STĘŻENIE PROCENTOWE: CHARAKTERYSTYKA, OBLICZENIA I PRZYKŁADY - CHEMIA - 2025

Stężenie procentowe jest sposobem wyrażenia stosunku substancji rozpuszczonej w stu częściach mieszaniny lub roztworu. Należy zauważyć, że te „części” można wyrazić w jednostkach masy lub objętości. Dzięki takiemu stężeniu znany jest skład roztworu, który w przeciwieństwie do czystego związku nie jest stały.

Zmienia się nie tylko jego skład, ale także właściwości organoleptyczne. Słoik na herbatę na poniższym zdjęciu nabiera bardziej intensywnych smaków (i kolorów), ponieważ w lodowatej wodzie rozpuszcza się więcej przypraw. Jednak pomimo zmiany ich właściwości stężenie tych przypraw pozostaje stałe.

Jeśli przyjmiemy, że 100 gramów tych substancji rozpuszcza się w wodzie, a następnie miesza wystarczająco, aby ujednorodnić roztwór, gramy zostaną rozprowadzone w całym słoiku. Procentowe stężenie herbaty pozostaje stałe, nawet jeśli płynna zawartość jest podzielona na różne pojemniki.

Będzie się to zmieniać tylko wtedy, gdy do słoika zostanie dodana większa ilość wody, która, chociaż nie zmienia pierwotnej masy rozpuszczonych przypraw (substancji rozpuszczonej), zmienia jej stężenie. Na przykład szybkość herbaty, stężenie to można dogodnie wyrazić jako masę substancji rozpuszczonej podzieloną przez objętość wody.

W ten sposób ustępuje miejsca nieskończonym przypadkom, w których te obliczenia stężenia odgrywają kluczową rolę.

Co to jest rozwiązanie?

Zrozumienie terminu „roztwór” jest konieczne przed zajęciem się wyrażeniami procentowymi jego stężenia.

Roztwór jest jednorodną lub jednorodną mieszaniną dwóch lub więcej substancji, których cząsteczki mają wielkość atomową lub cząsteczkową.

Składniki to substancja rozpuszczona i rozpuszczalnik. Substancja rozpuszczona to materiał rozpuszczony w roztworze, który występuje w mniejszym stopniu. Rozpuszczalnik jest ośrodkiem dyspersji w roztworze i występuje w większej proporcji (jak woda w słoiku na herbatę).

Charakterystyka stężenia procentowego

- Stężenie procentowe przedstawia wygodę uniknięcia obliczeń molarności i innych jednostek stężenia. W wielu przypadkach wystarczy znać ilość substancji rozpuszczonej w roztworze. Jednak w przypadku reakcji chemicznych pomija się stężenie molowe.

- Ułatwia weryfikację prawa zachowania masy.

- Jest wyrażony w częściach na sto roztworu, w ramach którego liczy się substancję rozpuszczoną.

- Zależność między substancją rozpuszczoną a roztworem można wyrazić w jednostkach masy (gramy) lub objętości (mililitry).

Jak to jest obliczane?

Sposób obliczenia zależy od jednostek, w jakich chcesz to wyrazić. Jednak obliczenia matematyczne są zasadniczo takie same.

Procent wagowy% m / m

% (m / m) = (gramy substancji rozpuszczonej / gramy roztworu) ∙ 100

Procent wagowy roztworu wskazuje liczbę gramów substancji rozpuszczonej w każdych 100 gramach roztworu.

Na przykład 10% m / m roztwór NaOH zawiera 10 gramów NaOH na 100 gramów roztworu. Można to również interpretować w ten sposób: 10 g NaOH rozpuszcza się w 90 g wody (100-10).

Procent objętościowy% m / v

% (m / v) = (gramy substancji rozpuszczonej / mililitry roztworu) ∙ 100

Procent w miligramach to jednostka stężenia często używana w raportach klinicznych do opisania skrajnie niskich stężeń substancji rozpuszczonej (np. Śladowe ilości minerałów we krwi).

Jako konkretny przypadek mamy następujący przykład: poziom azotu we krwi człowieka wynosi 32 mg%, co oznacza, że ​​na 100 ml krwi przypada 32 mg rozpuszczonego azotu.

Procent objętościowy% v / v

% (v / v) = (mililitry substancji rozpuszczonej / mililitry roztworu) ∙ 100

Procent objętościowy objętości roztworu wskazuje liczbę mililitrów substancji rozpuszczonej w każdych 100 mililitrach roztworu.

Na przykład 25% v / v roztwór alkoholu w wodzie zawiera 25 mililitrów alkoholu na 100 mililitrów roztworu, czyli to samo: 75 ml wody rozpuszcza 25 ml alkoholu.

Przykłady obliczeń stężenia procentowego

Przykład 1

Jeśli masz 7 g KIO ₃ , ile gramów 0,5% m / m roztworu można przygotować z taką ilością soli?

Roztwór o stężeniu 0,5% m / m jest bardzo rozcieńczony i interpretuje się go następująco: na każde 100 gramów roztworu przypada 0,5 grama rozpuszczonego KIO ₃ . Następnie do określenia gramów tego roztworu, które można przygotować, stosuje się przeliczniki:

7 g KIO ₃ ∙ (100 g Sol / 0,5 g KIO ₃ ) = 1400 g lub 1,4 kg roztworu.

Jak to jest możliwe? Oczywiście duża ilość masy pochodziła z wody; w ten sposób 7 gramów KIO ₃ rozpuszczono w 1393 gramach wody.

Przykład 2

Jeśli chcesz przygotować 500 gramów 1% roztworu CuSO ₄ , ile gramów soli miedziowej jest potrzebne?

Współczynniki konwersji są stosowane do obliczenia żądanego g CuSO ₄ :

500 g Sol CuSO ₄ ∙ (1 g CuSO ₄ /100 g Sol CuSO ₄ ) = 5 g CuSO ₄

Innymi słowy, 5 g CuSO ₄ (sól o jasnoniebieskich barwach) rozpuszcza się w 495 g wody (około 495 ml)

Przykład 3

Po zmieszaniu 400 ml wody, 37 gramów cukru, 18 gramów soli i 13 gramów siarczanu sodu (Na ₂ SO ₄ ), jakie jest procentowe stężenie w masie każdego ze składników mieszaniny?

Jeżeli przyjmuje się, że gęstość wody wynosi 1 g / ml, wówczas do mieszaniny jest dostępnych 400 g wody. Dodając całkowitą masę składników roztworu otrzymujemy: (400 + 37 + 18 + 13) = 468 g roztworu.

Tutaj obliczenia są bezpośrednie i proste:

% Wody m / m = (400 g wody / 468 g słońca) ∙ 100 = 85,47

% Cukru m / m = (37 g cukru / 468 g Sol) ∙ 100 = 7,90

% Soli m / m = (18 g soli / 468 g Sol) ∙ 100 = 3,84

% Na ₂ SO ₄ M / m = (13 g Na ₂ SO ₄ /468 g Sol) ∙ 100 = 2,77

Dodając wszystkie poszczególne procenty masowe otrzymujemy: (85,47 + 7,90 + 3,84 + 2,77) = 99,98% ≈ 100%, czyli cała mieszanina.

Bibliografia

1. Christian Rae Figueroa. (14 września 2016). Jednostki koncentracji. Chemistry Pobrano 11 maja 2018 r. Z: chem.libretexts.org
2. Ian Mills, Tomislav Cvitas, Klaus Homann, Nikola Kallay. (1998). Ilości, jednostki i symbole w chemii fizycznej. Druga edycja. Blackwell Science.
3. Whitten, Davis, Peck & Stanley. Chemia. (8th ed.). CENGAGE Learning, s. 100–103.
4. Clackamas Community College. (2011). Lekcja 4: Stężenia procentowe. Pobrane 11 maja 2018 z: dl.clackamas.edu
5. Dr Anne Marie Helmenstine (9 maja 2018). Stężenie procentowe objętości (v / v%). Pobrane 11 maja 2018 r. Z: thinkco.com
6. Peter J. Mikulecky, Chris Hren. (2018). Jak mierzyć stężenie za pomocą molarności i procentowego roztworu. Pobrane 11 maja 2018 r. Z: dummies.com
7. Armando Marín B. Koncentracje. . Pobrane 11 maja 2018 z: amyd.quimica.unam.mx