Концентрация растворов

Массовая доля и моль на литр. Массу раствора можно не считать вручную — достаточно указать, сколько взяли растворителя.

Масса растворённого вещества граммы

ЧТО ИЗВЕСТНО ВТОРЫМ

Масса растворителя например, воды — раствор получится тяжелее на массу вещества

ДЛЯ МОЛЯРНОЙ КОНЦЕНТРАЦИИ, ЕСЛИ НУЖНА

Формула вещества Объём раствора, л

Как это считается

Концентрацию выражают двумя способами. Массовая доля — какую часть массы раствора занимает вещество. Молярная — сколько молей приходится на литр:

ω = \frac{m_{в-ва}}{m_{р-ра}} \cdot 100 %, C = \frac{n}{V}

В знаменателе массовой доли стоит масса раствора, а не растворителя. Растворив 20 г соли в 180 г воды, получаешь 200 г раствора: соль никуда не делась, её масса вошла в общую. Деление на 180 даёт 11,1% вместо 10% — и это самая распространённая ошибка в теме растворов, потому что число выглядит правдоподобно.

Молярная концентрация требует ещё двух величин: молярной массы, чтобы перейти от граммов к молям, и объёма раствора. Объём здесь именно раствора, а не залитой воды: при растворении он меняется, и для точных расчётов его находят через плотность.

Две величины описывают один раствор с разных сторон. Массовая доля не зависит от того, сколько раствора взято, — она останется той же и в пробирке, и в цистерне. Молярная концентрация привязана к объёму, зато сразу говорит, сколько вещества вступит в реакцию.

Другие способы выражения

Массовая доля и молярная концентрация — не единственные. В аналитической химии и в медицинских прописях встречаются ещё четыре, для справки:

СПОСОБ	ОБОЗНАЧЕНИЕ	ФОРМУЛА	ЕДИНИЦА
Молярная концентрация эквивалента (нормальность)	Cэ, N	nэ / V	моль-экв/л
Моляльность	b	n / m(р-ля)	моль/кг
Титр	T	m(в-ва) / V	г/мл
Мольная доля	χ	n(в-ва) / n(общее)	доли единицы

Этот калькулятор считает массовую долю и молярную концентрацию — самые частые в школьном курсе. Нормальность, моляльность, титр и мольную долю он не считает: для них нужна ещё одна величина — фактор эквивалентности, масса растворителя отдельно от раствора или общее число молей всех компонентов.

Примеры расчёта

Соль растворили в воде: масса раствора больше воды

ω = \frac{m_{в-ва}}{m_{р-ра}} \cdot 100 %

Находим массу раствора

$m_{р-ра} = 20 + 180 = 200 г$

Масса раствора — это вещество вместе с растворителем. Делить на массу одного растворителя нельзя: это самая частая ошибка в таких задачах.
Считаем массовую долю

$ω = \frac{20}{200} \cdot 100 % = 10 %$

Массовая доля — отношение массы вещества к массе всего раствора. Величина безразмерная, проценты добавляются умножением на сто.

ω = 10 %

Двадцать граммов делятся на двести, а не на сто восемьдесят. Разделив на массу воды, получишь 11,1% — и это самая распространённая ошибка во всей теме растворов.

От массовой доли к молярной концентрации

ω = \frac{m_{в-ва}}{m_{р-ра}} \cdot 100 %

Считаем массовую долю

$ω = \frac{40}{1000} \cdot 100 % = 4 %$

Массовая доля — отношение массы вещества к массе всего раствора. Величина безразмерная, проценты добавляются умножением на сто.
Переходим к количеству вещества

$n = \frac{m}{M} = \frac{40}{40} = 1 моль$

Молярная масса NaOH равна 40 г/моль. Количество вещества — масса, делённая на молярную массу.
Считаем молярную концентрацию

$C = \frac{n}{V} = \frac{1}{1} = 1 моль/л$

Молярная концентрация — количество вещества на литр раствора. Объём берётся именно раствора, а не растворителя.

ω = 4 %, C = 1 моль/л

Массовая доля и молярная концентрация описывают один раствор с разных сторон: первая безразмерна, вторая привязана к объёму. Перейти от одной к другой без молярной массы нельзя.

Вопросы

На что делить — на массу воды или на массу раствора?

На массу раствора. Растворив 20 г соли в 180 г воды, получаешь 200 г раствора, и доля равна 10%, а не 11,1%. Это ошибка номер один во всей теме растворов.

Чем массовая доля отличается от молярной концентрации?

Массовая доля показывает, какую часть массы раствора составляет вещество, и не зависит от объёма. Молярная концентрация — сколько молей приходится на литр раствора. Перейти от одной к другой без молярной массы нельзя.

Объём раствора равен объёму воды?

Нет. При растворении объём меняется, и для точных расчётов его измеряют или находят через плотность раствора: V = m/ρ. Считать объём раствора равным объёму растворителя — приближение, годное не всегда.

Как посчитать разбавление?

Масса вещества при разбавлении не меняется, меняется только масса раствора. Отсюда правило: ω₁·m₁ = ω₂·m₂. Зная три величины, находишь четвёртую.

Что делать с кристаллогидратом в задаче?

Вещества в растворе окажется меньше, чем взято навески: часть массы — вода. Сначала находят долю безводной соли в кристаллогидрате, потом её массу, и только затем считают концентрацию.

Массовая доля бывает больше ста процентов?

Нет. Вещества не может быть больше, чем всего раствора, — доля лежит от нуля до единицы. Результат выше 100% означает ошибку в данных, обычно перепутанные массы.

Концентрация растворов

Калькулятор

Как это считается

Другие способы выражения

Примеры расчёта

Соль растворили в воде: масса раствора больше воды

Находим массу раствора

Считаем массовую долю

От массовой доли к молярной концентрации

Считаем массовую долю

Переходим к количеству вещества

Считаем молярную концентрацию

Вопросы

Похожие калькуляторы