Koncentration och densitet är båda indikatorerna för en "mängd ämne". De huvudskillnad mellan koncentration och densitet är det koncentration avser hur mycket av ett ämne som finns i en blandning, medan densitet avser massan av ett ämne per volymenhet.
Koncentration avser hur mycket av ett ämne som finns i en blandning. Typiskt uttrycks detta i termer av volymen av blandningen. Till exempel,
Masskoncentration anger hur mycket massa ett ämne redovisar i en volym av en blandning. Detta kan erhållas genom att substansens massa divideras med den totala volymen av blandningen. Om du till exempel löser upp 5,00 g rent bordsalt (NaCl) i vatten för att få en saltlösning på 100 cm3, sedan koncentration av salt i lösningen är 5o,0 kg m-3. I kemiexperiment uttrycks vanligen uttrycken i g cm-3.
Molär koncentration anger antalet mol av ämnet per volymandel i blandningen. Till exempel, låt oss ta saltlösningen som beskrivits ovan. En mol NaCl har en massa av 58,5 g. Detta innebär att för ovanstående lösning bör det finnas 855 mol per 1 m3 av lösningen. Därför kan koncentrationen beskrivas som 855 mol m-3. Typiskt använder kemiker enheter av mol dm-3 speciellt när man diskuterar koncentrationer av gaser. Moles per liter ges ofta med en symbol M. En 2 M lösning av HCl har 2 mol HCl upplöst i 1 liter av lösningen.
Volymkoncentration ger hur mycket av lösningens volym som upptas av ämnet. Detta kan uttryckas som en procentandel. Procentandel används också för att uttrycka hur mycket av massa av en lösning står för ämnet. Till exempel har en 1% glukoslösning 1 g glukos upplöst i 99 g vatten.
Ofta ges också koncentrationer som delar per miljon (ppm) eller delar per miljard (ppb). Dessa typer av mätningar indikerar hur många molekyler av ett ämne som är närvarande per en miljon / en miljard molekyler av blandningen. Exempelvis visar grafen nedan hur koncentrationen av koldioxid i vår atmosfär har ökat under de senaste decennierna:
Variationen av koldioxid i atmosfären, med koncentrationen i delar per miljon visad i y-axeln och året som visas i x-axeln
Orden koncentrerad och utspädd används ofta för att indikera de relativa koncentrationerna av en lösning. Här, koncentrerad refererar till en högre koncentration medan utspädd avser en lägre koncentration.
Barn utgör ofta varandra gåtan: "Vad är tyngre? ett pund av järn eller ett pund av fjädrar?"De båda väger detsamma, förstås! Men intuitivt kan vi känna att järn bör vara tyngre. Detta beror på att vi ofta bildar och jämför liknande volymer av järn och fjädrar i våra sinnen. Eftersom järn är tätare, vi känner som om det borde väga mer.
Tätheten av ett ämne avser dess massa per volymandel. En kubikmeter järn har klart mer massa än en kubikmeter fjädrar. Järn har en densitet på ca 7900 kg m-3 vid rumstemperatur medan vatten har en densitet av ca 1000 kg m-3. Fjädrar har en densitet på ca 2,5 kg m-3 [1]. Densitet är ett viktigt begrepp för flotation. Ett material kommer att sjunka i en vätska om den har en densitet större än den hos vätskan. Vattnet i Döda havet är så tät, att en person helt enkelt kan flyta på den.
En man som flyter på Döda havet
Koncentration mäter hur mycket av ett ämne som finns i en blandning.
Densitet mäter massan av ett material per volymens volym.
Koncentration av reaktanter är en viktig faktor vid bestämning av hastigheterna för kemiska reaktioner. Koncentrationen är emellertid en mindre viktig faktor när substanser interagerar fysiskt, utan att genomgå kemiska reaktioner.
De densitet av reaktanter (som inte varierar om temperaturen och trycket är desamma) är mindre viktiga vid bestämning av reaktionshastigheter. Täthet är dock en viktig faktor i fysiska interaktioner där kemiska bindningar inte bryts.
Det är ingen mening att tala om koncentration när det inte finns några blandningar. Det är till exempel inte meningsfullt att prata om koncentrationen av ett element.
Densitet är en egenskap som kan användas för att karakterisera något ämne.
referenser
Image Courtesy
"Ett diagram som visar CO2 nivåer från 1958 till 2009, mätt på Mauna Loa, Hawaii .... "av Hanno (Graf ritad av Hanno med data publicerad på webben av P. Tans (2007) som" Månadlig atmosfärisk koldioxid vid Mauna Loa Observatory, Hawaii ". Global Monitoring Division, Earth System Research Laboratory, National Oceanic and Atmospheric Administration, USA: s handelsdepartement, USA) [Public Domain], via Wikimedia Commons
"En man som läser en tidning i Dead Seat", författare okänd (Uppladdad till: av Pete, den 14 maj 2005) [CC BY-SA 3.0], via Wikimedia Commons