सान्द्रता

रसायन विज्ञान में, सान्द्रता, विलयन की कुल मात्रा से विभाजित एक घटक की प्रचुरता है। कई प्रकार के गणितीय विवरण जैसे द्रव्यमान सान्द्रता, मोलर सान्द्रता, संख्या सान्द्रता, और मात्रा सान्द्रता आदि को प्रतिष्ठित किया जा सकता है। सान्द्रता किसी भी प्रकार के रासायनिक विलयन को संदर्भित कर सकती है, परंतु यह प्रायः विलेय और विलायक से निर्मित विलयनों को संदर्भित करती है। मोलर राशि की सांद्रता के विभिन्न प्रकार होते हैं, जैसे सामान्य सांद्रण और परासरणी सांद्रण।

व्युत्पत्ति
सान्द्रता शब्द फ्रेंच भाषा के कॉन्संट्रेट शब्द से निर्मित हुआ है, जिसका अर्थ है "केंद्र में रखना"।

गुणात्मक वर्णन
सामान्यतः अनौपचारिक, गैर-तकनीकी भाषा में, सान्द्रता को गुणात्मक विधि के द्वारा अपेक्षाकृत कम सान्द्रता के विलयन के लिए 'तनु' और अपेक्षाकृत उच्च सान्द्रता के विलयन के लिए 'सांद्रित' जैसे विशेषणों के उपयोग के माध्यम से वर्णित किया जाता है। एक विलयन को सांद्रित करने के लिए, अधिक विलेय मिलाना चाहिए, या विलायक की मात्रा को कम करना चाहिए। इसके विपरीत, एक विलयन को तनूकृत करने के लिए, अधिक विलायक मिलाना चाहिए, या विलेय की मात्रा कम करनी चाहिए। जब तक दो पदार्थ विलयनीय नहीं होते हैं, तब तक एक ऐसी सांद्रता उपस्थित होती है जिस पर कोई भी विलेय किसी विलयन में नहीं घुलता है। इस बिंदु पर विलयन को संतृप्त विलयन कहा जाता है। यदि संतृप्त विलयन में अतिरिक्त विलेय मिलाया जाता है, तो यह कुछ विशेष परिस्थितियों जैसे अतिसंतृप्ति को छोड़कर, यह विलयन कभी भी भंग नहीं होगा। इसके अतिरिक्त, इनमे प्रावस्था वियोजन होगा, जिससे इनमे सह-अस्तित्व वाले चरण उत्पन्न होंगे,जिसमे ये या तो पूरी तरह से अलग हो जाएंगे या निलंबन के रूप में मिश्रित होंगे। संतृप्ति का बिंदु कई चरों जैसे परिवेश का तापमान और विलायक और विलेय की सटीक रासायनिक प्रकृति पर निर्भर करता है।

सांद्रता को प्रायः स्तर कहा जाता है, जो आरेख के ऊर्ध्वाधर अक्ष पर स्तरों की मानसिक प्रारूप को दर्शाता है, यह उच्च या निम्न हो सकता है उदाहरण के लिए, "बिलीरुबिन के उच्च सीरम स्तर" रक्त सीरम में बिलीरुबिन की सांद्रता हैं जो सामान्य से अधिक हैं।

मात्रात्मक संकेतन
चार मात्राएँ हैं जो सान्द्रता का वर्णन करती हैं:

द्रव्यमान सान्द्रता
द्रव्यमान की सांद्रता $$\rho_i$$ एक घटक के द्रव्यमान $$m_i$$ के रूप में परिभाषित किया गया है जो विलयन की मात्रा $$V$$से विभाजित है


 * $$\rho_i = \frac {m_i}{V}.$$

इसकी एसआइ इकाई किलो/मीटर3 है (g/L के समान)।

मोलर सांद्रता
मोलर सान्द्रता $$c_i$$ एक घटक के पदार्थ की मात्रा $$n_i$$ (मोल्स में) के रूप में परिभाषित किया गया है जो विलयन की मात्रा $$V$$ से विभाजित है :


 * $$c_i = \frac {n_i}{V}.$$

एसआई इकाई मोल / मी 3 है यद्यपि, अधिक सामान्य इकाई mol/L (= mol/dm3) का उपयोग किया जाता है।

संख्या सान्द्रता
संख्या सान्द्रता $$C_i$$ एक घटक की संस्थाओं की संख्या $$N_i$$ के रूप में परिभाषित किया गया है जो विलयन की मात्रा $$V$$ से विभाजित है


 * $$C_i = \frac{N_i}{V}.$$

एसआई इकाई 1/m 3 है।

आयतन सान्द्रता
आयतन सान्द्रता $$\sigma_i$$ (आयतन अंश के साथ भ्रमित न हों ) को एक घटक के आयतन $$V_i$$ के रूप में परिभाषित किया गया है जो विलयन की मात्रा $$V$$ से विभाजित है


 * $$\sigma_i = \frac {V_i}{V}.$$

आयाम रहित होने के कारण, इसे एक संख्या के रूप में व्यक्त किया जाता है, उदाहरण के लिए, 0.18 या 18%; इसकी इकाई 1 है।

ऐसा लगता है कि इसके लिए अंग्रेजी साहित्य में कोई मानक संकेतन नहीं है।

यहाँ उपयोग किया गया अक्षर $$\sigma_i$$ जर्मन साहित्य से लिया गया है।

संबंधित मात्रा
विलयन की संरचना का वर्णन करने के लिए कई अन्य मात्राओं का उपयोग किया जा सकता है। ध्यान दें कि इन्हें सांद्रता नहीं कहा जाना चाहिए।

प्रसामान्यता
प्रसामान्यता को मोलर सान्द्रता $$c_i$$ जिसे एक समतुल्य कारक $$f_\mathrm{eq}$$ द्वारा विभाजित किया गया है, के रूप में परिभाषित किया गया है चूंकि तुल्यता कारक की परिभाषा जिस प्रतिक्रिया का अध्ययन किया जा रहा है उसके संदर्भ पर निर्भर करती है, इंटरनेशनल यूनियन ऑफ प्योर एंड एप्लाइड केमिस्ट्री और नेशनल इंस्टीट्यूट ऑफ स्टैंडर्ड एंड टेक्नोलॉजी सामान्यता के उपयोग को हतोत्साहित करते हैं।

मोललता
मोलरता से भ्रमित न हों।

किसी विलयन की मोललता $$b_i$$ एक घटक की राशि $$n_i$$ (मोल्स में) के रूप में परिभाषित किया गया है जिसे विलायक के द्रव्यमान $$m_\mathrm{solvent}$$ से विभाजित किया जाता है।


 * $$b_i = \frac{n_i}{m_\mathrm{solvent}}.$$

मोलिटी के लिए SI इकाई मोल/किग्रा है।

मोल अंश
मोल अंश $$x_i$$ एक घटक की राशि $$n_i$$ (मोल्स में) के रूप में परिभाषित किया गया है जिसे विलयन में सभी घटकों की कुल मात्रा $$n_\mathrm{tot}$$ से विभाजित किया जाता है :


 * $$x_i = \frac {n_i}{n_\mathrm{tot}}.$$

इसकी एसआई इकाई मोल/मोल है। यद्यपि, पदावनत भागों-प्रति संकेतन का उपयोग प्रायः छोटे मोल अंशों का वर्णन करने के लिए किया जाता है।

मोल अनुपात
मोल अनुपात $$r_i$$ एक घटक की राशि $$n_i$$ के रूप में परिभाषित किया गया है जिसे विलयन में अन्य सभी घटकों की कुल मात्रा से विभाजित किया जाता है:


 * $$r_i = \frac{n_i}{n_\mathrm{tot}-n_i}.$$

अगर $$n_i$$, $$n_\mathrm{tot}$$से बहुत छोटा है, मोल अनुपात मोल अंश के लगभग समान है।

इसकी एसआई इकाई मोल/मोल है। यद्यपि, पदावनत भागों-प्रति संकेतन का उपयोग प्रायः छोटे मोल अनुपातों का वर्णन करने के लिए किया जाता है।

द्रव्यमान अंश
द्रव्यमान अंश $$w_i$$ द्रव्यमान $$m_i$$ वाले एक पदार्थ का अंश है जिसे कुल विलयन के द्रव्यमान $$m_\mathrm{tot}$$ के लिए,


 * $$w_i = \frac {m_i}{m_\mathrm{tot}}.$$ के रूप में परिभाषित किया जाता है :

इसकी एसआई इकाई किग्रा/किग्रा है। यद्यपि, पदावनत भागों-प्रति संकेतन का उपयोग प्रायः छोटे द्रव्यमान अंशों का वर्णन करने के लिए किया जाता है।

द्रव्यमान अनुपात
द्रव्यमान अनुपात $$\zeta_i$$ एक घटक के द्रव्यमान $$m_i$$ के रूप में परिभाषित किया गया है जिसे विलयन में अन्य सभी घटकों के कुल द्रव्यमान से विभाजित किया जाता है :


 * $$\zeta_i = \frac{m_i}{m_\mathrm{tot}-m_i}.$$

अगर $$m_i$$, $$m_\mathrm{tot}$$से बहुत छोटा है तों द्रव्यमान अनुपात द्रव्यमान अंश के लगभग समान होगा।

इसकी एसआई इकाई किग्रा/किग्रा है। यद्यपि, पदावनत भागों-प्रति संकेतन का उपयोग प्रायः छोटे द्रव्यमान अनुपातों का वर्णन करने के लिए किया जाता है।

मात्रा और तापमान पर निर्भरता
मुख्य रूप से तापीय विस्तार के कारण, सान्द्रता तापमान के साथ विलयन की मात्रा की भिन्नता पर निर्भर करती है।