ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Микроконцентрации элементов в природе и технике из "Катализ в аналитической химии" В этой книге очень часто будет употребляться слово концентрация . Поэтому прежде всего познакомимся со смыслом этого понятия и со способами его выражения. [c.5] Под концентрацией понимают количество данного вещества в единице объема. Единицей объема может служить литр или миллилитр первая величина очень близка к кубическому дециметру, вторая — к кубическому сантиметру. Как с той, так и с другой мерой объема мы часто встречаемся в повседневной жизни, и вряд ли есть смысл более подроб- но характеризовать эти объемы. Полезно вспомнить, что 1 л воды при 4° С весит точно 1 кг, а 1 мл воды при той же температуре весит 1 г. [c.5] Количество вещества в единице объема (литре или миллилитре) можно выразить по-разному обычно его выражают в весовых единицах. В качестве таковых можно выбрать грамм, миллиграмм, микрограмм, или мкг (одна миллионная доля грамма), нанограмм, или нг (одна миллиардная доля грамма), и, наконец, пикограмм, или пг (одна трилли-онная доля грамма). Нетрудно видеть, что приведенные здесь соседние единицы веса меньше одна другой в тысячу раз. [c.5] Очень большие числа удобнёе записывать как 10 в такой-то степени. Например, 1000000 можно записать как 10 или 0,000001 — как 10 . Этим способом нанограмм записывается как 10 г. [c.5] Иногда пользуются процентным выражением концентрации (в частях на 100 частей), ppm (в частях на миллион частей) и ppb (в частях на миллиард частей). В случае водных расторов переход от данного способа выражения концентраций к выражению в весовых частях на единицу объема не представляет никаких затруднений благодаря простоте соотношения между объемом и весом воды. [c.6] Из табл. I видно, что микроконцентрации удобно выражать в частях на миллион частей (от 0,1 до 100), а ультрамикроконцентрации — в частях на миллиард частей субмикроконцентрации, очевидно, будут находиться в пределах нескольких частей на триллион частей. [c.6] Легко показать, что переход от молярности к весовому способу выражения концентраций и наоборот осуществляется очень легко число граммов в литре = молярности х X молекулярный вес. [c.7] Если учесть, что у большинства обычных веществ атомный или молекулярный вес колеблется в пределах от 10 до 250 (из простых веществ исключение составляют только водород, гелий и литий, а из сложных лишь некоторые комплексные и органические соединения), то для примерного сопоставления весовой и молекулярной шкалы концентраций можно выбрать некий средний молекулярный вес, равный 100. [c.7] Тогда из приведенного выше соотношения следует, что молярность в среднем (с колебаниями до одного порядка величины) равна одной сотой части весовой концентрации, выраженной в граммах на литр. Какое соотношение концентраций получается в этом случае, видно из табл. 2. [c.7] Мы видим, 4x0 число молекул в еДиниЦе объема всегда составляет огромную величину. Даже в одной капле ( /ао оно измеряется десятками биллионов и триллионами в случае ультрамикроконцентраций. [c.8] Интересно напомнить, что в I мл воды содержится примерно 3-10 молекул воды. Следовательно, при микроконцентрациях одна молекула вещества приходится на 3 10 — 5-10 молекул воды, при ультрамикрокондент-рациях этот диапазон составляет 5-10 — 5- и при субмикроконцентрациях — 5-10 — 5 10 . Как видно, одна молекула примеси даже в случае микроконцентрации оказывается затерянной среди миллионов молекул что уже напоминает иголку в стогу сена. [c.8] Для обозначения очень малых концентраций веществ в литературе иногда пользуются термином следы . Однако из-за его неточности и существующего произвола в его определении мы этот термин употреблять не будем. [c.8] На первый взгляд может показаться, что общее количество каждого из этих элементов в морской воде очень мало. Между тем если учесть, что вес воды Мирового океана составляет 1,4- 10 /п, то весовое количество (в т) элементов в Мировом океане оказывается весьма значительным, а именно брома — 92-10 , бора — 7-10 , фтора—1,4-10 , рубидия — 2,8-10 , лития — 2,1-10 . Иными словами, содержание в водах океана таких, казалось бы, редких элементов, как рубидий и литий, исчисляется сотнями миллиардов тонн. [c.9] Для сравнения мы можем привести данные о среднем содержании (в мг1кг) некоторых из этих элементов в почвах В — 50, —50, Вг—10. Как видим, содержание этих элементов в воде и почве близко, однакп использование воды для извлечения этих элементов иногда может быть более целесообразным, так как сам процесс выделения элементов из раствора (воды морей и океанов) намного проще, чем из твердых пород. [c.9] Наконец, в субмикроконцентрациях находятся в природных водах уран, серебро, золото, ртуть. Тем не менее их общее содержание там достигает десятков и сотен миллионов тонн. [c.9] Можно думать, что в будущем будут найдены эффективные и экономичные способы извлечения ценных элементов из вод морей и океанов, будет создана промышлен-1 ность совершенно нового типа, построенная на новых принципах концентрирования и извлечения элементов. [c.9] Естественно, при определении столь низких концентраций элементов исследователь встречается с огромными трудностями ведь речь идет об обнаружении одного атома или молекулы среди триллионов молекул воды и биллионов атомов или молекул других веществ. Не приходится удивляться поэтому, что за последние 50 лет оценки содержания в мировой воде таких элементов, как золото или уран, изменялись в десятки и даже в сотни раз. [c.10] Вернуться к основной статье