Στη χημεία, η συγκέντρωση ενός διαλύματος είναι η ποσότητα μιας διαλυμένης ουσίας, που ονομάζεται διαλυμένη ουσία, η οποία αναμειγνύεται με μια άλλη ουσία, που ονομάζεται διαλύτης. Ο τυπικός τύπος είναι C = m/V, όπου C είναι η συγκέντρωση, m είναι η μάζα της διαλυμένης ουσίας και V είναι ο συνολικός όγκος του διαλύματος. Εάν η λύση σας έχει μικρή συγκέντρωση, αναζητήστε την απάντηση σε μέρη ανά εκατομμύριο (bpd) για να την κατανοήσετε ευκολότερα. Ενώ βρίσκεστε στο εργαστήριο, μπορεί να σας ζητηθεί να βρείτε τη μοριακότητα ή τη μοριακή συγκέντρωση του σχετικού διαλύματος.
Βήμα
Μέθοδος 1 από 3: Χρησιμοποιώντας τον τύπο μάζας ανά όγκο
Βήμα 1. Βρείτε τη μάζα της διαλυμένης ουσίας αναμεμειγμένη με τον διαλύτη
Η διαλυμένη ουσία είναι μια ουσία που αναμιγνύεται για να σχηματίσει ένα διάλυμα. Εάν το πρόβλημα δίνει τη μάζα της διαλυμένης ουσίας, γράψτε την και βεβαιωθείτε ότι έχετε βάλει τη σωστή μονάδα. Εάν πρέπει να βρείτε τη μάζα μιας διαλυμένης ουσίας, μετρήστε την σε μια κλίμακα και καταγράψτε το αποτέλεσμα.
Εάν η διαλυμένη ουσία που χρησιμοποιείται είναι υγρό, μπορείτε επίσης να υπολογίσετε τη μάζα χρησιμοποιώντας τον τύπο πυκνότητας: D = m/V, όπου D είναι η πυκνότητα, m είναι η μάζα του υγρού και V είναι ο όγκος. Για να βρείτε τη μάζα, πολλαπλασιάστε την πυκνότητα του υγρού με τον όγκο
Υπόδειξη:
Εάν πρέπει να χρησιμοποιήσετε ζυγαριά, μειώστε τη μάζα του δοχείου που χρησιμοποιείται για τη συγκράτηση της διαλυμένης ουσίας για να έχετε ένα ακριβές αποτέλεσμα.
Βήμα 2. Καταγράψτε τον συνολικό όγκο του διαλύματος
Ο συνολικός όγκος ενός διαλύματος είναι η ποσότητα του διαλύτη συν την ποσότητα της διαλυμένης ουσίας που αναμιγνύεται. Αν ψάχνετε για όγκο σε εργαστήριο, αναμίξτε το διάλυμα σε κύλινδρο ή ποτήρι και δείτε ποιες είναι οι μετρήσεις. Μετρήστε τον όγκο από την εσοχή στην κορυφή του διαλύματος (μηνίσκος) για την ακριβέστερη μέτρηση. Καταγράψτε τον όγκο του διαλύματος που ελήφθη.
- Εάν δεν μετράτε τον όγκο μόνοι σας, ίσως χρειαστεί να μετατρέψετε τη μάζα της διαλυμένης ουσίας σε όγκο χρησιμοποιώντας τον τύπο πυκνότητας.
- Για παράδειγμα, εάν θέλετε να βρείτε τη συγκέντρωση 3,45 γραμμαρίων αλατιού σε 2 λίτρα νερού, βρείτε τον όγκο χρησιμοποιώντας τον τύπο πυκνότητας. Αναζητήστε την πυκνότητα του αλατιού σε ένα σχολικό βιβλίο ή στο διαδίκτυο και χρησιμοποιήστε το για να βρείτε την τιμή του m. Σε αυτή την περίπτωση, η πυκνότητα του άλατος είναι 2,16 g/ml. Έτσι, ο τύπος γίνεται 2,16 g/ml = (3,45 g)/V. Πολλαπλασιάστε κάθε πλευρά με V για να πάρετε V (2,16 g/ml) = 3,45 g. Στη συνέχεια, διαιρέστε κάθε πλευρά της εξίσωσης με 2,16 για να βρείτε την τιμή όγκου, η οποία είναι V = (3,45 g)/(2,16 g/ml) = 1,60 ml.
- Προσθέστε τον όγκο της διαλυμένης ουσίας στον όγκο του διαλύτη. Έτσι, σε αυτό το παράδειγμα, 2 L + 1.6 ml = 2.000 ml + 1.6 ml = 2.001.6 ml. Μπορείτε είτε να αφήσετε τις μονάδες σε χιλιοστόλιτρα (ml) είτε να τις αλλάξετε ξανά σε λίτρα και να πάρετε 2.002 λίτρα.
Βήμα 3. Διαιρέστε τη μάζα της διαλυμένης ουσίας με τον συνολικό όγκο του διαλύματος
Χρησιμοποιήστε τον τύπο C = m/V, όπου m είναι η μάζα της διαλυμένης ουσίας και V είναι ο συνολικός όγκος του διαλύματος. Εισαγάγετε τις τιμές μάζας και όγκου που αναζητήσατε προηγουμένως και, στη συνέχεια, διαιρέστε για να βρείτε την τιμή συγκέντρωσης του διαλύματος. Μην ξεχάσετε να βάλετε τις σωστές μονάδες.
- Σε αυτό το παράδειγμα, για συγκέντρωση 3,45 γραμμαρίων αλάτι σε 2 λίτρα νερού, η εξίσωση είναι C = (3,45 g)/(2,002 L) = 1,723 g/L.
- Μερικές φορές, οι ερωτήσεις ζητούν απαντήσεις σε ορισμένες ενότητες. Βεβαιωθείτε ότι έχετε μετατρέψει τις τιμές στις σωστές μονάδες πριν τις συνδέσετε στον τελικό τύπο.
Μέθοδος 2 από 3: Εύρεση συγκέντρωσης σε ποσοστά ή μέρη ανά εκατομμύριο
Βήμα 1. Βρείτε τη μάζα της διαλυμένης ουσίας σε γραμμάρια
Μετρήστε τη μάζα της διαλυμένης ουσίας που σκοπεύετε να αναμίξετε στο διάλυμα. Βεβαιωθείτε ότι το αφαιρείτε από τη μάζα του δοχείου, έτσι ώστε ο υπολογισμός της συγκέντρωσης να είναι ακριβής.
Εάν η διαλυμένη ουσία είναι υγρό, πρέπει να υπολογίσετε τη μάζα χρησιμοποιώντας τον τύπο D = m/V, όπου D είναι η πυκνότητα του υγρού, m είναι η μάζα και V είναι ο όγκος. Αναζητήστε την πυκνότητα του υγρού σε ένα σχολικό βιβλίο ή online για να λύσετε τον παραπάνω τύπο
Βήμα 2. Προσδιορίστε τη συνολική μάζα του διαλύματος σε γραμμάρια
Η συνολική μάζα του διαλύματος είναι η μάζα του διαλύτη συν τη μάζα της διαλυμένης ουσίας. Βρείτε τη μάζα μιας ουσίας χρησιμοποιώντας εργαστηριακό ισοζύγιο ή μετατρέψτε τον όγκο της διαλυμένης ουσίας σε μάζα χρησιμοποιώντας τον τύπο πυκνότητας D = m/V. Προσθέστε τη μάζα της διαλυμένης ουσίας στη μάζα της διαλυμένης ουσίας για να πάρετε τον τελικό όγκο.
Για παράδειγμα, εάν θέλετε να βρείτε τη συγκέντρωση 10 γραμμαρίων σκόνης κακάο με 1,2 λίτρο νερό, βρείτε πρώτα τη μάζα του νερού χρησιμοποιώντας τον τύπο πυκνότητας. Η πυκνότητα του νερού είναι 1000 g/L άρα ο τύπος σας θα είναι 1000 g/L = m/(1, 2 L). Πολλαπλασιάστε κάθε πλευρά με 1,2 L για να πάρετε τη μάζα σε γραμμάρια έτσι ώστε m = (1, 2 L) (1.000 g/L) = 1.200 γραμμάρια. Προσθέστε στη μάζα της σκόνης κακάο για να πάρετε 1.210 γραμμάρια
Βήμα 3. Διαιρέστε τη μάζα της διαλυμένης ουσίας με τη συνολική μάζα του διαλύματος
Γράψτε μια εξίσωση έτσι ώστε η συγκέντρωση C = μάζα διαλυμένης ουσίας/ολική μάζα διαλύματος. Εισαγάγετε τις τιμές και λύστε την εξίσωση για να βρείτε τη συγκέντρωση της λύσης.
Στο παράδειγμά μας, C = (10 g)/(1.210 g) = 0.00826
Βήμα 4. Πολλαπλασιάστε την απάντηση με 100 για να βρείτε τη συγκέντρωση σε ποσοστό
Εάν σας ζητηθεί να παρουσιάσετε τη συγκέντρωσή σας ως ποσοστό, πολλαπλασιάστε την απάντησή σας με 100. Βάλτε ένα σύμβολο ποσοστού στο τέλος της απάντησής σας.
Σε αυτό το παράδειγμα, η ποσοστιαία συγκέντρωση είναι (0,00826) (100) = 0,826%
Βήμα 5. Πολλαπλασιάστε τη συγκέντρωση κατά 1.000.000 για να βρείτε τα μέρη ανά εκατομμύριο
Πολλαπλασιάστε τη ληφθείσα τιμή συγκέντρωσης και πολλαπλασιάστε με 1.000.000 ή 106Το Το αποτέλεσμα είναι ο αριθμός των μερών ανά εκατομμύριο (bpj) της διαλυμένης ουσίας. Βάλτε τη μονάδα bpj στην τελική απάντηση.
Σε αυτό το παράδειγμα, bpj = (0, 00826) (1.000.000) = 8.260 bpd
Υπόδειξη:
Τα μέρη ανά εκατομμύριο χρησιμοποιούνται συνήθως για πολύ μικρές συγκεντρώσεις επειδή είναι ευκολότερο να γραφτούν και να κατανοηθούν από ποσοστά.
Μέθοδος 3 από 3: Υπολογισμός της μοριακότητας
Βήμα 1. Προσθέστε τις ατομικές μάζες των διαλυμένων ουσιών μαζί για να βρείτε τη μοριακή μάζα
Κοιτάξτε το στοιχείο στον χημικό τύπο για τη χρησιμοποιούμενη διαλυμένη ουσία. Αναφέρετε τις ατομικές μάζες για κάθε στοιχείο της διαλυμένης ουσίας, επειδή οι ατομικές και γραμμομοριακές μάζες είναι ίδιες. Προσθέστε τις ατομικές μάζες των διαλυμένων ουσιών για να βρείτε τη συνολική γραμμομοριακή μάζα. Σημειώστε την τελική απάντηση σε g/mol.
- Για παράδειγμα, εάν η διαλυμένη ουσία είναι υδροξείδιο του καλίου (KOH), βρείτε τις ατομικές μάζες για κάλιο, οξυγόνο και υδρογόνο και προσθέστε τις όλες μαζί. Σε αυτή την περίπτωση η γραμμομοριακή μάζα = 39 +16 + 1 = 56 g/mol.
- Η μοριακότητα χρησιμοποιείται κυρίως στη χημεία όταν γνωρίζετε τα συστατικά στοιχεία της διαλυμένης ουσίας που χρησιμοποιείται.
Βήμα 2. Διαιρέστε τη μάζα της διαλυμένης ουσίας με τη γραμμομοριακή μάζα για να βρείτε την γραμμομοριακή τιμή
Βρείτε τη μάζα της διαλυμένης ουσίας που προστίθεται στο διάλυμα σας χρησιμοποιώντας ένα εργαστηριακό υπόλοιπο, εάν χρειάζεται. Βεβαιωθείτε ότι έχετε μειώσει τη μάζα του δοχείου έτσι ώστε να έχετε ένα ακριβές αποτέλεσμα. Διαιρέστε τη ληφθείσα μάζα με τη μοριακή μάζα για να πάρετε τον αριθμό των γραμμομορίων διαλυτής ουσίας που χρησιμοποιείται. Δώστε την μονάδα "mole" στην απάντηση.
- Για παράδειγμα, αν θέλετε να βρείτε τον αριθμό των γραμμομορίων σε 25 γραμμάρια υδροξειδίου του καλίου (KOH), η εξίσωση θα είναι moles = (25 g)/(56 g/mol) = 0,45 mol
- Μετατρέψτε τη μάζα της διαλυμένης ουσίας σε γραμμάρια αν είναι ακόμα σε άλλες μονάδες.
- Το mole χρησιμοποιείται για να αναπαραστήσει τον ατομικό αριθμό σε ένα διάλυμα.
Βήμα 3. Μετατρέψτε τον όγκο του διαλύματος σε λίτρα
Βρείτε τον όγκο του διαλύτη πριν αναμίξετε τη διαλυμένη ουσία. Χρησιμοποιήστε φιάλη ή κύλινδρο μέτρησης για να μετρήσετε τον όγκο του διαλύτη εάν η τιμή δεν είναι γνωστή. Εάν η μονάδα που χρησιμοποιείται είναι χιλιοστόλιτρα, διαιρέστε με 1.000 για να τη μετατρέψετε σε λίτρα.
- Σε αυτό το παράδειγμα, εάν χρησιμοποιείτε 400 ml νερού, διαιρέστε με το 1000 για να το μετατρέψετε σε λίτρα, που είναι 0,4 λίτρα.
- Εάν ο διαλύτης έχει ήδη λίτρα, απλώς παραλείψτε αυτό το βήμα.
Υπόδειξη:
Δεν χρειάζεται να συμπεριλάβετε τον όγκο της διαλυμένης ουσίας καθώς συνήθως δεν επηρεάζει πολύ τον όγκο. Εάν υπάρχει σημαντική αλλαγή στον όγκο όταν ο διαλύτης αναμειχθεί με τη διαλυμένη ουσία, χρησιμοποιήστε τον συνολικό όγκο.
Βήμα 4. Χωρίστε τα γραμμομόρια της διαλυμένης ουσίας με τον όγκο του διαλύματος σε λίτρα
Γράψτε την εξίσωση για μοριακότητα M = mol/V, όπου mole είναι ο αριθμός των γραμμομορίων στην διαλυμένη ουσία και V είναι ο όγκος του διαλύτη. Λύστε την εξίσωση και τοποθετήστε τη μονάδα Μ στην απάντηση.
