Unterschiede zwischen Konzentration und Dichte
Dichte sowie Konzentration stellen zwei wichtige Größen in verschiedenen Bereichen der Naturwissenschaft dar. Beide Begriffe beschreiben zwar die Menge von Stoffen, jedoch auf unterschiedliche Weise. Während die Dichte die Masse eines Stoffes in einer festgelegten Volumeneinheit angibt, so gibt die Konzentration die Menge eines Stoffes in einem Gemisch an.
Inhalt
Dichte als Masse-Volumenverhältnis alle Elemente
Wie bereits beschrieben, gibt die Dichte die Masse pro Volumeneinheit an. Sie ist ein wichtiges Stoffmerkmal in vielen naturwissenschaftlichen Bereichen wie Chemie, Physik oder Materialwissenschaften. Mithilfe der Dichte können wichtige Aussagen über die Flotation von Stoffen getroffen werden, sprich das Auftriebsverhalten untereinander.
Ein Fluid oder ein Feststoff mit geringerer Dichte wird stets von einem zweiten Fluid mit höherer Dichte an die Oberfläche getrieben. Als Beispiel treiben Öl (Dichte von 800 kg/m³) oder Holz (Dichte von ca. 600 kg/m³) auf Wasser (Dichte von 1000 kg/m³). Die Bestimmung der Dichte eines Stoffes ist dabei nicht immer einfach. Bei homogenen Schüttgütern oder Fluiden ist die Bestimmung über eine festgelegte Volumeneinheit und die Bestimmung der Masse mithilfe einer Waage noch relativ einfach zu realisieren.
Oftmals kommen hier sogenannte Dichtewaagen zum Einsatz, welche nach dem archimedischen Prinzip die Dichte bestimmen können. Bei inhomogenen Fluidgemischen oder Feststoffen mit Einschlüssen ist dies jedoch nicht mehr so einfach, da es hier räumlich unterschiedliche Dichteverhältnisse gibt, welche bei der weiteren Verwendung der Stoffe zu Beeinträchtigungen führen. Hier sind weitaus kompliziertere Methoden erforderlich, um die Dichteverteilung zu ermitteln. Der Aufwand kann sich dennoch lohnen. In modernen Konstruktionsprogrammen wird das Volumen der Bauteile automatisch ermittelt. Mithilfe der Dichte kann somit die Masse, welche über verschiedenste Konstruktionsvorgänge entscheidet, ermittelt werden.
Konzentration nur in Stoffgemischen
Die Konzentration wird oftmals in zwei unterschiedlichen Einheiten angegeben. Man findet oftmals prozentuale Angaben, jedoch wird auch dieselbe Einheit verwendet, welche im Abschnitt der Dichte beschrieben wurde. Die Masse pro Volumeneinheit, zum Beispiel kg/m³ bezieht sich im Zusammenhang mit der Konzentration jedoch nicht auf die Dichte des gesamten Stoffes, sondern auf den Anteil eines bestimmten Bestandteils.
Dies bedeutet, dass die Konzentration nur in Zusammenhang mit Gemischen verwendet werden kann. Sie beschreibt somit, wie viel Masse eines Stoffes im gesamten Gemisch vorhanden sind. Wenn man beispielsweise 100 Gramm Salz in einem Liter Wasser auflöst, so hätte man eine Konzentration von 100 g/L, was auch 100 kg/m³ entspricht. Um die prozentuale Konzentration zu ermitteln, muss die Masse des Stoffes durch die Masse des Gemischs geteilt werden und mit 100 Prozent multipliziert werden. Eine weitere Angabe im Zusammenhang mit dem Begriff Konzentration ist die molare Konzentration.
Sie gibt die Anzahl der Mole eines Stoffes in einem Gemisch an. Man erhält sie über die Division der Massenkonzentration durch das relative Molekulargewicht des Stoffes. Für das oben aufgeführte Beispiel würde man somit die 100 kg/m³ durch das relative Molekulargewicht von (Koch-)Salz (58,5 g/mol) teilen. Dies würde eine molekulare Konzentration von ca. 1709 mol/m³ ergeben.
Unterschied zwischen Dichte und Konzentration in verschiedenen Bereichen
Auch außerhalb der Physik und Chemie werden beide Begriffe gebraucht. So spricht man von einer Bevölkerungsdichte und meint die Anzahl der Menschen auf einem Quadratkilometer. Gleichzeitig kann von einer hohen Bevölkerungskonzentration sprechen und meint mitunter das Gleiche.
Dichte bzw. dicht bedeutet, dass viele Einheiten einer bestimmten Sache eng beieinander liegen bzw. in einem abgegrenzten Raum gehäuft auftreten. Die Konzentration beschreibt eine bestimmte Merkmalsausprägung, welche in einem abgefassten Gebiet oder System gehäuft auftritt – zu der eine Bezugsgröße existiert.
So kann man sagen, dass in der Einkaufspassage die Anzahl der Falschparker zunimmt. Zwischen Falschparkern und den Leuten, welche richtig parken, existiert ein Verhältnis – welches durch die Zunahme der Falschparker verändert wird. Die Konzentration der Falschparker steigt. Das System, in welchem die Merkmalsauprägung auftritt, ist die Einkaufspassage und die Bezugsgröße sind alle parkenden Autos.
Die Dichte an Falschparkern würde beschreiben, wie viele Falschparker in der Einkaufspassage stehen – bezieht allerdings die richtig parkenden Autos nicht mit ein. Das System ist immer noch die Einkaufspassage. Allerdings wird die Bezugsgröße nicht betrachtet bzw. existiert diese für die Untersuchung nicht.
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