Ποσοστό Συγκέντρωσης Χαρακτηριστικών, Υπολογισμός και Παραδείγματα



Το ποσοστιαία συγκέντρωση είναι ένας τρόπος έκφρασης της σχέσης της διαλυμένης ουσίας σε εκατό μέρη μείγματος ή διάλυσης. Πρέπει να σημειωθεί ότι αυτά τα "μέρη" μπορούν να εκφράζονται σε μονάδες μάζας ή όγκου. Χάρη σ 'αυτή τη συγκέντρωση, είναι γνωστή η σύνθεση ενός διαλύματος η οποία, αντίθετα με αυτή μιας καθαρής ένωσης, δεν είναι σταθερή.

Επίσης, όχι μόνο η σύνθεση του ποικίλει, αλλά και οι οργανοληπτικές του ιδιότητες. Το βάζο τσαγιού στην κάτω εικόνα αποκτά πιο έντονες γεύσεις (και χρωματισμούς) καθώς περισσότερα μπαχαρικά διαλύονται στο παγωμένο νερό. Ωστόσο, παρόλο που οι ιδιότητές τους αλλάζουν, η συγκέντρωση αυτών των μπαχαρικών παραμένει σταθερή.

Εάν υποθέσουμε ότι 100 γραμμάρια αυτών διαλύονται σε νερό και στη συνέχεια αναταράσσονται αρκετά ώστε να ομογενοποιηθεί το διάλυμα, τα γραμμάρια θα διανεμηθούν σε όλο το δοχείο. Η ποσοστιαία συγκέντρωση του τσαγιού παραμένει σταθερή ακόμα και αν η περιεκτικότητα σε υγρά διαιρείται σε διαφορετικά δοχεία.

Αυτό θα ποικίλει μόνο αν προστεθεί περισσότερο νερό στο δοχείο, το οποίο, αν και δεν τροποποιεί την αρχική μάζα των διαλελυμένων μπαχαρικών (διαλυμένη ουσία), αλλάζει τη συγκέντρωσή του. Για παράδειγμα του ποσοστού τσαγιού, αυτή η συγκέντρωση μπορεί εύκολα να εκφραστεί ως η μάζα διαλυτής ουσίας μεταξύ του όγκου του νερού.

Έτσι, ανοίγει το δρόμο για τις άπειρες περιπτώσεις όπου αυτοί οι υπολογισμοί συγκέντρωσης διαδραματίζουν καθοριστικό ρόλο.

Ευρετήριο

  • 1 Τι είναι η λύση?
  • 2 Χαρακτηριστικά της ποσοστιαίας συγκέντρωσης
  • 3 Πώς υπολογίζεται;?
    • 3,1% κατά βάρος βάρος% m / m
    • 3.2% κατά βάρος σε όγκο% m / v
    • 3.3 Όγκος όγκου σε όγκο% v / v
  • 4 Παραδείγματα υπολογισμού ποσοστιαίων συγκεντρώσεων
    • 4.1 Παράδειγμα 1
    • 4.2 Παράδειγμα 2
    • 4.3 Παράδειγμα 3
  • 5 Αναφορές

Τι είναι η λύση?

Είναι απαραίτητο να κατανοήσουμε τον όρο "λύση" πριν ασχοληθούμε με τις ποσοστιαίες εκφράσεις της συγκέντρωσής του.

Ένα διάλυμα είναι ένα ομοιογενές ή ομοιόμορφο μείγμα δύο ή περισσοτέρων ουσιών των οποίων τα σωματίδια έχουν ατομικό ή μοριακό μέγεθος.

Τα συστατικά αυτού είναι η διαλελυμένη ουσία και ο διαλύτης. Η διαλελυμένη ουσία είναι το υλικό που διαλύεται σε ένα διάλυμα, το οποίο είναι σε μικρότερη αναλογία. Ο διαλύτης είναι το μέσο διασποράς σε ένα διάλυμα και βρίσκεται σε μεγαλύτερη αναλογία (όπως το νερό στο δοχείο τσαγιού).

Χαρακτηριστικά της εκατοστιαίας συγκέντρωσης

- Η εκατοστιαία συγκέντρωση έχει την ευκολία να αποφεύγει τους υπολογισμούς γραμμομοριακότητας και άλλες μονάδες συγκέντρωσης. Σε πολλές περιπτώσεις αρκεί να γνωρίζουμε την ποσότητα της διαλελυμένης ουσίας που διαλύεται στο διάλυμα. Ωστόσο, για τις χημικές αντιδράσεις, αφήνεται στην άκρη από τη μοριακή συγκέντρωση.

- Διευκολύνει την επαλήθευση του νόμου της διατήρησης της μάζας.

- Εκφράζεται σε μέρη ανά εκατό διαλύματος, εντός των οποίων μετριέται η διαλελυμένη ουσία.

- Η σχέση μεταξύ της διαλελυμένης ουσίας και του διαλύματος μπορεί να εκφράζεται σε μονάδες μάζας (γραμμάρια) ή όγκο (χιλιοστόλιτρα).

Πώς υπολογίζεται?

Ο τρόπος υπολογισμού του εξαρτάται από τις μονάδες στις οποίες θέλετε να το εκφράσετε. Ωστόσο, ο μαθηματικός υπολογισμός είναι ουσιαστικά ο ίδιος.

Βάρος επί τοις εκατό κατά βάρος% m / m

% (m / m) = (γραμμάρια διαλυμένης ουσίας / γραμμάρια διαλύματος) ∙ 100

Το ποσοστό επί τοις εκατό κατά βάρος ενός διαλύματος υποδεικνύει τον αριθμό των γραμμαρίων διαλελυμένης ουσίας σε κάθε 100 γραμμάρια διαλύματος.

Για παράδειγμα, ένα διάλυμα σε 10% m / m NaOH περιέχει 10 γραμμάρια ΝΑΟΗ ανά 100 γραμμάρια διαλύματος. Μπορεί επίσης να ερμηνευθεί με αυτό τον τρόπο: 10 g ΝαΟΗ διαλύονται σε 90 g νερού (100-10).

Και το εκατοστιαίο βάρος σε όγκο% m / v

% (m / v) = (γραμμάρια διαλελυμένης ουσίας / χιλιοστόλιτρα διαλύματος) ∙ 100

Το ποσοστό σε χιλιοστόγραμμα είναι μια μονάδα συγκέντρωσης που χρησιμοποιείται συχνά σε κλινικές αναφορές για να περιγράψει εξαιρετικά χαμηλές συγκεντρώσεις της διαλελυμένης ουσίας (για παράδειγμα, ιχνοστοιχεία στο αίμα).

Ως συγκεκριμένη περίπτωση, έχουμε το ακόλουθο παράδειγμα: το επίπεδο αζώτου στο αίμα ενός ατόμου είναι 32 mg%, πράγμα που σημαίνει ότι υπάρχουν 32 mg διαλυμένου αζώτου ανά 100 ml αίματος.

Τόσο το εκατοστιαίο όγκο σε όγκο% v / v

% (v / v) = (χιλιοστόλιτρα διαλύματος / χιλιοστόλιτρα διαλύματος) ∙ 100

Η εκατοστιαία αναλογία όγκου ενός διαλύματος υποδεικνύει τον αριθμό των χιλιοστολίτρων διαλύματος σε κάθε 100 χιλιοστόλιτρα διαλύματος.

Για παράδειγμα, ένα 25% κατ 'όγκον διάλυμα αλκοόλης σε νερό, περιέχει 25 χιλιοστόλιτρα αλκοόλης ανά 100 χιλιοστόλιτρα διαλύματος ή ό, τι είναι το ίδιο: 75 mL νερό διαλύει 25 mL αλκοόλης.

Παραδείγματα υπολογισμού ποσοστιαίων συγκεντρώσεων

Παράδειγμα 1

Εάν έχετε 7 g KIO3, Πόσα γραμμάρια διαλύματος 0,5% m / m μπορούν να παρασκευαστούν με αυτή την ποσότητα αλατιού?

Ένα διάλυμα στο 0,5% m / m είναι πολύ αραιωμένο και ερμηνεύεται ως εξής: για κάθε 100 γραμμάρια διαλύματος υπάρχουν 0,5 γραμμάρια KIO3 διαλυθεί. Στη συνέχεια, για να προσδιοριστούν τα γραμμάρια αυτής της λύσης που μπορεί να παρασκευαστεί, χρησιμοποιούνται οι συντελεστές μετατροπής:

7 g KIO3 ∙ (100 g Sol / 0,5 g KIO3) = 1400 g ή 1,4 kg διαλύματος.

Πώς είναι δυνατόν; Προφανώς, η μεγάλη ποσότητα μάζας προήλθε από το νερό. Έτσι, τα 7 γραμμάρια του KIO3 διαλύονται σε 1393 γραμμάρια νερού.

Παράδειγμα 2

Εάν θέλετε να παρασκευάσετε 500 γραμμάρια διαλύματος CuSO4 σε 1%, πόσες γραμμάρια χαλκού αλάτι είναι απαραίτητες?

Οι συντελεστές μετατροπής εφαρμόζονται για να καθαριστεί το g CuSO4 επιθυμητό:

500 g Sol CuSO4 ∙ (1 g CuSO4/ 100 g Sol CuSO4) = 5 g CuSO4

Δηλαδή, διαλύονται 5 g CuSO4 (ένα άλας φωτεινών μπλε χρωμάτων) σε 495 g νερού (περίπου 495 mL)

Παράδειγμα 3

Εάν αναμίξετε 400 mL νερό, 37 γραμμάρια ζάχαρης, 18 γραμμάρια άλατος και 13 γραμμάρια θειικού νατρίου (Na2Έτσι4) Ποια είναι η εκατοστιαία συγκέντρωση σε μάζα για κάθε ένα από τα συστατικά του μείγματος?

Υποθέτοντας ότι η πυκνότητα του νερού είναι 1 g / mL, τότε το μείγμα έχει 400 g νερού. Προσθέτοντας τη συνολική μάζα των συστατικών του διαλύματος που έχουμε: (400 + 37 + 18 + 13) = 468 g διαλύματος.

Εδώ ο υπολογισμός είναι άμεσος και απλός:

% Νερό m / m = (400 g νερού / 468 g Sol) 100 = 85,47

% Ζάχαρης m / m = (37 g ζάχαρης / 468 g Sol) 100 = 7.90

% Άλας m / m = (18 g άλατος / 468 g Sol) 100 = 3,84

% Na2Έτσι4 m / m = (13 g Na2Έτσι4/ 468 g Sol) ∙ 100 = 2,77

Προσθέτοντας όλα τα μεμονωμένα ποσοστά μάζας που έχουμε: (85,47 + 7,90 + 3,84 + 2,77) = 99,98% ≈ 100%, το συνολικό μίγμα.

Αναφορές

  1. Christian Rae Figueroa. (14 Σεπτεμβρίου 2016). Μονάδες Συγκέντρωσης. Χημεία Ανακτήθηκε στις 11 Μαΐου 2018, από: chem.libretexts.org
  2. Ιάν Μιλς, Τόμισλαβ Κίττα, Κλάους Χόμαν, Νικόλα Καλλάι. (1998). Ποσότητες, Μονάδες και Σύμβολα στη Φυσική Χημεία. Δεύτερη έκδοση Blackwell Science.
  3. Whitten, Davis, Peck & Stanley. Χημεία (8η έκδοση). CENGAGE Learning, σελ. 100-103.
  4. Clackamas Community College. (2011). Μάθημα 4: Ποσοστιαίες Συγκεντρώσεις. Ανακτήθηκε στις 11 Μαΐου 2018, από: dl.clackamas.edu
  5. Anne Marie Helmenstine, Ph.D. (9 Μαΐου 2018). Συγκέντρωση επί τοις εκατό όγκου (ο / ο%). Ανακτήθηκε στις 11 Μαΐου 2018, από: thoughtco.com
  6.  Peter J. Mikulecky, Chris Hren. (2018). Πώς να μετρήσετε τη συγκέντρωση με χρήση γραμμομοριακότητας και ποσοστού επίλυσης. Ανακτήθηκε στις 11 Μαΐου 2018, από: dummies.com
  7. Armando Marín B. Συγκέντρωση. [PDF] Ανακτήθηκε στις 11 Μαΐου 2018, από: amyd.quimica.unam.mx