Volumenkonzentration


Volumenkonzentration

Die Volumenkonzentration (Formelzeichen: σ) ist eine Gehaltsangabe für Mischphasen, zumeist von Lösungen. Sie gehört zu den Gehaltsangaben und ist definiert als der Quotient aus dem Volumen einer Komponente und dem Gesamtvolumen der Mischphase. Für die Volumenkonzentration eines gelösten Stoffes in einer Lösung gilt also:

$ \sigma(\text{Komponente}) = \frac{V(\text{Komponente})}{V(\mathrm{L\ddot osung})} $

Da sich die Einheiten durch den Bruch wegkürzen, ist die Volumenkonzentration dimensionslos. Sie kann Werte zwischen 0 und 1 annehmen. Sie wird zumeist in Prozent angegeben, indem die Konzentration mit 100 % multipliziert wird.

$ \sigma_\% (\text{Komponente}) = 100 % \cdot \sigma (\text{Komponente}) $

Abgrenzung von Volumenanteil

Die Volumenkonzentration ist deutlich von der Gehaltsangabe Volumenanteil zu unterscheiden. Erstere soll vorgezogen werden, da sie die Volumenkontraktion bzw. die Volumendilatation beim Lösen mit berücksichtigt. Beide Gehaltsgrößen sind dimensionslos, so dass sich die Angabe Volumenprozent auf beide Gehaltsgrößen beziehen kann. Je geringer die Volumenkontraktion bzw. Volumendilatation beim Lösen ausfällt, desto geringer ist der numerische Unterschied zwischen beiden Größen. Da solche Volumenveränderungen beim Lösen meist gering ausfallen, wird häufig nicht zwischen beiden Größen unterschieden.

Anders bei granularen Gemischen, bei großem Korngrößenunterschied: So mischen sich etwa ein Kubikmeter grober Kies und ein Kubikmeter Sand zu unter eineinhalb Kubikmeter Gemenge, weil der Sand die freien Volumina der Kiesschüttung anfüllt.

Verwendung

Die Volumenkonzentration wird verwendet, wenn die zu lösende Komponente flüssig vorliegt. Ein prominentes Beispiel für die Verwendung von Volumenkonzentration ist die Gehaltsangabe auf Etiketten alkoholhaltiger Getränke. Steht auf einem Etikett einer Bierflasche beispielsweise die Angabe „alc. 4,9 % vol.“, so bedeutet dies, dass die Volumenkonzentration an Ethanol 4,9 % beträgt. In 100 ml Bier sind damit 4,9 ml reines Ethanol enthalten.

Siehe auch