Concentrațiile sunt un concept crucial în chimie și, atunci când combinați soluții cu concentrații diferite, trebuie să știți cum să calculați concentrația finală. Deși puteți utiliza un calculator al raportului de diluare sau ceva similar (consultați Resurse) pentru a afla acest lucru, este mult mai bine să faceți acest lucru învățați matematica în sine, astfel încât să o puteți face singur cu calculatorul de pe telefonul mobil, fără a fi nevoie de o construire specială instrumente.
După ce ați preluat conceptele cheie care stau la baza concentrațiilor și ați învățat câteva formule simple, veți putea gestiona orice calcul de care aveți nevoie probabil în laborator.
Înțelegerea soluțiilor
O soluție este o amestec omogen din două substanțe, solventul (de exemplu, apă) și substanța dizolvată (ceea ce dizolvați în apă), cu „omogen” care vă spune doar că cele două sunt bine amestecate.
Soluția în sine este combinația acestor două componente, astfel încât volumul unei soluții vă spune total suma când cele două au fost combinate. Aveți nevoie de două informații pentru a cuantifica pe deplin concentrația unei soluții: cantitatea de solvent și cantitatea de dizolvat (sau cantitatea totală a soluției).
Cel mai general mod de a descrie concentrația soluțiilor (adică cât de „puternice” sunt) este prin împărțind cantitatea de dizolvat la cantitatea de soluție totală, cu ambele exprimate în aceleași unități. De exemplu, dacă adăugați 30 ml de acid clorhidric la 270 ml de apă, aveți o (30 ml / 300 ml) × 100 = 10% soluție de acid clorhidric în apă. Ca formulă:
Cu toate acestea, în chimie, concentrația soluțiilor este adesea exprimată ca o „molaritate” (un molar concentrație), care este definită ca numărul de moli de dizolvat împărțit la numărul de litri de soluţie. Acest lucru vă oferă o valoare în aluni pe litru, în care un mol al unei substanțe este echivalentul masei sale atomice sau moleculare în grame.
Calculul diluțiilor
Dacă începeți cu o soluție cu o anumită molaritate și apoi o diluați, puteți utiliza o formulă simplă pentru a găsi concentrația finală sau volumul la care va trebui să o diluați pentru a atinge un anumit nivel concentraţie. Formula este:
Unde M este molaritatea și V este volumul soluției, cu indicii i și f reprezentând „inițial” și „final”. Deci, cu condiția să știți molaritatea și volumul cu care începeți și, fie molaritatea finală, fie volumul dorit, le puteți rezolva pentru restul cantitate.
Veți găsi valoarea dorită împărțind partea stângă (produsul volumului inițial și al molarității) la valoarea pe care o cunoașteți în dreapta. De exemplu, dacă aveți o soluție de 0,5 L de 2 M (adică o molaritate de 2) și doriți o soluție cu molaritate de 0,5 M, de ce volum final aveți nevoie?
Reorganizați pentru a obține:
Asa de:
Trebuie să diluați soluția la 2 litri. Pentru a utiliza această formulă pentru alte unități (de exemplu, galoane), trebuie doar să vă asigurați că concentrația (adică molaritatea) este exprimată în aceeași unitate ca și volumul, deci îl puteți folosi ca calculator de diluție în galoane dacă exprimați concentrația în moli pe galon.
Calculatorul final al concentrației în general
Dacă trebuie să calculați concentrația finală pentru o situație mai complicată, cea mai ușoară abordare este să reveniți la definiția de bază a concentraţie.
De exemplu, dacă amestecați două soluții cu concentrații diferite, pentru a găsi concentrația finală, veți avea nevoie de cantitatea finală de solut și cantitatea finală a întregii soluții. Puteți afla acest lucru dacă stabiliți suma de solut în ambele amestecuri originale, adăugați-le împreună și apoi împărțiți la cantitatea totală de soluție. Apoi puteți înmulți cu 100 dacă doriți ca procent.
De exemplu, spuneți că aveți o soluție de 2% (în masă) de sare în apă, cu 100 g de soluție în total și o soluție de 10% de sare în apă cu 150 g de soluție în total.
Prima soluție conține 0,02 × 100 g = 2 g de sare, iar a doua soluție conține 0,10 × 150 g = 15 g de sare. Deci, în total aveți 2 g + 15 g = 17 g de sare și 100 g + 150 g = 250 g de soluție. Aceasta dă o soluție finală de 17 g / 250 g = 0,068 sau 6,8%.
