Концентрації є важливим поняттям у хімії, і коли ви поєднуєте розчини з різними концентраціями, вам потрібно знати, як розрахувати кінцеву концентрацію. Хоча ви можете скористатися калькулятором коефіцієнта розведення або чимось подібним (див. Ресурси), щоб дізнатися це, набагато краще вивчіть саму математику, щоб ви могли робити це самостійно за допомогою калькулятора на мобільному телефоні, не потребуючи спеціально створеної інструменти.
Вибравши ключові поняття, що лежать в основі концентрацій, і вивчивши пару простих формул, ви зможете обробити будь-які розрахунки, які вам, ймовірно, знадобляться в лабораторії.
Розуміння рішень
Рішенням є a однорідна суміш двох речовин, розчинника (наприклад, води) та розчиненої речовини (речовини, яку ви розчиняєте у воді), при цьому “однорідний” просто говорить про те, що обидва ретельно перемішуються.
Саме рішення являє собою комбінацію цих двох компонентів, тому об’єм розчину підказує вам усього сума, коли вони були об’єднані. Вам потрібно дві частини інформації, щоб повністю визначити концентрацію розчину: кількість розчинника та кількість розчиненої речовини (або загальна кількість розчину).
Найзагальніший спосіб описати концентрацію розчинів (тобто, наскільки вони “сильні”) ділення кількості розчиненої речовини на кількість загального розчину, причому обидва вони виражаються в однакові одиниці. Наприклад, якщо ви додаєте 30 мл соляної кислоти до 270 мл води, ви отримаєте (30 мл / 300 мл) × 100 = 10-процентний розчин соляної кислоти у воді. Як формула:
Однак у хімії концентрація розчинів часто виражається як "молярність" (моляр концентрація), яка визначається як кількість молей розчиненої речовини, поділена на кількість літрів рішення. Це дає вам значення в молях на літр, де один моль речовини еквівалентний його атомній або молекулярній масі в грамах.
Розрахунок розведень
Якщо ви починаєте з розчину із заданою молярністю, а потім розбавляєте його, ви можете використовувати просту формулу для пошуку остаточна концентрація або об’єм, до якого потрібно буде її розбавити, щоб досягти заданої концентрація. Формула:
Де М - молярність, і V - об’єм рішення, причому індекси i та f означають «початковий» та «кінцевий». Отже, за умови, що ви знаєте молярність та обсяг, з якого ви починаєте, і остаточну молярність або обсяг, який ви хочете, ви можете вирішити для решти кількість.
Ви знайдете потрібне значення, розділивши ліву сторону (добуток початкового об'єму та молярності) на значення, яке ви знаєте праворуч. Наприклад, якщо у вас є 0,5 л розчину 2 М (тобто молярність 2), і ви хочете розчин з молярністю 0,5 М, який кінцевий об’єм вам потрібен?
Переорганізуйте, щоб отримати:
Так:
Потрібно розвести розчин до 2 літрів. Щоб використовувати цю формулу для інших одиниць (наприклад, галонів), вам просто потрібно переконатися, що концентрація (тобто молярність) виражається у та ж одиниця виміру, що і обсяг, тому ви можете використовувати це як калькулятор розведення в галонах, якщо виражаєте концентрацію в молях на галону.
Калькулятор остаточної концентрації в цілому
Якщо вам потрібно розрахувати остаточну концентрацію для більш складної ситуації, найпростіший підхід - повернутися до основного визначення концентрація.
Наприклад, якщо ви змішуєте два розчини з різною концентрацією, для пошуку кінцевої концентрації вам знадобиться кінцева кількість розчиненої речовини та кінцева кількість всього розчину. Це можна дізнатись, якщо ви розрахуєте суму розчинена речовина в обох вихідних сумішах додайте їх разом, а потім розділіть на загальну кількість розчину. Потім ви можете помножити на 100, якщо хочете, щоб це було у відсотках.
Наприклад, скажімо, у вас є 2-відсотковий розчин (за масою) солі у воді із загальною кількістю 100 г розчину та 10-відсотковий розчин солі у воді із 150 г розчину.
Перший розчин містить 0,02 × 100 г = 2 г солі, а другий розчин - 0,10 × 150 г = 15 г солі. Отже, загалом у вас 2 г + 15 г = 17 г солі та 100 г + 150 г = 250 г розчину. Це дає 17 г / 250 г = 0,068 або 6,8% концентрації кінцевого розчину.