При приготовлении раствора в лаборатории есть разные способы выразить концентрацию. Некоторые из наиболее распространенных способов перечислены ниже:
- Молярность (M): моль растворенного вещества / литр раствора или моль / л (моль / л)
- вес / объем (г / мл): вес в граммах растворенного вещества / миллилитры растворенного вещества.
- w / w: вес в граммах растворенного вещества / вес в граммах раствора (г / г)
- об / об: объем растворенного вещества / объем раствора (л / л)
Здесь основное внимание будет уделено тому, как приготовить растворы с их концентрацией, выраженной как масса по объему или вес / объем.
Зачем использовать W / V?
Почему существует так много разных способов выражения концентрации? Ну, это потому, что не все решения принимаются одинаково. Например, w / v часто используется, когда сухое растворенное вещество отвешивают и добавляют к жидкому растворителю. Вы можете представить, как взвешиваете KCl и добавляете его в воду. Это позволяет очень легко выразить концентрацию, поскольку вы знаете, сколько KCl вы взвесили.
Что означает 5% -ный раствор KCl? Это означает, что на каждые 100 мл раствора приходится 5 граммов KCl.
Вот уравнение, которое следует использовать при вычислении процента веса к объему для раствора:
Принятие решений с заданной концентрацией
Итак, если бы вас попросили приготовить 100 мл 17% -ного раствора азида натрия, как бы вы это сделали?
Вы можете использовать приведенное выше уравнение:
Это значит, что:
Чтобы приготовить 100 мл 17% раствора азида натрия, вам нужно будет взвесить 17 граммов азида натрия, а затем добавить воду до тех пор, пока конечный объем не станет 100 мл.
Вы можете использовать это уравнение по-другому. Допустим, вам сказали, что раствор, который вы будете использовать, содержит 45 граммов ацетата магния, а общий объем составляет 245 мл. Какова концентрация этого раствора в мас. / Об. Процентах?
Опять же, вы можете использовать приведенное выше уравнение:
Так:
Это означает, что при добавлении 45 граммов ацетата магния к раствору, который составляет в общей сложности 245 мл, процентное содержание ацетата магния составляет 18,4%.
Самое замечательное в использовании w / v заключается в том, что вам не нужно беспокоиться о вычислении молей растворенного вещества, что потребует дополнительного шага.
Переход от W / V к молярности
Предположим, однако, что ваш учитель дает вам 21% (вес / объем) раствор NaCl и просит вас найти молярность этого решения. Как бы Вы это сделали?
Начните с определения того, сколько граммов растворенного вещества содержится в каком количестве раствора. Поскольку количество имеющегося у вас раствора не изменит концентрацию, вы можете просто принять 100 мл раствора.
Итак, тогда:
Рассчитывая массу растворенного вещества, вы обнаружите:
Это означает, что на каждые 100 мл раствора приходится 21 грамм NaCl. Чтобы найти молярность, вам нужно будет преобразовать это количество граммов в моль, используя молярную массу NaCl:
Чтобы найти молярность, вы можете разделить количество молей на объем растворенного вещества (в литрах):
Это означает, что 21% -ный (вес. / Об.) Раствор NaCl совпадает с 3,6-м раствором NaCl. Таким образом можно переходить между обозначениями концентрации.