Konsentrasjoner er et avgjørende begrep innen kjemi, og når du kombinerer løsninger med forskjellige konsentrasjoner, må du vite hvordan du skal beregne den endelige konsentrasjonen. Mens du kan bruke en kalkulator for fortynningsforhold eller noe lignende (se Ressurser) for å finne ut av dette, er det mye bedre å lær matematikken selv, slik at du kan gjøre det selv med kalkulatoren på mobiltelefonen uten behov for spesialbygd verktøy.
Når du har plukket opp nøkkelbegrepene som ligger til grunn for konsentrasjoner og lært et par enkle formler, vil du kunne håndtere alle beregninger du sannsynligvis trenger i laboratoriet.
Forstå løsninger
En løsning er en homogen blanding av to stoffer, løsningsmidlet (f.eks. vann) og løsemidlet (tingen du løser opp i vannet), med "homogen" som bare forteller deg at de to er grundig blandet.
Selve løsningen er kombinasjonen av disse to komponentene, så volumet av en løsning forteller deg Total beløp når de to er kombinert. Du trenger to opplysninger for å fullstendig kvantifisere konsentrasjonen av en løsning: mengden løsemiddel og mengden løsemiddel (eller den totale mengden løsningen).
Den mest generelle måten å beskrive konsentrasjonen av løsninger (dvs. hvor "sterke" de er) er av dividere mengden oppløst stoff med mengden av den totale løsningen, med begge disse uttrykt i samme enheter. Hvis du for eksempel tilsetter 30 ml saltsyre til 270 ml vann, har du en (30 ml / 300 ml) × 100 = 10 prosent løsning av saltsyre i vann. Som en formel:
Imidlertid, i kjemi, blir konsentrasjonen av løsninger ofte uttrykt som en "molaritet" (en molar konsentrasjon), som er definert som antall mol oppløst stoff delt på antall liter løsning. Dette gir deg en verdi i mol per liter, hvor en mol av et stoff tilsvarer dets atom- eller molekylvekt i gram.
Beregning av fortynninger
Hvis du begynner med en løsning med en gitt molaritet og deretter fortynner den, kan du bruke en enkel formel for å finne den endelige konsentrasjonen, eller volumet du trenger å fortynne den til for å oppnå et gitt konsentrasjon. Formelen er:
Hvor M er molariteten, og V er volumet av løsningen, med abonnementene i og f står for "initial" og "final". Så forutsatt at du vet molaritet og volum du starter med, og enten den endelige molariteten eller volumet du ønsker, kan du løse for de gjenværende mengde.
Du finner verdien du vil ha ved å dele venstre side (produktet av startvolumet og molariteten) med verdien du kjenner til høyre. For eksempel, hvis du har en 0,5 L løsning på 2 M (dvs. en molaritet på 2), og du vil ha en løsning med en molaritet på 0,5 M, hvilket sluttvolum trenger du?
Ordne på nytt for å få:
Så:
Du må fortynne løsningen til 2 liter. For å bruke denne formelen for andre enheter (f.eks. Gallon), trenger du bare å sørge for at konsentrasjonen (dvs. molariteten) uttrykkes i samme enhet som volumet, så du kan bruke dette som en fortynningskalkulator i liter hvis du uttrykker konsentrasjonen i mol pr. gallon.
Sluttkonsentrasjonskalkulator generelt
Hvis du trenger å beregne den endelige konsentrasjonen for en mer komplisert situasjon, er den enkleste tilnærmingen å gå tilbake til den grunnleggende definisjonen av konsentrasjon.
Hvis du for eksempel blander to løsninger med forskjellige konsentrasjoner, trenger du den endelige mengden oppløst stoff og den endelige mengden av hele løsningen for å finne den endelige konsentrasjonen. Du kan finne ut dette hvis du regner ut mengden løsemiddel i begge originale blandinger, legg dem sammen, og del deretter med den totale løsningsmengden. Du kan deretter multiplisere med 100 hvis du vil ha det i prosent.
Si for eksempel at du har en 2 prosent oppløsning (i masse) salt i vann, med 100 g oppløsning totalt, og en 10 prosent oppløsning av salt i vann med 150 g oppløsning totalt.
Den første løsningen inneholder 0,02 × 100 g = 2 g salt, og den andre løsningen inneholder 0,10 x 150 g = 15 g salt. Så totalt har du 2 g + 15 g = 17 g salt og 100 g + 150 g = 250 g løsning. Dette gir en 17 g / 250 g = 0,068 eller 6,8 prosent konsentrasjonsoppløsning.