ความเข้มข้นของสารละลาย
2021-04-23 14:27:20
ความเข้มข้นของสารละลาย
1. ระบบโมลาร์ (molarity หรือ molar concentration) ระบบนี้มีหน่วยพื้นฐานของปริมาณสารเป็นโมล (mole) และของความเข้มข้นเป็นโมลาร์ (molar; M) โมลาร์จะบอกถึงจำนวนโมลของสารในสารละลาย 1 dm3 ซึ่งสามารถสรุปเป็นสูตรคำนวณได้ดังนี้
3. ระบบนอร์มอล (normality หรือ normal concentration) ระบบนี้มีหน่วยพื้นฐานของปริมาณสารเป็นสมมูลย์ (equivalent; eq) และของความเข้มข้นเป็นนอร์มอล (normal; N) ความเข้มข้น 1 N หมายถึงสารละลายที่มี ตัวทำละลาย 1 eq ในปริมาตรสุทธิของสารละลาย 1 dm3 ความเข้มข้นในหน่วยนอร์มอลสามารถคำนวณได้ดังนี้
4. ระบบสัดส่วน ระบบนี้ระบุน้ำหนักหรือปริมาตรของตัวถูกละลายเทียบกับปริมาณ หรือปริมาตรทั้งหมด ของสารละลาย หรือสัดส่วนของตัวถูกละลายที่มีอยู่ในสารละลายนั่นเอง สัดส่วนที่ใช้มีหลายระดับตามความนิยม และความเหมาะสมของข้อมูล ดังนี้
4.1 เปอร์เซนต์ (%) สามารถระบุได้ 3 แบบ คือเปอร์เซนต์โดยน้ำหนัก เปอร์เซนต์โดยปริมาตร และ เปอร์เซนต์โดยน้ำหนักต่อปริมาตร แต่ละแบบคำนวณได้จากสมการต่อไปนี้
เปอร์เซนต์โดยน้ำหนัก (w/w) = (น้ำหนักตัวถูกละลาย / น้ำหนักสารละลาย) x 100
เปอร์เซนต์โดยปริมาตร (v/v) = (ปริมาตรตัวถูกละลาย / ปริมาตรสารละลาย) x 100
เปอร์เซนต์โดยน้ำหนักต่อปริมาตร (w/v) = (น้ำหนักตัวถูกละลาย (g) / ปริมาตรสารละลาย (cm3)) x 100
หน่วยของน้ำหนักและปริมาตรในกรณีของ % (w/w) และ % (v/v) ซึ่งไม่ระบุไว้ในสมการจะใช้หน่วยใดก็ได้ แต่ทั้งเศษและส่วนจะต้องเป็นหน่วยเดียวกัน ส่วน % (w/v) ใช้เฉพาะกรณีตัวทำละลายเป็นน้ำเท่านั้น หน่วยที่ใช้อาจต่างจากที่ระบุไว้ก็ได้ แต่สารละลาย 1 หน่วยปริมาตรที่ใช้จะต้องหนักเท่ากับหรือใกล้เคียง 1 หน่วยน้ำหนักที่ใช้ด้วย เช่น ถ้าใช้หน่วยปริมาตรของสารละลายเป็นลิตรจะต้องใช้หน่วยตัวถูกละลายเป็นกิโลกรัม เป็นต้น
4.2 เปอร์มิลส์ (? ) หรือส่วนในพันส่วน (parts per thousand ย่อ ppt) ระบุเช่นเดียวกับหน่วยเปอร์เซนต์ เพียงแต่เปลี่ยนตัวคูณในสมการทางขวามือเป็น 1000 นิยมใช้ บอกความเข้มข้นของไอโซโทปของธาตุ และใช้กับข้อมูลทางสมุทรศาสตร์
4.3 ส่วนในล้านส่วน (parts per million ย่อ ppm) ความเข้มข้นในหน่วยนี้ คำนวณได้จากสมการ
ppm = (น้ำหนักตัวถูกละลาย / น้ำหนักสารละลาย) x 106 หน่วยของน้ำหนักทั้งตัวถูกละลาย และสารละลายจะต้องเป็นหน่วยเดียวกัน ในกรณีที่ใช้น้ำเป็นตัวทำละลาย สามารถจคำนวณได้จาก
ppm = น้ำหนักตัวถูกละลาย (mg) / ปริมาตรสารละลาย (dm3)
หน่วยนี้นิยมใช้กับสารละลายที่มีความเข้มข้นต่ำ ๆ เช่น ความเข้มข้นของจุลธาตุอาหารในดิน ความเข้มข้นของ ออกซิเจนที่ละลายในน้ำ เป็นต้น
4.4 ส่วนในพันล้านส่วน (parts per billion ย่อ ppb) ระบุหรือคำนวณในทำนองเดียวกับหน่วย ppm เพียงแต่เปลี่ยนตัวเลขที่ใช้คูณจาก 106 เป็น 109 ในระบบอเมริกัน หรือ 1012 ในระบบอังกฤษ
หน่วยในระบบสัดส่วนอาจทำให้ผู้อ่านข้อมูลสับสนได้ง่าย จากความไม่ชัดเจนอันเนื่องมาจากแต่ละหน่วย สามารถระบุได้มากกว่า 1 แบบ ดังนั้นการใช้หน่วยนี้จะต้องคำนึงถึงความนิยม หรือใช้เมื่อเป็นที่ยอมรับและ เข้าใจกันดีอยู่แล้ว หน่วย ppm ควรใช้หน่วยอื่นที่มีความหมายชัดเจนกว่า เช่น mg/kg, mg/dm3 g/m3, ug/g, ug/cm3 หรือ mm3/dm3 เป็นต้น และในทำนองเดียวกับหน่วย ppb ในระบบอเมริกัน ควรใช้ ug/kg, ug/dm3, mg/m3 หรือ mm3/m3 เป็นต้น