چه در آزمایشگاه آموزشی یک محلول شست‌وشوی سالین آماده کنید و چه یک مایع ضدعفونی‌کننده غلیظ را رقیق کنید، ماشین حساب محلول درصدی نسبت دقیق جرم به حجم را به یک عدد ساده و قابل بررسی تبدیل می‌کند. کافی است هر دو مورد از سه مقدار مقدار ماده حل‌شونده، حجم محلول و درصد را وارد کنید تا مقدار سوم محاسبه شود، بدون هیچ جبری. این راهنما فرمول‌های دقیق پشت ابزار را توضیح می‌دهد، مثال‌های واقعی w/v، w/w و v/v را حل می‌کند و نشان می‌دهد هر نوع درصد در آزمایشگاه چه زمانی کاربرد دارد.
ماشین حساب محلول درصدی: فرمول چگونه کار می‌کند؟
این نوع درصد بیان‌کننده «قسمت در صد» است: چه مقدار ماده حل‌شونده در هر 100 واحد از محلول نهایی وجود دارد. آزمایشگاه‌ها هر روز از محلول‌های درصدی استفاده می‌کنند، از شست‌وشوی ساده سالین گرفته تا واکنشگرهای غلیظ. در همه فرمول‌های زیر مخرج، حجم کل یا جرم کل محلول نهایی است، نه فقط حلالی که به آن اضافه شده است. چون هر جزء محلول را می‌توان بر اساس وزن یا بر اساس حجم اندازه گرفت، شیمی‌دان‌ها سه نوع جداگانه را از هم تفکیک می‌کنند و اشتباه گرفتن آن‌ها رایج‌ترین منشأ خطا در محاسبات آزمایشگاهی است.
این ابزار هر سه نوع را پوشش می‌دهد، اما دانستن آنچه پشت صحنه رخ می‌دهد تشخیص نتیجه‌های مشکوک را بسیار آسان‌تر می‌کند. فرمول محلول درصدی در اصل یک رابطه است که در سه شکل زیر تکرار می‌شود.
درصد وزنی/حجمی: محاسبه %w/v
درصد وزنی/حجمی (%w/v) که گاهی درصد جرم در حجم هم نامیده می‌شود، نسبتی است که شیمی‌دان‌ها بیش از همه به کار می‌برند، چون با یک ترازو و یک استوانه مدرج به‌راحتی آماده می‌شود.
$$\%\,w/v = \frac{\text{جرم املاح}}{\text{حجم محلول}} \times 100$$
یک محلول 10% w/v شامل 10 گرم ماده حل‌شونده در هر 100 میلی‌لیتر محلول است، نه در 100 میلی‌لیتر حلال؛ اشتباهی ساده که همه محاسبات بعدی را تغییر می‌دهد.
درصد وزنی/وزنی: محاسبه %w/w
درصد وزنی/وزنی (%w/w) که درصد جرمی هم نامیده می‌شود، جرم ماده حل‌شونده را مستقیماً با جرم کل محلول نهایی مقایسه می‌کند.
$$\%\,w/w = \frac{\text{جرم املاح}}{\text{جرم محلول}} \times 100$$
واکنشگرهای تجاری مانند هیدروکلریک اسید 37% w/w به همین شکل برچسب‌گذاری می‌شوند، چون جرم برخلاف حجم با دما تغییر نمی‌کند، و این هنگام نگهداری یا حمل واکنشگر مزیت واقعی است.
درصد حجمی/حجمی: محاسبه %v/v
درصد حجمی/حجمی (%v/v) فقط زمانی کاربرد دارد که هر دو جزء مایع باشند.
$$\%\,v/v = \frac{\text{حجم املاح}}{\text{حجم محلول}} \times 100$$
برای مثال، محلول اتانول 70% v/v با رساندن 70 میلی‌لیتر از مایع خالص به حجم نهایی 100 میلی‌لیتر با آب ساخته می‌شود، چون حجم مایعات امتزاج‌پذیر مانند دو بخش جداگانه از یک مایع، حجم‌به‌حجم با هم جمع نمی‌شود.
| نوع درصد | معادله | کمیت‌های اندازه‌گیری‌شده | کاربرد معمول |
|---|---|---|---|
| w/v (وزنی/حجمی) | جرم ماده حل‌شونده ÷ حجم محلول × 100 | وزن و حجم | سالین، دکستروز، SDS |
| w/w (وزنی/وزنی) | جرم ماده حل‌شونده ÷ جرم محلول × 100 | وزن و وزن | اسیدها و بازهای غلیظ |
| v/v (حجمی/حجمی) | حجم ماده حل‌شونده ÷ حجم محلول × 100 | حجم و حجم | محلول‌های الکلی |