5.2 Formel og aktuel koncentration

Når et salt opløses i vand, findes der ikke længere hele formelenheder af saltet i opløsningen, fordi ionerne har sluppet hinanden. Derfor er der brug for to slags koncentration.

Når et salt opløses

I vand slipper ionerne i et salt iongitteret fra afsnit 2.3 og fordeler sig hver for sig mellem vandmolekylerne. Det skrives som et reaktionsskema, hvor (s) betyder fast stof og (aq) betyder opløst i vand.

NaCl(s) → Na⁺(aq) + Cl⁻(aq)

I dette afsnit ser vi kun på salte, der opløses helt i vand.

To slags koncentration

Den formelle koncentration er den koncentration, man regner sig frem til ud fra den mængde stof, der er hældt i. Det er den koncentration, du beregnede i afsnit 5.1. Den følger stoffets formel og skrives c(NaCl).

Den aktuelle koncentration er koncentrationen af de partikler, der faktisk findes i opløsningen. Den skrives med kantede parenteser om partiklens formel, så den aktuelle koncentration af natriumioner skrives [Na⁺].

For natriumchlorid giver én formelenhed én natriumion og én chloridion. Er den formelle koncentration 0,10 M, er de aktuelle koncentrationer derfor:

[Na⁺] = 0,10 M og [Cl⁻] = 0,10 M

Der er ingen hele formelenheder af NaCl tilbage i opløsningen, og den aktuelle koncentration af NaCl er derfor 0 M.

Tallet foran ionen

Calciumchlorid, CaCl₂, indeholder to chloridioner for hver calciumion.

CaCl₂(s) → Ca²⁺(aq) + 2 Cl⁻(aq)

Figur 1: Hver formelenhed calciumchlorid giver én calciumion og to chloridioner.

Koefficienterne i reaktionsskemaet viser, hvor mange ioner hver formelenhed giver. Den aktuelle koncentration af en ion er derfor tallet foran ionen ganget med saltets formelle koncentration.

Formel koncentration	Aktuelle koncentrationer
c(NaCl) = 0,10 M	[Na⁺] = 0,10 M og [Cl⁻] = 0,10 M
c(CaCl₂) = 0,10 M	[Ca²⁺] = 0,10 M og [Cl⁻] = 0,20 M
c(Na₂SO₄) = 0,10 M	[Na⁺] = 0,20 M og [SO₄²⁻] = 0,10 M

Eksempel: aluminiumsulfat

En opløsning af aluminiumsulfat har den formelle koncentration 0,050 M. Hvad er de aktuelle koncentrationer af ionerne?

Reaktionsskema

Al₂(SO₄)₃(s) → 2 Al³⁺(aq) + 3 SO₄²⁻(aq)

Beregning

\[ [\mathrm{Al^{3+}}] = 2 \cdot 0{,}050\ \mathrm{M} = 0{,}10\ \mathrm{M} \]

\[ [\mathrm{SO_4^{2-}}] = 3 \cdot 0{,}050\ \mathrm{M} = 0{,}15\ \mathrm{M} \]

Konklusion

Den aktuelle koncentration er 0,10 M for aluminiumioner og 0,15 M for sulfat.

Stoffer, der ikke deler sig

Sukker er et molekyle og ikke et salt. Når sukker opløses i vand, fordeler de hele molekyler sig i vandet, men de går ikke i stykker. For sukker er den aktuelle koncentration derfor den samme som den formelle.

Kort sagt

Når et salt opløses, slipper ionerne hinanden.
Den formelle koncentration, c(salt), er regnet ud fra det, der er hældt i.
Den aktuelle koncentration, skrevet med kantede parenteser, er koncentrationen af de partikler, der faktisk er i opløsningen.
En ions aktuelle koncentration er tallet foran ionen i reaktionsskemaet ganget med saltets formelle koncentration.

Prøv selv: Formel og aktuel koncentration: opløs forskellige salte.

Se alle opgaver til emnet “Formel og aktuel koncentration” (5.2)