ความเข้มข้นของสารละลาย

2021-12-01 16:26:53

1. ระบบโมลาร์ (molarity หรือ molar concentration) ระบบนี้มีหน่วยพื้นฐานของปริมาณสารเป็นโมล (mole)  และของความเข้มข้นเป็นโมลาร์ (molar; M) โมลาร์จะบอกถึงจำนวนโมลของสารในสารละลาย 1 dm3 ซึ่งสามารถสรุปเป็นสูตรคำนวณได้ดังนี้ 
2. ระบบฟอร์มอล (formality หรือ formal concentration)  ระบบนี้มีหน่วยพื้นฐานของความเข้มข้นเป็นฟอร์มอล (formal; F)  ฟอร์มอลระบุจำนวนน้ำหนักสูตร (formula weight) ของตัวทำละลายนั้นในสารละลาย 1 dm3  ปัจจุบันไม่นิยมเรียกหน่วยนี้  แต่ใช้อย่างสับเปลี่ยนกันได้กับโมลาร์ และเรียกชื่อหน่วยว่าโมลาร์แทนฟอร์มอล  การคำนวณทำเช่นเดียวกับหน่วยโมลาร์ที่กล่าวแล้ว เพียงแต่ใช้น้ำหนักสูตรแทนน้ำหนักโมเลกุล
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 

   ขายสารเคมีคุณภาพ