В химии концентрация раствора - это то, сколько растворимого вещества, известного как растворенное вещество, смешано с другим веществом, называемым растворителем. Стандартная формула: C = m / V, где C - концентрация, m - масса растворенного вещества, а V - общий объем раствора. Если у вас небольшая концентрация, найдите ответ в частях на миллион (ppm), чтобы облегчить понимание. Вместо этого в лабораторных условиях вас могут попросить определить молярность или молярную концентрацию раствора.
Шаги
Метод 1 из 3: Использование уравнения массы на объем
Шаг 1. Найдите массу растворенного вещества, смешанного с растворителем
Растворенное вещество - это вещество, которое вы смешиваете для образования раствора. Если вам известна масса растворенного вещества в вашей проблеме, запишите ее и обязательно пометьте ее правильными единицами измерения. Если вам нужно определить массу растворенного вещества, взвесьте его на лабораторных весах и запишите результат измерения.
Если растворенное вещество, которое вы используете, является жидкостью, вы также можете рассчитать массу, используя формулу плотности, где плотность D = m / V, где m - масса жидкости, а V - объем. Чтобы найти массу, умножьте плотность жидкости на объем
Кончик:
Если вам нужно использовать шкалу, вычтите массу контейнера, который вы используете для хранения растворенного вещества, иначе ваши расчеты будут ошибочными.
Шаг 2. Запишите общий объем раствора
Общий объем раствора - это количество растворителя плюс количество добавленного к нему растворенного вещества. Если вы определяете объем в лаборатории, смешайте раствор в градуированном цилиндре или химическом стакане и посмотрите на результат измерения. Измерьте объем по кривой в верхней части раствора или по мениску, чтобы получить наиболее точные показания. Запишите объем раствора.
- Если вы не измеряете объем самостоятельно, возможно, вам придется преобразовать массу растворенного вещества в объем, используя формулу плотности.
- Например, если вы нашли концентрацию 3,45 грамма соли в 2 литрах воды, вы должны определить объем соли, используя формулу плотности. Найдите плотность соли в учебнике или в Интернете и решите формулу для m. В этом случае плотность соли составляет 2,16 г / мл. Формула будет выглядеть так: 2,16 г / мл = (3,45 г) / об. Умножьте каждую сторону на V, чтобы получить V (2,16 г / мл) = 3,45 г. Затем разделите каждую сторону на 2,16, чтобы найти объем, или V = (3,45 г) / (2,16 г / мл) = 1,60 мл.
- Добавьте объем растворенного вещества к объему вашего растворителя, мА. Итак, в этом примере 2 л + 1,6 мл = 2000 мл + 1,6 мл = 2 001,6 мл. Вы можете оставить значение в миллилитрах или преобразовать его обратно в литры, чтобы получить 2,002 л.
Шаг 3. Разделите массу растворенного вещества на общий объем раствора
Запишите уравнение C = m / V, где m - масса растворенного вещества, а V - общий объем раствора. Вставьте найденные вами значения массы и объема и разделите их, чтобы найти концентрацию вашего раствора. Не забудьте пометить свой ответ правильными единицами измерения.
- В нашем примере для концентрации 3,45 грамма соли в 2 литрах воды уравнение будет следующим: C = (3,45 г) / (2,002 л) = 1,723 г / л.
- Определенные проблемы могут потребовать вашей концентрации в определенных единицах. Не забудьте преобразовать единицы, прежде чем вводить их в окончательную формулу.
Метод 2 из 3: определение концентрации в процентах или частях на миллион
Шаг 1. Найдите массу растворенного вещества в граммах
Измерьте массу растворенного вещества, которое вы планируете смешать с вашим раствором. Обязательно вычтите вес контейнера, который вы используете для измерения растворенного вещества, иначе ваша концентрация будет неточной.
Если растворенное вещество представляет собой жидкость, вам может потребоваться вычислить массу по формуле D = m / V, где D - плотность жидкости, m - масса, а V - объем. Найдите плотность жидкости в учебнике или в Интернете, а затем решите уравнение для массы
Шаг 2. Определите общую массу раствора в граммах
Общая масса раствора - это масса растворителя плюс масса растворенного вещества. Взвесьте массы, используя лабораторные весы, или преобразуйте объем растворителя в массу, используя формулу плотности D = m / V. Добавьте массу растворенного вещества к массе растворителя, чтобы определить окончательный объем.
Например, если вы хотите найти концентрацию 10 г какао-порошка, смешанного с 1,2 л воды, вы должны определить массу воды, используя формулу плотности. Плотность воды составляет 1000 г / л, поэтому в вашем уравнении 1000 г / л = м / (1,2 л). Умножьте каждую сторону на 1,2 л, чтобы решить массу в граммах, так что m = (1,2 л) (1000 г / л) = 1,200 г. Добавьте массу какао-порошка, чтобы получить 1,210 г
Шаг 3. Разделите массу растворенного вещества на общую массу раствора
Составьте уравнение так, чтобы концентрация C = масса растворенного вещества / общая масса раствора. Вставьте свои значения и решите уравнение, чтобы найти концентрацию вашего раствора.
В нашем примере C = (10 г) / (1, 210 г) = 0,00826
Шаг 4. Умножьте свой ответ на 100, если хотите найти процентную концентрацию
Если вас попросят указать концентрацию в процентах, возьмите только что найденный ответ и умножьте его на 100. Отметьте окончательный ответ знаком процента.
В этом примере процентная концентрация составляет (0,00826) (100) = 0,826%
Шаг 5. Умножьте концентрацию на 1 000 000, чтобы найти части на миллион
Используйте найденное вами число для своей концентрации и умножьте его на 1 000 000 или 10.6. Число будет тем, сколько частей на миллион растворенного вещества. Обозначьте свой окончательный ответ в промилле.
В нашем примере ppm = (0,00826) (1, 000, 000) = 8, 260 ppm
Кончик:
Части на миллион обычно используются для очень малых концентраций, так как их легче писать и понимать, чем проценты.
Метод 3 из 3: Расчет молярности
Шаг 1. Сложите атомные массы растворенного вещества, чтобы найти молярную массу
Посмотрите на элементы в химической формуле растворенного вещества, которое вы используете. Перечислите атомную массу для каждого элемента в растворенном веществе, поскольку атомная и молярная масса одинаковы. Сложите атомные массы растворенного вещества, чтобы найти общую молярную массу. Отметьте окончательное измерение в г / моль.
- Например, если вашим растворенным веществом является гидроксид калия (КОН), найдите атомные массы калия, кислорода и водорода и сложите их. В этом случае молярная масса = 39 + 16 + 1 = 56 г / моль.
- Молярность используется в основном в химии, когда вы знаете химический состав растворенного вещества, которое используете.
Шаг 2. Разделите массу растворенного вещества на молярную массу, чтобы найти количество молей
Определите массу растворенного вещества, которое вы добавляете в раствор, при необходимости с помощью лабораторных весов. Обязательно вычтите массу контейнера, чтобы получить точные показания. Разделите найденную массу на молярную массу, чтобы узнать, сколько молей растворенного вещества вы используете. Обозначьте свой ответ «мол.»
- Например, если вы хотите найти количество молей в 25 г гидроксида калия (КОН), то уравнение будет иметь вид моль = (25 г) / (56 г / моль) = 0,45 моль.
- Преобразуйте массу растворенного вещества в граммы, если она еще не указана в граммах.
- Моли используются для обозначения количества атомов в растворе.
Шаг 3. Перевести объем раствора в литры
Определите объем растворителя перед добавлением растворенного вещества. Используйте колбу или мерный цилиндр, чтобы найти размер, если вам его не дают. Если вы измеряете в миллилитрах, разделите его на 1000, чтобы преобразовать его в литры.
- В этом примере, если вы используете 400 мл воды, разделите его на 1000, чтобы преобразовать его в литры, что составляет 0,4 л.
- Если ваш растворитель уже указан в литрах, вы можете пропустить этот шаг.
Кончик:
Вам не нужно указывать объем растворенного вещества, поскольку он обычно не так сильно влияет на объем. Если при смешивании растворенного вещества с растворителем наблюдается видимое изменение объема, используйте вместо этого общий объем.
Шаг 4. Разделите количество молей растворенного вещества на объем раствора в литрах
Составьте уравнение так, чтобы молярность M = моль / V, где моль - количество молей растворенного вещества, а V - объем растворителя. Решите уравнение и обозначьте ответ М.