W chemii stężenie roztworu to ilość rozpuszczonej substancji zwanej substancją rozpuszczoną, która jest mieszana z inną substancją, zwaną rozpuszczalnikiem. Standardowy wzór to C = m/V, gdzie C to stężenie, m to masa substancji rozpuszczonej, a V to całkowita objętość roztworu. Jeśli twoje rozwiązanie ma małe stężenie, poszukaj odpowiedzi w częściach na milion (bpd), aby było łatwiej je zrozumieć. Będąc w laboratorium, możesz zostać poproszony o znalezienie molarności lub stężenia molowego odpowiedniego roztworu.
Krok
Metoda 1 z 3: Korzystanie z wzoru masy na objętość
Krok 1. Znajdź masę substancji rozpuszczonej zmieszanej z rozpuszczalnikiem
Substancja rozpuszczona to substancja, która jest mieszana w celu utworzenia roztworu. Jeśli problem podaje wartość masy substancji rozpuszczonej, zapisz ją i upewnij się, że podałeś właściwą jednostkę. Jeśli potrzebujesz znaleźć masę substancji rozpuszczonej, zmierz ją na wadze i zapisz wynik.
Jeśli użyta substancja rozpuszczona jest cieczą, można również obliczyć masę za pomocą wzoru na gęstość: D = m/V, gdzie D to gęstość, m to masa cieczy, a V to objętość. Aby znaleźć masę, pomnóż gęstość cieczy przez objętość
Wskazówka:
Jeśli potrzebujesz użyć wagi, zmniejsz masę pojemnika używanego do przechowywania substancji rozpuszczonej, aby uzyskać dokładny wynik.
Krok 2. Zapisz całkowitą objętość roztworu
Całkowita objętość roztworu to ilość rozpuszczalnika plus ilość zmieszanej substancji rozpuszczonej. Jeśli szukasz objętości w laboratorium, wymieszaj roztwór w cylindrze lub zlewce i zobacz, jakie są pomiary. Zmierz objętość od wgłębienia w górnej części roztworu (menisku), aby uzyskać najdokładniejszy pomiar. Zapisz objętość otrzymanego roztworu.
- Jeśli sam nie mierzysz objętości, może być konieczne przeliczenie masy substancji rozpuszczonej na objętość za pomocą wzoru na gęstość.
- Na przykład, jeśli chcesz obliczyć stężenie 3,45 grama soli w 2 litrach wody, obliczyć objętość za pomocą wzoru na gęstość. Sprawdź gęstość soli w podręczniku lub w Internecie i użyj jej, aby znaleźć wartość m. W tym przypadku gęstość soli wynosi 2,16 g/ml. Zatem formuła wynosi 2,16 g/ml = (3,45 g)/V. Pomnóż każdą stronę przez V, aby uzyskać V (2,16 g/ml) = 3,45 g. Następnie podziel każdą stronę równania przez 2,16, aby znaleźć wartość objętości, która wynosi V = (3,45 g)/(2,16 g/ml) = 1,60 ml.
- Dodaj objętość substancji rozpuszczonej do objętości rozpuszczalnika. Tak więc w tym przykładzie 2 l + 1,6 ml = 2000 ml + 1,6 ml = 2,01,6 ml. Możesz zostawić jednostki w mililitrach (ml) lub zmienić je z powrotem na litry i uzyskać 2,002 l.
Krok 3. Podziel masę substancji rozpuszczonej przez całkowitą objętość roztworu
Użyj wzoru C = m/V, gdzie m jest masą substancji rozpuszczonej, a V jest całkowitą objętością roztworu. Wprowadź poprzednio wyszukane wartości masy i objętości, a następnie podziel, aby znaleźć wartość stężenia roztworu. Nie zapomnij umieścić odpowiednich jednostek.
- W tym przykładzie dla stężenia 3,45 grama soli w 2 litrach wody równanie to C = (3,45 g)/(2,002 l) = 1,723 g/l.
- Czasami pytania proszą o odpowiedzi w niektórych jednostkach. Pamiętaj, aby przekonwertować wartości na prawidłowe jednostki przed wprowadzeniem ich do ostatecznej formuły.
Metoda 2 z 3: Znalezienie stężenia w procentach lub częściach na milion
Krok 1. Znajdź masę substancji rozpuszczonej w gramach
Zmierz masę substancji rozpuszczonej, którą planujesz zmieszać w roztworze. Upewnij się, że odjąłeś ją od masy pojemnika, aby obliczenie stężenia było dokładne.
Jeśli substancja rozpuszczona jest cieczą, musisz obliczyć masę ze wzoru D = m/V, gdzie D to gęstość cieczy, m to masa, a V to objętość. Sprawdź gęstość cieczy w podręczniku lub w Internecie, aby rozwiązać powyższy wzór
Krok 2. Określ całkowitą masę roztworu w gramach
Całkowita masa roztworu to masa rozpuszczalnika plus masa substancji rozpuszczonej. Znajdź masę substancji za pomocą wagi laboratoryjnej lub przelicz objętość substancji rozpuszczonej na masę, korzystając ze wzoru na gęstość D = m/V. Dodaj masę substancji rozpuszczonej do masy substancji rozpuszczonej, aby uzyskać końcową objętość.
Na przykład, jeśli chcesz obliczyć stężenie 10 gramów proszku kakaowego w 1,2 l wody, najpierw obliczyć masę wody za pomocą wzoru na gęstość. Gęstość wody wynosi 1000 g/L, więc Twój wzór będzie wynosił 1000 g/L = m/(1, 2 L). Pomnóż każdą stronę przez 1,2 l, aby uzyskać masę w gramach, tak aby m = (1, 2 l) (1000 g/l) = 1200 gramów. Dodaj do masy kakao w proszku, aby uzyskać 1210 gramów
Krok 3. Podziel masę substancji rozpuszczonej przez całkowitą masę roztworu
Napisz równanie, aby stężenie C = masa substancji rozpuszczonej/całkowita masa roztworu. Wprowadź wartości i rozwiąż równanie, aby znaleźć stężenie roztworu.
W naszym przykładzie C = (10 g)/(1,210 g) = 0,00826
Krok 4. Pomnóż odpowiedź przez 100, aby znaleźć stężenie w procentach
Jeśli zostaniesz poproszony o przedstawienie swojego stężenia w procentach, pomnóż swoją odpowiedź przez 100. Umieść symbol procentu na końcu odpowiedzi.
W tym przykładzie stężenie procentowe wynosi (0,00826)(100) = 0,826%
Krok 5. Pomnóż stężenie przez 1 000 000, aby znaleźć części na milion
Pomnóż otrzymaną wartość stężenia i pomnóż przez 1 000 000 lub 106. Wynikiem jest liczba części na milion (bpj) substancji rozpuszczonej. Umieść jednostkę bpj w ostatecznej odpowiedzi.
W tym przykładzie bpj = (0, 00826)(1 000 000) = 8260 bpd
Wskazówka:
Części na milion są zwykle używane dla bardzo małych stężeń, ponieważ są łatwiejsze do zapisania i zrozumienia niż procenty.
Metoda 3 z 3: Obliczanie molarności
Krok 1. Dodaj razem masy atomowe substancji rozpuszczonych, aby znaleźć masę molową
Spójrz na pierwiastek we wzorze chemicznym dla użytej substancji rozpuszczonej. Wymień masy atomowe dla każdego pierwiastka w substancji rozpuszczonej, ponieważ masy atomowe i molowe są takie same. Zsumuj masy atomowe substancji rozpuszczonych, aby znaleźć całkowitą masę molową. Oznacz ostateczną odpowiedź w g/mol.
- Na przykład, jeśli substancją rozpuszczoną jest wodorotlenek potasu (KOH), znajdź masy atomowe potasu, tlenu i wodoru i dodaj je wszystkie razem. W tym przypadku masa molowa = 39 +16 + 1 = 56 g/mol.
- Molarność jest używana przede wszystkim w chemii, gdy znasz elementy składowe użytej substancji rozpuszczonej.
Krok 2. Podziel masę substancji rozpuszczonej przez masę molową, aby znaleźć wartość molową
W razie potrzeby znajdź masę substancji rozpuszczonej dodanej do roztworu za pomocą wagi laboratoryjnej. Upewnij się, że zmniejszysz masę pojemnika, aby uzyskać dokładny wynik. Podziel uzyskaną masę przez masę molową, aby uzyskać liczbę moli zużytej substancji rozpuszczonej. W odpowiedzi podaj jednostkę „kret”.
- Na przykład, jeśli chcesz obliczyć liczbę moli w 25 gramach wodorotlenku potasu (KOH), równanie to mole = (25 g)/(56 g/mol) = 0,45 mol
- Przelicz masę substancji rozpuszczonej na gramy, jeśli nadal jest w innych jednostkach.
- Mol służy do reprezentowania liczby atomowej w roztworze.
Krok 3. Przelicz objętość roztworu na litry
Znajdź objętość rozpuszczalnika przed zmieszaniem substancji rozpuszczonej. Użyj kolby lub cylindra miarowego, aby zmierzyć objętość rozpuszczalnika, jeśli wartość nie jest znana. Jeśli użyta jednostka to mililitry, podziel przez 1000, aby przeliczyć ją na litry.
- W tym przykładzie, jeśli używasz 400 ml wody, podziel przez 1000, aby przeliczyć ją na litry, czyli 0,4 l.
- Jeśli rozpuszczalnik ma już litry, po prostu pomiń ten krok.
Wskazówka:
Nie musisz uwzględniać objętości substancji rozpuszczonej, ponieważ zwykle nie ma to dużego wpływu na objętość. W przypadku znaczącej zmiany objętości po zmieszaniu rozpuszczalnika z substancją rozpuszczoną należy użyć objętości całkowitej.
Krok 4. Podziel mole substancji rozpuszczonej przez objętość roztworu w litrach
Napisz równanie na molarność M = mol/V, gdzie mol to liczba moli w substancji rozpuszczonej, a V to objętość rozpuszczalnika. Rozwiąż równanie i przypisz jednostkę M do odpowiedzi.
