วิธีการคำนวณความเข้มข้นขั้นสุดท้าย

ความเข้มข้นเป็นแนวคิดที่สำคัญในวิชาเคมี และเมื่อคุณรวมสารละลายที่มีความเข้มข้นต่างกัน คุณจำเป็นต้องรู้วิธีคำนวณความเข้มข้นสุดท้าย ในขณะที่คุณสามารถใช้เครื่องคำนวณอัตราส่วนการเจือจางหรือสิ่งที่คล้ายกัน (ดูแหล่งข้อมูล) เพื่อค้นหาสิ่งนี้ จะดีกว่ามากที่จะ เรียนคณิตศาสตร์ด้วยตัวเอง ทำได้ด้วยตัวเองด้วยเครื่องคิดเลขบนโทรศัพท์มือถือของคุณโดยไม่ต้องสร้างตามวัตถุประสงค์ เครื่องมือ

เมื่อคุณได้แนวคิดหลักเกี่ยวกับความเข้มข้นและเรียนรู้สูตรง่ายๆ สองสามสูตรแล้ว คุณจะสามารถจัดการกับการคำนวณใดๆ ที่คุณต้องการในห้องแล็บได้

วิธีแก้ปัญหาคือ ส่วนผสมที่เป็นเนื้อเดียวกัน ของสารสองชนิด ได้แก่ ตัวทำละลาย (เช่น น้ำ) และตัวถูกละลาย (สิ่งที่คุณละลายในน้ำ) โดย "เป็นเนื้อเดียวกัน" เพียงบอกคุณว่าทั้งสองผสมกันอย่างทั่วถึง

ตัวโซลูชันคือการรวมกันขององค์ประกอบทั้งสองนี้ ดังนั้นปริมาตรของโซลูชันจะบอกคุณถึง รวม จำนวนเงินเมื่อทั้งสองรวมกันแล้ว คุณต้องการข้อมูลสองส่วนในการหาปริมาณความเข้มข้นของสารละลายทั้งหมด: ปริมาณของตัวทำละลายและปริมาณของตัวถูกละลาย (หรือปริมาณทั้งหมดของสารละลาย)

วิธีทั่วไปที่สุดในการอธิบายความเข้มข้นของสารละลาย (เช่น "แรง" แค่ไหน) คือ หารปริมาณตัวถูกละลายด้วยปริมาณของสารละลายทั้งหมด โดยทั้งสองอย่างนี้แสดงอยู่ใน หน่วยเดียวกัน. ตัวอย่างเช่น หากคุณเติมกรดไฮโดรคลอริก 30 มล. ลงในน้ำ 270 มล. คุณจะมีสารละลายกรดไฮโดรคลอริก (30 มล. / 300 มล.) × 100 = 10 เปอร์เซ็นต์ในน้ำ เป็นสูตร:

อย่างไรก็ตาม ในทางเคมี ความเข้มข้นของสารละลายมักแสดงเป็น “โมลาริตี” (โมลาร์ ความเข้มข้น) ซึ่งกำหนดเป็นจำนวนโมลของตัวถูกละลายหารด้วยจำนวนลิตรของ สารละลาย. ซึ่งจะให้ค่าเป็นโมลต่อลิตร โดยที่สารหนึ่งโมลมีค่าเท่ากับมวลอะตอมหรือมวลโมเลกุลในหน่วยกรัม

หากคุณเริ่มด้วยสารละลายที่มีโมลาริตีที่กำหนดแล้วเจือจาง คุณสามารถใช้สูตรง่ายๆ เพื่อค้นหา ความเข้มข้นสุดท้ายหรือปริมาตรที่คุณจะต้องเจือจางเพื่อให้ได้ค่าที่กำหนด ความเข้มข้น สูตรคือ:

ที่ไหน เอ็ม คือโมลาริตี และ วี คือปริมาตรของโซลูชัน โดยมีตัวห้อย i และ f หมายถึง "เริ่มต้น" และ "ขั้นสุดท้าย" เพื่อให้คุณรู้ว่า โมลาริตีและปริมาตรที่คุณเริ่มต้น และโมลาริตีสุดท้ายหรือปริมาตรที่คุณต้องการ คุณสามารถแก้ไขได้สำหรับส่วนที่เหลือ ปริมาณ.

คุณพบค่าที่ต้องการโดยการหารด้านซ้ายมือ (ผลคูณของปริมาตรเริ่มต้นและโมลาริตี) ด้วยค่าที่คุณทราบทางด้านขวา ตัวอย่างเช่น หากคุณมีสารละลาย 0.5 ลิตร 2 โมลาร์ (เช่น โมลาริตี 2) และคุณต้องการสารละลายที่มีโมลาริตี 0.5 โมลาร์ คุณต้องการปริมาตรสุดท้ายเท่าใด

จัดเรียงใหม่เพื่อรับ:

ดังนั้น:

คุณต้องเจือจางสารละลายเป็น 2 ลิตร ในการใช้สูตรนี้กับหน่วยอื่นๆ (เช่น แกลลอน) คุณเพียงแค่ต้องแน่ใจว่าความเข้มข้น (เช่น โมลาริตี) แสดงเป็น หน่วยเดียวกับปริมาตร คุณจึงสามารถใช้เป็นเครื่องคำนวณการเจือจางในหน่วยแกลลอนได้ หากคุณแสดงความเข้มข้นเป็นโมลต่อ แกลลอน.

หากคุณต้องการคำนวณความเข้มข้นสุดท้ายสำหรับสถานการณ์ที่ซับซ้อนมากขึ้น วิธีที่ง่ายที่สุดคือกลับไปที่คำจำกัดความพื้นฐานของ ความเข้มข้น.

ตัวอย่างเช่น หากคุณกำลังผสมสารละลายสองชนิดที่มีความเข้มข้นต่างกัน เพื่อหาความเข้มข้นสุดท้าย คุณจะต้องใช้ปริมาณตัวถูกละลายในขั้นสุดท้ายและปริมาณสุดท้ายของสารละลายทั้งหมด คุณสามารถหาสิ่งนี้ได้หากคุณคำนวณจำนวน ตัวละลาย ในส่วนผสมดั้งเดิมทั้งสอง ให้ผสมเข้าด้วยกัน แล้วหารด้วยปริมาณสารละลายทั้งหมด จากนั้นคุณสามารถคูณด้วย 100 หากคุณต้องการให้เป็นเปอร์เซ็นต์

ตัวอย่างเช่น สมมติว่าคุณมีสารละลายเกลือ 2 เปอร์เซ็นต์ (โดยมวล) ในน้ำ โดยมีสารละลายทั้งหมด 100 กรัม และสารละลายเกลือ 10 เปอร์เซ็นต์ในน้ำที่มีสารละลายทั้งหมด 150 กรัม

สารละลายแรกประกอบด้วยเกลือ 0.02 × 100 กรัม = 2 กรัม และสารละลายที่สองประกอบด้วยเกลือ 0.10 × 150 กรัม = เกลือ 15 กรัม โดยรวมแล้วคุณมีเกลือ 2 ก. + 15 ก. = 17 ก. และ 100 ก. + 150 ก. = 250 ก. ซึ่งจะทำให้สารละลายสุดท้ายมีความเข้มข้น 17 g / 250 g = 0.068 หรือ 6.8 เปอร์เซ็นต์