Możesz określić stężenie substancji rozpuszczonej w roztworze jako procent masy do masy, procent masy do objętości lub procent objętości do objętości. W tym kontekście waga jest równoznaczna z masą, więc procent masy oznacza względną wagę substancji rozpuszczonej do masy roztworu i można to wyrazić jako „procent wagowy”. Jednak często łączy się wagę z objętością i wyraża wynik jako „procent masy do objętości”. Tak czy inaczej, o ile znasz wzorów chemicznych substancji rozpuszczonej i rozpuszczalnika (którym zwykle jest woda), procent wagowy pozwala obliczyć, ile moli substancji rozpuszczonej znajduje się w rozwiązanie. Na tej podstawie można określić molarność roztworu, czyli liczbę moli substancji rozpuszczonej na litr roztworu.
TL; DR (zbyt długi; Nie czytałem)
Jeśli znasz procent wagowy roztworu, możesz znaleźć wagę substancji rozpuszczonej. Podziel to przez jego masę cząsteczkową, aby znaleźć liczbę moli i podziel przez objętość roztworu, aby znaleźć molarność.
Procent wagowy vs. Procent wagi do objętości
Możesz wyrazić procent wagowy roztworu jako x procent substancji rozpuszczonej wagowo. Jest to preferowana metoda wyrażania stężenia handlowych roztworów kwasów. Na przykład dostępny w handlu stężony kwas chlorowodorowy jest zwykle roztworem o stężeniu 37 procent wagowych. Bardziej sensowne jest wyrażanie bardzo rozcieńczonych roztworów wodnych, takich jak te stosowane w badaniach biologicznych, jako procent masy do objętości. Ponieważ woda ma gęstość 1 g/ml, stanowi to procent wagowy, ponieważ dana liczba mililitrów wody waży tę liczbę gramów.
Molarność roztworu procentowo-wagowego
Załóżmy, że masz x-procentowe rozwiązanie, które waży W gramów. Waga substancji rozpuszczonej to Ws = x/100 • W. Sprawdź masę cząsteczkową związku i podziel tę liczbę na Ws aby znaleźć liczbę moli, które masz pod ręką. Aby znaleźć molarność, zmierz objętość roztworu i podziel ją przez liczbę moli. W przypadku tej pracy obliczeniowej należy najpierw przekonwertować jednostki masy na gramy i jednostki objętości na litry.
Przykłady molarności
Jaka jest molarność 900 mililitrów 37-procentowego wagowo roztworu HCl?
Masa substancji rozpuszczonej w roztworze wynosi 37/100 •50 g = 18,5 g. HCl składa się z jednego atomu wodoru (masa atomowa 1 g/mol) i jednego atomu chloru (masa atomowa 35 g/mol), więc jego masa cząsteczkowa wynosi 36 g/mol. Podziel to na wagę w roztworze, aby uzyskać 0,51 mola. Aby znaleźć molarność, podziel tę liczbę przez objętość, która wynosi 0,09 litra. Odpowiedź to 5,7 mola/litr.
Jaka jest molarność 3 uncji 3% roztworu soli fizjologicznej?
Możesz założyć, że jest to stężenie wagowo-objętościowe. Ułatwia to obliczenia, jeśli przeliczysz objętość na litry, więc użyj tej konwersji: 1 uncja = 0,03 litra. Masz 0,09 litra roztworu lub 90 mililitrów. Ponieważ woda waży 1 gram na mililitr, waga próbki wynosi 90 gramów. Jest to 3-procentowy roztwór, więc waga substancji rozpuszczonej wynosi 3/100 • 90 = 2,7 g.
Wzór chemiczny soli to NaCl, a biorąc pod uwagę, że masy atomowe sodu i chloru wynoszą odpowiednio 23 g/mol i 35 g/mol, jej masa cząsteczkowa wynosi 58 g/mol.
Podziel masę cząsteczkową przez masę substancji rozpuszczonej w roztworze, aby znaleźć liczbę moli: 2,7 g ÷ 58 g/mol = 0,047 mola.
Podziel przez objętość roztworu, aby znaleźć molarność: M = (0,047 mola ÷ 0,09 litra) = 0,52 mola/litr.