Concentrația procentuală: Caracteristici, calcul și exemple
Procentul de concentrație este o modalitate de exprimare a raportului solute într-o sută de părți de amestecare sau dizolvare. Trebuie remarcat faptul că aceste "părți" pot fi exprimate în unități de masă sau volum. Datorită acestei concentrații, este cunoscută compoziția unei soluții care, spre deosebire de cea a unui compus pur, nu este constantă.
De asemenea, nu numai compoziția sa variază, ci și proprietățile sale organoleptice. Borcanul de ceai din imaginea inferioară dobândește arome mai intense (și colorații), deoarece mai multe condimente se dizolvă în apa de gheață. Cu toate acestea, deși proprietățile lor se schimbă, concentrația acestor condimente rămâne constantă.
Dacă presupunem că 100 grame din acestea sunt dizolvate în apă și apoi agitate suficient pentru a omogeniza soluția, grame vor fi distribuite în întregul vas. Concentrația procentuală a ceaiului rămâne constantă chiar dacă conținutul de lichid este împărțit în recipiente diferite.
Aceasta variază numai dacă se adaugă mai multă apă în borcan, care, deși nu modifică masa inițială a condimentelor dizolvate (substanța dizolvată), modifică concentrația acesteia. Pentru exemplul ratei de ceai, această concentrație poate fi exprimată convenabil ca o masă de substanță dizolvată între volumul apei.
Astfel, se deschide calea spre cazurile infinite în care aceste calcule de concentrare joacă un rol crucial.
Ce este o soluție?
Înțelegerea termenului "soluție" este necesară înainte de a aborda expresiile procentuale ale concentrației sale.
O soluție este un amestec omogen sau uniform de două sau mai multe substanțe ale căror particule sunt de dimensiuni atomice sau moleculare.
Componentele acestora sunt substanța dizolvată și solventul. Solubilitatea este materialul dizolvat într-o soluție, care este într-o proporție mai mică. Solventul este mediul de dispersie într-o soluție și se găsește într-o proporție mai mare (cum ar fi apa din borcanul de ceai).
Caracteristicile concentrației procentuale
- Concentrația procentuală are avantajul evitării calculelor de molaritate și a altor unități de concentrare. În multe cazuri, este suficient să se cunoască cantitatea de substanță dizolvată dizolvată în soluție. Cu toate acestea, pentru reacțiile chimice, o parte este lăsată de concentrația molară.
- Facilitează verificarea legii conservării masei.
- Se exprimă în părți per sută de soluție, în cadrul căruia substanța dizolvată se numără.
- Relația dintre substanța dizolvată și soluția poate fi exprimată în unități de masă (grame) sau volum (mililitri).
Cum se calculează?
Modul de calculare depinde de unitățile în care doriți să o exprimați. Cu toate acestea, calculul matematic este în esență același.
Greutate procente în greutate% m / m
% (m / m) = (grame dizolvate / grame de soluție) ∙ 100
Procentul în greutate al unei soluții indică numărul de grame de substanță dizolvată în fiecare 100 grame de soluție.
De exemplu, o soluție la NaOH 10% m / m conține 10 grame de NaOH per 100 grame de soluție. De asemenea, poate fi interpretat în acest mod: 10 g de NaOH sunt dizolvate în 90 g de apă (100-10).
Ambele procente de greutate în volum% m / v
% (m / v) = (grame dizolvate / mililitri de soluție) ∙ 100
Procentul în miligrame este o unitate de concentrație utilizată adesea în rapoartele clinice pentru a descrie concentrațiile extrem de scăzute ale substanței dizolvate (de exemplu, mineralele în sânge).
Ca exemplu concret, avem următorul exemplu: nivelul de azot din sângele unei persoane este de 32 mg%, ceea ce înseamnă că există 32 mg de azot dizolvat în 100 ml de sânge.
Ambele volume procentuale în volum% v / v
% (v / v) = (mililitri dizolvat / mililitri de soluție) ∙ 100
Procentul volumic al unei soluții indică numărul de mililitri de substanță dizolvată în fiecare 100 mililitri de soluție.
De exemplu, o soluție la 25% v / v de alcool în apă conține 25 mililitri de alcool pe 100 mililitri de soluție sau ceea ce este același: 75 mililitri de apă dizolvă 25 mililitri de alcool.
Exemple de calcule de concentrație procentuală
Exemplul 1
Dacă aveți 7 g KIO 3, câte grame de soluție de 0, 5% m / m puteți prepara cu această cantitate de sare?
O soluție de 0, 5% m / m este foarte diluată și se interpretează după cum urmează: pentru fiecare 100 grame de soluție există 0, 5 grame de KIO 3 dizolvat. Apoi, pentru a determina gramele acestei soluții care poate fi pregătită, se utilizează factorii de conversie:
7 g KIO 3 (100 g Sol / 0, 5 g KIO 3 ) = 1400 g sau 1, 4 kg de soluție.
Cum este posibil? Evident, cantitatea mare de masă a venit din apă; astfel, 7 grame de KIO 3 au fost dizolvate în 1393 grame de apă.
Exemplul 2
Dacă doriți să preparați 500 grame de soluție 1% CuSO 4, câte grame de sare cuprică sunt necesare?
Factorii de conversie sunt aplicați pentru a curăța CuSO 4 g dorit:
500 g de Sol CuSO 4 · (1 g de CuSO4 / 100 g Sol CuSO4) = 5 g de CuSO4
Cu alte cuvinte, 5 g de CuS04 (o sare de culori strălucitoare albastru) sunt dizolvate în 495 g de apă (aproximativ 495 ml)
Exemplul 3
Dacă amestecați 400 ml de apă, 37 de grame de zahăr, 18 grame de sare și 13 grame de sulfat de sodiu (Na2SO4), care este concentrația procentuală în masă pentru fiecare componentă a amestecului?
Presupunând că densitatea apei este de 1 g / ml, amestecul are 400 g de apă. Se adaugă masa totală a componentelor soluției: (400 + 37 + 18 + 13) = 468 g de soluție.
Aici calculul este direct și simplu:
% Apă m / m = (400 g apă / 468 g sol) 100 = 85, 47
% Zahăr m / m = (37 g zahăr / 468 g sol) 100 = 7, 90
Sare m / m = (18 g sare / 468 g Sol) ⋅ 100 = 3, 84
% Na2S04 m / m = (13 g Na2S04 / 468 g sol) 100 = 2, 77
Adăugând toate procentele de masă individuale pe care le avem: (85.47 + 7.90 + 3.84 + 2.77) = 99.98% ≈ 100%, amestecul total.
