесия можно применить любые удобные единицы измерения концентрации (т. е. молярные доли, весовые проценты, давления паров и т. д.). Однако часто активность реагента значительно больше или меньше его концентрации, и, если вместо активностей применить концентрации, могут возникнуть большие ошибки. Измерение активности является трудным делом, и процесс этот здесь не излагается, но измерения активностей были проведены для многих систем (см., например, гл. III, в которой приведены результаты измерений активностей FeO в шлаках). В идеальном растворе, в котором активность компонента в системе подчиняется закону Рауля, активность равна молярной доле если активность не равна, но пропорциональна молярной доле, компонент следует закону Генри. Закон Генри почти неизменно соблюдается в очень разбавленных растворах. [c.153]

Если концентрации газа и жидкости выражены в одинаковых единицах измерения, то константы фазового равновесия (например, гпс, [c.17]

Это соотношение позволяет понять смысл параметра М. При h r) = hr i) = h v) = О интеграл /((1)1 о ), отвечающий мономеру, равен объему системы V, поскольку, согласно (III.3), функция Я (г — Гу) нормирована на единицу, а число интегрирований в /((1)Ко ) на единицу превышает число функций X. Поскольку 5 (1) = / , то М совпадает с концентрацией мономеров в отсутствие внешних полей и может быть измерен экспериментально. При этом параметр L по его определению (III.5) в случае химического равновесия относительно образования и разрыва связей совпадает с константой равновесия элементарной реакции конденсации Ж, если она протекает без выделения низкомолекулярного продукта. В противном случае Ь = Ж/г, где z — концентрация этого побочного продукта реакции. [c.213]

Отметим также, что термодинамические константы равновесия тоже измеряются в единицах активности. Поэтому измеренные концентрации любых химических форм должны быть переведены в активности перед тем, как их сравнивают с термодинамическими данными. [c.170]

Если реакция идет без изменения объема, т. е. когда общее число молей прямой реакции равно числу молей обратной реакции (S = 2v», или, что то же, Sv = 0), то Лр = Кс = Кп При этом безразлично, в каких единицах измерения (но только не в массовых и весовых) выражена концентрация участвующих в реакции веществ, так как в любом случае константы равновесия становятся безразмерными и принимают одно и то же численное значение (см. далее, стр. 173, пример 1). Поэтому в справочной и учебной литературе для реакций, протекающих без изменения объема, константа, равновесия обычно пишется без индексов. Константы Кс и Кп от изменения давления численно не изменяются. [c.167]

Заметим, что активность воды принимается постоянной и включается в величину К°, так как в разбавленных растворах активность воды остается примерно постоянной независимо от положения равновесия (2). Так как активность частицы можно представить как произведение ее концентрации на коэффициент активности, например №+ = [М «+]ум » . уравнение (3) можно записать, используя концентрации и коэффициенты активностей, так, как по казано с правой стороны уравнения (3). Экспериментально обычно измеряют концентрации участвующих частиц. Термодинамические константы устойчивости этих реакций можно определить либо в том случае, когда известны коэффициенты активностей, либо путем измерения констант равновесия при нескольких значениях ионной силы и последующей экстраполяции к нулевой ионной силе, при которой коэффициенты активностей принимаются равными единице. Эти методики либо невыполнимы, либо очень трудоемки, либо и то и другое вместе, поэтому на практике лишь относительно немногие исследователи пытались оценить термодинамические константы устойчивости, и вместо этого в уравнениях равновесий просто используются концентрации. [c.90]

В каких единицах измеряется константа равновесия К для каждой из приведенных систем, если концентрации всех веществ измерены в моль/л Чем определяется единица измерения константы равновесия Для каких реакций константа равновесия — безразмерная величина [c.39]

В связи с тем, что константа равновесия стоит под знаком логарифма, встает вопрос о ее размерности. В выражениях для Кр и, приведенных выше, размерности их определяется соотношением сумм а + Ь) и (с + й ). В случае равенства этих сумм константы не имеют размерности. Но это частный случай. В общем случае суммы не равны между собой и, следовательно, константы имеют размерность, а их численные значения будут изменяться с изменением выбора единиц измерения давления и концентрации. [c.26]

Из многочисленных других методов, основанных на измерении давления пара над раствором, содержащим нелетучие растворенные вещества [19, 35], по-видимому, только один применялся для изучения равновесия. В принципе, это психрометрический метод [11, 21. Каплю растворителя и каплю раствора помещают в сосуд, содержащий пар растворителя при давлении насыщения ро. Так как ро>р, то пар будет конденсироваться на капле раствора, вызывая повышение температуры, но на капле растворителя не будет происходить конденсации. Таким образом, две капли будут отличаться по температуре на величину ЛТ, которая пропорциональна разности давлений их паров. Величину АТ удобно определить с помощью термопары или пары термисторов, константу пропорциональности можно найти с помощью раствора, в котором поведение растворенного вещества известно. При изучении полимеризации амидов в бензоле Дэвис и Томас [11] использовали дифенил в качестве стандарта и предполагали, что все осмотические коэффициенты равны единице. Используя растворы с известной концентрацией дифенила, они откалибровали прибор так, что искомую величину 5i можно было получить прямо по разности сопротивлений термисторов (ср. гл. 16). [c.319]

Степень диссоциации, по Аррениусу, не может быть больше единицы и меньше нуля и не должна зависеть от метода ее определения. Однако опыты показали, что для многих электролитов при увеличении их концентрации степень диссоциации, найденная из данных измерения электропроводности, существенно отличается от ее значения при определении другими методами измерением электродвижущих сил, определением понижения температуры замерзания, осмотического давления растворов и т. д. Разница превышает возможные ошибки опыта, увеличивается по мере возрастания концентрации, а в области высоких концентраций степень диссоциации становится больше единицы. Такое значение степени диссоциации не может иметь того физического смысла, который следует из теории Аррениуса. Вычисляемые по теории Аррениуса константы диссоциации сильных электролитов резко изменяются с концентрацией, т.е. не являются константами. Вопреки предположениям Аррениуса о существовании в растворах равновесия между диссоциированными и недиссоциированными молекулами, даже в концентрированных растворах солей современными спектральными методами комбинационного рассеяния не удалось обнаружить линий и полос, которые можно было бы приписать недиссоциированным молекулам. [c.138]

Таким образом, при протекании в системе химической реакции (V.]) термодинамические условия равновесия в виде соотношений (У.Ю) — (У.17) позволяют определить равновесный состав системы. В свою очередь, константы равновесия К записывают различным образом через активности компонентов (Ка), через летучести (Кг), через парциальные давления (Кр), через концентрации, выраженные в различных единицах (Кс), или через мольные доли (Кх). Соотношение между этими величинами зависит от соотношения между различ1Гыми единицами измерения концентраций и от вида функций, связывающих летучести с давлениями или активности с концентрациями. Однако практические возможности расчета по уравнениям (У.9) — (У-13) очень ограничены, если речь идет о произвольных неидеальных системах. Не следует думать, что во всех случаях К-, — это некоторая небольшая поправка, которой в первом приближении можно пренебречь. Например, для диссоциации концентрированных кислот (типа Н2504 или Н3РО4) величина Кт изменяется на несколько порядков при переходе от концентрированных к разбавленным растворам. Вместе с тем для разбавленных растворов действительно Кс часто сохраняет почти постоянное значение и в этом случае /С-, играет роль поправочного множителя. [c.139]

Особенностью данной химической системы является то, что ни прямая, ни обратная реакции не могут дойти до конца, и в реакционной смес11 будут одновременно присутствовать все три вещества А, В VI С в определенвой пропорции. При изменении условий реакции, например температуры, концентрации реагентов начнут изменяться до тех пор, пока через некоторое время не установится новый постоянный состав реакционной смеси. Такое состояние системы реагирующих веществ, в котором концентрации их не меняются, называется состоянием химического равновесия, а концентрации реагентов в этом состоянии — равновесными. Равновесие характеризуется величиной константы равновесия, численное значение которой зависит от выбора единицы измерения концентрации. Для реакций в газовой фазе [c.193]

Если проводить все измерения не в массовых, а в мольных единицах, т. е. количества потоков О к L измерять в кмоль1ч и отно ительные концентрации распределяемого газового компонента У и X — в кмоль/кмоль, то уравнение (10.6) равновесия можно записать через константу равновесия [c.385]

Все термодинамические константы равновесия подсчитаны с учетом коэффициентов активности. Значения нормальных потенциалов полуэлемен-тов Ец обычно отнесены не к единице концентрации, а к единице активности. Величина pH, как известно, является отрицательным логарифмом активности, а не концентрации ионов водорода. Все методы измерения pH — электрометрический, индикаторный — дают не значения концентрации водородных ионов, а непосредственно указывают на активность водородных ионов. [c.20]

Непосредственное измерение активности растворенного электролита основано на изучении равновесий, в которых данное вещество участвует. Параметры этих равновесий — коэффициенты распределения, константы равновесия, э.д, с. гальванических цепей — определяют для разных концентраций. Затем эти данные экстраполируют до очень малых концектраций, при которых активность совпадает с концентрацией, а коэффициент активности обращается в единицу. [c.185]

Шух и др.) безразмерны. Если же для концентраций газа и жидкости приняты единицы различной размерности, то константа фазового равновесия размерна. Так, единица измерения константы Шрх будет Па (или внесистемные единицы бар, ат, мм рт. ст.) константы Шрс — м -Па/кмоль константы гпрс—м -Па/кг. Иногда в качестве констант равновесия пользуются величинами, обратными гПрс и Шрс и выраженными в кмоль/(м -Па) и кг/(м -Па). [c.17]

Для нахож денйя численного значения константы адсорбционного равновесия из экспериментальных Измерений адсорбции растворенных веществ наиболее надежные результаты дают два способа. По первому из них особенно детально измеряют начальный участок изотермы адсорбции при возможно более низких равновесных концентрациях раствора, когда для неионизированных молекул коэффициенты активности изотермы близки к единице [c.73]

Мазур и Овербек [М38], Кирквуд [К17), Шл гл [S13], Кобатаке [К25], Лоример с сотр. [L19] и Шпиглер [S90] применили законы термодинамики неравновесных процессов к процессу переноса в мембранах. Вывод Шпиглера особенно интересен. Он применил основное уравнение переноса (2.87) к простейшей молекулярной модели, представляющей твердую ионную среду (например, ионитовую мембрану) в равновесии с солевым раствором, и изобразил его графически, выразив константы L j через концентрации и коэффициенты трения Хц. Например, если индексы 1 и 3 соответствуют иону Na и воде, тогда коэффициент Х з измеряется силой трения между этими двумя компонентами. Применяя данные Деспика и Хиллса [DU], Шпиглер нашел, что для полиметакрилата натрия с 10%-ной сшивкой величина Xi3 получается такого же порядка, что и коэффициент трения хлористого натрия в водном растворе сравнимой концентрации. Это приводит к полезному упрощению раз коэффициент трения (фрикционной коэффициент) Xj3 может быть подсчитан из данных по самодиффузии для свободных растворов, то число независимых измерений, необходимых для характеристики системы, уменьшается на единицу. Дальнейшее упрощение может применяться для систем, содержащих только несколько одноименных ионов. Оно состоит в том, что коэффициент трения между одноименными ионами и противоионами равен нулю. [c.111]

Уравнение (1) справедливо для процессов с объемной предшествующей реакцией, а (2) — с поверхностной реакцией при адсорбции неактивной формы деполяризатора, подчиняющейся изотерме Лэнгмюра [17,20], в таких условиях, в которых достигнуто адсорбционное равновесие. В этих уравнениях Па — число электронов, участвующих в потенциалопределяющей стадии электрохимической реакции и эл — константы скорости переноса электронов при = О, отнесенные к объемной и поверхностной концентрациям деполяризатора соответственно м — потенциал максимальной адсорбции деполяризатора в данном растворе ро — коэффициент изотермы Лэнгмюра для адсорбции непротонированного деполяризатора при м Гоо — количество адсорбированного вещества на единице поверхности электрода при полном ее заполнении а — фактор уравнения Фрумкина, связывающего изменение адсорбируемости на электроде с его потенциалом ф /, — потенциал полуволны, измеренный относительно м > — коэффициент диффузии деполяризатора t — период капания капельного электрода ЬЬ 1 Ь —Ь) — измеряемая на опыте обратная величина наклона начального участка логарифмического графика поверхностной [c.116]

chem21.info

Концентрация единицы измерения — Справочник химика 21

Концентрация компонента в жидком и газообразном веществе

Измерение концентрации – специфический вид измерений в метрологии

Концентрация единицы — Справочник химика 21

Молярная концентрация Википедия

Массовая доля

Объёмная доля

Молярность (молярная объёмная концентрация)

Нормальная концентрация (молярная концентрация эквивалента, «нормальность»)

Мольная (молярная) доля

Моляльность (молярная весовая концентрация, моляльная концентрация)

Массовая концентрация (Титр)

Концентрация частиц

Весообъёмные (массо-объёмные) проценты

Другие способы выражения концентрации

Применимость способов выражения концентрации растворов, их свойства

Формулы перехода от одних выражений концентраций к другим

От массовой доли к молярности

От молярной концентрации к нормальной

От массовой доли к титру

От молярности к титру

От молярности к моляльности

От моляльности к мольной доле

Примечания

Единицы измерения концентрации радиоактивных веществ — реферат

Измерение концентрации. Измерения в химическом анализе. Концентрация. Правильность результатов химического анализа, страница 8

Единицы измерения концентрации и константы равновесия

Author: alexxlab

Добавить комментарий Отменить ответ

Рубрики