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Konzentrationsgrößen

2.7
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Chemische Konzentrationsgrößen und ihre Umrechnung

1. Stoffmengenkonzentration
Die Stoffmengenkonzentration eines Stoffes B in einer Lösung der Quotient aus der Stoffmenge des Stoffes B und dem Volumen der Lösung Lg. Die entsprechende SI- Einheit ist 1 mol/m³. Weiterhin sind mol/l, mol/dm³, mmol/l, μmol/ml, kmol/m³ zulässig. Eine Lösung mit der Stoffmengenkonzentration von 1mol/l wird auch als 1 molar (abgekürzt 1 M) bezeichnet.

cB = nB / vLg

2. Äquivalentkonzentration
Die Äquivalentkonzentration, auch Normalität genannt, eines Stoffes B in einer Lösung ist definiert als der Quotient aus der Soffmenge der Äquivalent (Die Anzahl der Äquivalente ist durch die stöchiometrische Wertigkeit eines Moleküls z gegeben) und dem Volumen der Lösung. Es gelten die selben Einheiten wie bei der Stoffmengenkonzentration.
Eine Lösung der Äquivalentkonzentration cÄ,B von 1 mol/l wird als 1 normal (kurz 1 N) bezeichnet.

cÄ, B = nÄ, B / vLg = cB * z = (nB * z) / vLg

3. Molalität
Die Molalität eines Stoffes B in einer Lösung ist definiert als der Quotient aus der Stoffmenge des Stoffes B und der Masse des Lösungsmittels Lm. Die daraus resultierende gültige SI- Einheit ist 1 mol/kg.
Eine Lösung der Molalität cm, B = 1 mol/kg wird auch als 1 molal bezeichnet.

cm, B = nB / mLm

4. Massenkonzentration
Die Massenkonzentration eines Stoffes B in einer Lösung ist definiert als der Quotient aus der Masse des Stoffes B und dem Volumen der Lösung.
Die SI- Einheit ist 1 kg/m³. Weiterhin sind folgende Einheiten zulässig: g/l, mg/ml, mg/l, g/cm³, μg/ml. Nicht zulässig sind Verhältniseinheiten wie %, ‰,, ppm und ppb sowie mg-% bzw. g-% (=g/100ml)

ρB = mB / vLg

5. Volumenkonzentration
Die Volumenkonzentration eines Stoffes B in einer Mischphase ist definiert als der Quotient aus dem Volumen des Stoffes B und dem Gesamtvolumen der Mischphase.
Die zugehörige SI- Einheit ist m³/m³. Weiterhin zulässig sind l/l, l/m³, cm³/l sowie l/hl.

σB = vB / vges

6. Stoffmengenanteil
Der Stoffmengenanteil (auch Molenbruch genannt) eines Stoffes B in einer Mischphase ist definiert als der Quotient aus der Stoffmenge des Stoffes B und der Summe der Stoffmengen alles Komponenten der Mischphase.
Die SI- Einheit ist mol/mol, wobei auch mmol/mol, mol/kmol, %, ‰, ppm und ppb zulässig sind.

χB = nB / Σ ni

7. Masseanteil
Der Massenanteil (auch Massenbruch genannt) eines Stoffes B in einer Mischphase ist definiert als Quotient aus der Masse des Stoffes B und der Summe der Massen aller Komponenten der Mischphase.
Die zugehörige SI- Einheit ist kg/kg, wobei g/kg, mg/g, mg/kg, g/g, %, ‰, ppm und ppb ebenfalls zulässig sind.

wB = mB / Σ mi

8. Volumenanteil
Der Volumenanteil (auch Volumenbruch genannt) eines Stoffes B in einer Mischphase ist Definiert als der Quotient aus dem Volumen des Stoffes B und der Summe der Volumina aller Komponenten der Mischphase.
Die SI- Einheit ist m³/m³. Weiterhin zulässig sind: l/l, l/m³, cm³/l, ml/l, %, ‰, ppm und ppb.

φB = vB / Σ vi

Umrechnung von Konzentrationsgrößen

ρ = Dichte der Lösung; alle Größen in kohärenten SI- Einheiten
 cBcm, BρBχBwB
cB = cB( cm, B * ρ) / (1+ cm, B * MB)ρB/MB(xB * ρ) / (Σ χi * Mi)(wB * ρ)/MB
cn, B =cB/ (ρ - cB*MB)cm, BρB/ (MB(ρ - ρB))χB/ (χLm * MLm)wB/ (wLm * MB)
ρB =cB * MB(cm, B * MB * ρ) / (1 + cm, B * MB)ρBB * MB * ρ) / Σ χi * Mi)wB * ρ
χB =(cB * MLm) / (ρ + cB(MLm - MB))(cm, B * MLm) / (1 + cm, B * MLm))B * MLm) / (ρB * MLm + MB * (ρ - ρB))χBwB / ( MB * Σ (wi / Mi))
wB =(cB * MB) / ρ(cm, B * MB) / ( 1 + cm, B* MB)ρB / ρB * MB) / (Σ χi * Mi)wB

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