Konzentrationsgrößen

Konzentrationsgrößen beschreiben die Menge eines gelösten Stoffes im Verhältnis zu Lösungsmittel oder zur gesamten Lösung. Sie dienen der Quantifizierung von Lösungsszusammensetzungen, der Vorbereitung von Lösungen, der Durchführung von Reaktionen und der analytischen Bewertung. Zu den wichtigsten Größen gehören Stoffmengenkonzentrationen, Massenkonzentrationen und relative Konzentrationen wie Mole- und Masseanteil.

Stoffmengenkonzentration, auch Molarität genannt, wird als M = n_solute / V_solution angegeben, wobei n die Stoffmenge in Mol und V das Volumen der Lösung in Litern ist. Die Einheit ist Mol pro Liter (mol/L). Molalität m bezieht sich auf das Lösungsmittel und ist definiert als m = n_solute / m_solvent (mol/kg). Normalität N bezeichnet die Anzahl der Äquivalente pro Liter Lösung und hängt vom Reaktionsäquivalent ab.

Massenkonzentration c beschreibt die Masse des gelösten Stoffes pro Volumen der Lösung, c = m_solute / V_solution (g/L). Molenbruch x_i ist das Verhältnis der Stoffmenge eines Bestandteils zur Gesamtstoffmenge: x_i = n_i / Σ n_j. Massenanteil w_i ist der Anteil der Masse eines Bestandteils an der Gesamtmasse: w_i = m_i / m_total × 100 %.

Weitere Größen wie Dichte ρ und Größen wie ppm oder ppb (Teile pro Million bzw. Milliarde) werden oft verwendet, insbesondere bei Umwelt- und Lebensmittelforschung. ppm entspricht typischerweise mg/L in wässrigen Lösungen, kann aber je nachReferenzmaterial variieren.

Bestimmung erfolgt durch Titrationen, Spektroskopie, elektrochemische Methoden oder gravimetrische Verfahren. Die Wahl der Konzentrationsgröße hängt von Anwendung, Messmethode und Genauigkeitsanforderungen ab.