เครื่องคำนวณสารละลายเปอร์เซ็นต์

ใส่มวลของตัวถูกละลายและปริมาตรของสารละลาย เพื่อดูความเข้มข้น

ความเข้มข้น (% w/v):–

โฆษณา

ไม่ว่าคุณจะเตรียมน้ำเกลือล้างในห้องปฏิบัติการสอน หรือเจือจางแอลกอฮอล์ทำความสะอาดเข้มข้น เครื่องคำนวณสารละลายเปอร์เซ็นต์ก็เปลี่ยนอัตราส่วนมวลต่อปริมาตรที่ยุ่งยากให้เป็นตัวเลขเดียวที่ตรวจสอบได้ ใส่ค่าสองในสามอย่าง คือปริมาณตัวถูกละลาย ปริมาตรของสารละลาย และค่าเปอร์เซ็นต์ เครื่องคำนวณจะหาค่าที่ขาดหายให้ โดยไม่ต้องใช้พีชคณิตเลย คู่มือนี้อธิบายสูตรที่อยู่เบื้องหลังเครื่องมือ พร้อมตัวอย่างจริงแบบ w/v, w/w และ v/v และแสดงให้เห็นว่าแต่ละชนิดใช้เมื่อใดในห้องปฏิบัติการ

เครื่องคำนวณสารละลายเปอร์เซ็นต์ สูตรทำงานอย่างไร

ค่าเปอร์เซ็นต์ชนิดนี้แสดงจำนวนส่วนต่อร้อยส่วน คือมีตัวถูกละลายอยู่เท่าใดในสารละลายสำเร็จรูปทุก 100 หน่วย ห้องปฏิบัติการใช้สารละลายเปอร์เซ็นต์ทุกวัน ตั้งแต่น้ำเกลือล้างอย่างง่ายไปจนถึงรีเอเจนต์เข้มข้น ในทุกสูตรด้านล่าง ตัวหารคือปริมาตรรวมหรือมวลรวมของสารละลายสำเร็จรูป ไม่ใช่เฉพาะตัวทำละลายที่เติมเข้าไป เพราะแต่ละส่วนของสารละลายวัดได้ทั้งด้วยน้ำหนักและด้วยปริมาตร นักเคมีจึงแยกเป็นสามชนิดต่างกัน และการสับสนระหว่างสามชนิดนี้เป็นสาเหตุที่พบบ่อยที่สุดของความผิดพลาดในการคำนวณในห้องปฏิบัติการ

เครื่องมือนี้รองรับทั้งสามชนิด แต่การเข้าใจว่าเบื้องหลังเกิดอะไรขึ้นช่วยให้สังเกตได้ง่ายกว่ามากเมื่อผลลัพธ์ดูผิดปกติ สูตรสารละลายเปอร์เซ็นต์สรุปได้เป็นความสัมพันธ์เดียวที่เขียนซ้ำสามแบบด้านล่าง

เปอร์เซ็นต์น้ำหนักต่อปริมาตร หาค่า %w/v

เปอร์เซ็นต์น้ำหนักต่อปริมาตร (%w/v) ซึ่งบางครั้งเรียกว่าเปอร์เซ็นต์มวลต่อปริมาตร เป็นอัตราส่วนที่นักเคมีใช้บ่อยที่สุด เพราะเตรียมได้ง่ายด้วยเครื่องชั่งและกระบอกตวง

$$\%\,w/v = \frac{\text{มวลของตัวถูกละลาย}}{\text{ปริมาตรของสารละลาย}} \times 100$$

สารละลาย 10% w/v มีตัวถูกละลาย 10 g ต่อสารละลาย 100 mL ไม่ใช่ตัวทำละลาย 100 mL ซึ่งเป็นความผิดพลาดที่เกิดง่ายและเปลี่ยนผลลัพธ์ทุกขั้นตอนถัดไป

เปอร์เซ็นต์น้ำหนักต่อน้ำหนัก หาค่า %w/w

เปอร์เซ็นต์น้ำหนักต่อน้ำหนัก (%w/w) หรือที่เรียกว่าเปอร์เซ็นต์โดยมวล เปรียบเทียบมวลของตัวถูกละลายกับมวลรวมของสารละลายสำเร็จรูปโดยตรง

$$\%\,w/w = \frac{\text{มวลของตัวถูกละลาย}}{\text{มวลของสารละลาย}} \times 100$$

รีเอเจนต์เชิงพาณิชย์ เช่น กรดไฮโดรคลอริก 37% w/w ระบุบนฉลากแบบนี้ เพราะมวลไม่เปลี่ยนตามอุณหภูมิเหมือนปริมาตร ซึ่งเป็นข้อได้เปรียบจริงเมื่อต้องเก็บหรือขนส่งรีเอเจนต์

เปอร์เซ็นต์ปริมาตรต่อปริมาตร หาค่า %v/v

เปอร์เซ็นต์ปริมาตรต่อปริมาตร (%v/v) ใช้ได้เฉพาะเมื่อทั้งสองส่วนประกอบเป็นของเหลว

$$\%\,v/v = \frac{\text{ปริมาตรของตัวถูกละลาย}}{\text{ปริมาตรของสารละลาย}} \times 100$$

ตัวอย่างเช่น สารละลายเอทานอล 70% v/v ทำโดยนำของเหลวบริสุทธิ์ 70 mL มาเติมน้ำจนได้ปริมาตรสุดท้าย 100 mL เพราะของเหลวที่ผสมเข้ากันได้ไม่ได้มีปริมาตรรวมกันตรง ๆ แบบที่ของเหลวชนิดเดียวกันสองส่วนแยกกันรวมกัน

ตารางอ้างอิงสูตร w/v, w/w และ v/v
ชนิดเปอร์เซ็นต์สมการสิ่งที่วัดการใช้งานทั่วไป
w/v (น้ำหนัก/ปริมาตร)มวลของตัวถูกละลาย ÷ ปริมาตรของสารละลาย × 100น้ำหนักและปริมาตรน้ำเกลือ เดกซ์โทรส SDS
w/w (น้ำหนัก/น้ำหนัก)มวลของตัวถูกละลาย ÷ มวลของสารละลาย × 100น้ำหนักและน้ำหนักกรดและเบสเข้มข้น
v/v (ปริมาตร/ปริมาตร)ปริมาตรของตัวถูกละลาย ÷ ปริมาตรของสารละลาย × 100ปริมาตรและปริมาตรสารละลายที่มีแอลกอฮอล์เป็นฐาน

โฆษณา

เครื่องคำนวณเปอร์เซ็นต์น้ำหนักต่อปริมาตร หาค่า %w/v

จะเรียกว่าเครื่องคำนวณเปอร์เซ็นต์น้ำหนักต่อปริมาตร เครื่องคำนวณความเข้มข้น เครื่องคำนวณความเข้มข้นของสารละลาย เครื่องคำนวณความเข้มข้นเป็นเปอร์เซ็นต์ หรือเครื่องคำนวณ w/v เฉย ๆ ก็ตาม ทั้งหมดแก้อัตราส่วนเดียวกันทุกประการ สมมติว่าโปรโตคอลของคุณต้องการสารละลายเดกซ์โทรส 5% w/v ปริมาณ 250 mL ให้ใส่เปอร์เซ็นต์และปริมาตรรวม ปล่อยช่องมวลว่างไว้ ซึ่งเป็นแบบช่องว่างที่เครื่องมือในห้องปฏิบัติการใช้กันมานาน แล้วให้เครื่องคำนวณหาค่าที่ต้องการ

ตัวอย่างการคำนวณ มวลตัวถูกละลายและปริมาตรสารละลาย

ลองคำนวณด้วยมือตามขั้นตอนเหล่านี้สักครั้ง แล้วคุณจะไม่ต้องสงสัยผลลัพธ์อีกเลย

  1. ระบุค่าที่ทราบสองค่า คือ 5% และ 250 mL
  2. แปลงเปอร์เซ็นต์เป็นทศนิยม 5% กลายเป็น 0.05
  3. คูณทศนิยมด้วยค่ารวม 0.05 × 250 mL = 12.5
  4. ผลลัพธ์นั้นคือมวลของตัวถูกละลายเป็นกรัม เดกซ์โทรส 12.5 g
  5. ละลายเดกซ์โทรส 12.5 g แล้วเติมตัวทำละลายจนได้ปริมาตร 250 mL พอดี ไม่ใช่เติม 250 mL เพิ่มเข้าไปอีก

โดยค่าเริ่มต้น เครื่องมือใช้หน่วยกรัมและมิลลิลิตร ก่อนเสนอการแปลงเป็น mg, kg, µL และ L คุณจึงแทบไม่ต้องแปลงหน่วยแยกเอง แต่การคำนวณด้วยมืออย่างน้อยหนึ่งครั้งก็ช่วยให้ตรวจสอบความสมเหตุสมผลของคำตอบได้

เครื่องคำนวณเปอร์เซ็นต์โดยมวล หาค่า %w/w ทีละขั้นตอน

เครื่องมือเดียวกันนี้ใช้เป็นเครื่องคำนวณเปอร์เซ็นต์น้ำหนักได้ด้วย เมื่อโปรโตคอลของคุณต้องการ %w/w ซึ่งมีประโยชน์เมื่อสูตรหรือฉลากรีเอเจนต์ระบุเป็นน้ำหนักแทนปริมาตร เช่น สารละลาย 30.67% ที่ทำจากตัวถูกละลาย 46 g ในสารละลาย 150 g

ความเข้มข้นเป็นเปอร์เซ็นต์กับความเข้มข้นเปอร์เซ็นต์ แตกต่างกันอย่างไร

ไม่ต่างกัน สองชื่อนี้เป็นชื่อเรียกของการวัดเดียวกัน ไม่ว่าตำราหรือคู่มือปฏิบัติการของคุณจะใช้คำใด

  • แปลงเป็นหน่วยที่สอดคล้องกันก่อนหาร (mg → g, µL → mL) ขั้นตอนแปลงหน่วยเพียงขั้นนี้ช่วยป้องกันข้อผิดพลาดที่พบบ่อยที่สุด
  • ปัดคำตอบสุดท้ายให้มีจำนวนเลขนัยสำคัญเท่ากับการวัดที่แม่นยำน้อยที่สุด
  • ตรวจสอบว่าตัวหารคือมวลของสารละลายทั้งหมดหรือเพียงส่วนที่เติมเข้าไป สองอย่างนี้ใช้แทนกันไม่ได้
  • ใช้กรัมกับกรัม และมิลลิลิตรกับมิลลิลิตรไว้จนถึงขั้นตอนสุดท้าย

เครื่องคำนวณเปอร์เซ็นต์ปริมาตร คำนวณ %v/v สำหรับตัวถูกละลายที่เป็นของเหลว

เมื่อทั้งสองส่วนประกอบเป็นของเหลว ก็ใช้การคำนวณเดียวกัน โดยหารปริมาณของเหลวหนึ่งด้วยอีกปริมาณหนึ่ง หากทราบเพียงมวลของตัวถูกละลายที่เป็นของเหลว ให้ใช้ความหนาแน่นหาปริมาตรของตัวถูกละลาย แล้วจึงคำนวณ %v/v

ความเข้มข้นของสารละลาย โมลาริตีเทียบกับเปอร์เซ็นต์

เปอร์เซ็นต์ไม่ใช่วิธีเดียวในการบอกความเข้มข้นของสารละลาย โมลาริตี คือจำนวนโมลของตัวถูกละลายต่อลิตรของสารละลาย เป็นหน่วยที่วิชาเคมีส่วนใหญ่ใช้เป็นค่าเริ่มต้น เพราะเชื่อมโยงกับปริมาณสัมพันธ์ของปฏิกิริยาโดยตรง ไม่ว่าจะระบุหน่วยใดสารละลายในน้ำก็ไม่เปลี่ยน เปลี่ยนเพียงวิธีแสดงความเข้มข้น สารละลายเปอร์เซ็นต์ยังคงเป็นเทคนิคในห้องปฏิบัติการพื้นฐาน ก็เพราะเตรียมได้ง่ายโดยไม่ต้องมีอุปกรณ์พิเศษ และยังพบบ่อยในปฏิกิริยาเคมีที่ทำในระดับโต๊ะปฏิบัติการ นักเคมีที่ทำงานที่โต๊ะปฏิบัติการจึงต้องมีทั้งสองทักษะ

  • แอลกอฮอล์ฆ่าเชื้อ: โดยทั่วไปเจือจางเป็นไอโซโพรพิลแอลกอฮอล์ 70% v/v
  • สารละลายฆ่าเชื้อโรค: สารละลายเจือจางในน้ำที่ลดลงเหลือ %v/v เฉพาะก่อนใช้งาน
  • น้ำเชื่อมอย่างง่าย: การละลายน้ำตาลใช้การคำนวณ %w/v แบบเดียวกับรีเอเจนต์ในห้องปฏิบัติการทุกประการ
  • น้ำยาทำความสะอาดเข้มข้น: เจือจางจาก %v/v ของสต็อกลงเป็นความเข้มข้นที่ใช้งาน

โฆษณา

ตัวแปลงสารละลายเปอร์เซ็นต์ สลับระหว่าง w/v, w/w และ v/v

เมื่อใช้เป็นตัวแปลงสารละลายเปอร์เซ็นต์ เครื่องมือนี้สลับระหว่างเปอร์เซ็นต์ทั้งสามชนิดได้ เมื่อคุณให้ข้อมูลที่ขาดหายซึ่งจำเป็นสำหรับแปลงมวลเป็นปริมาตรหรือกลับกัน

เปอร์เซ็นต์มวลต่อปริมาตร การใช้เครื่องคำนวณการเจือจาง

สำหรับสารละลายเจือจางมาก เปอร์เซ็นต์มวลต่อปริมาตรจะอ่านยาก 0.0001% w/v แสดงเป็นส่วนในล้านส่วนได้ง่ายกว่า โดยแต่ละ ppm เท่ากับหนึ่งมิลลิกรัมต่อลิตร ซึ่งเป็นอัตราส่วนมวลต่อปริมาตรที่ขยายสเกลขึ้น เครื่องคำนวณการเจือจางที่รับข้อมูลได้ทั้งสองรูปแบบช่วยให้คุณไม่ต้องหาเครื่องมืออื่นทุกครั้งที่โปรโตคอลเปลี่ยนหน่วย

การวัดแบบเปอร์เซ็นต์นี้เป็นเพียงจุดเริ่มต้นหนึ่งของการคำนวณสารละลายชุดใหญ่กว่ามาก โมลาลิตี (จำนวนโมลของตัวถูกละลายต่อกิโลกรัมของตัวทำละลาย อย่าสับสนกับโมลาริตี) เป็นตัวกำหนดความดันออสโมติกและการลดลงของความดันไอ เพราะสมบัติคอลลิเกทีฟเหล่านี้ขึ้นกับจำนวนอนุภาค ไม่ใช่ชนิดของตัวถูกละลาย ซึ่งเป็นเหตุผลที่สำคัญกับอิเล็กโทรไลต์ที่แตกตัวเป็นหลายไอออนในสารละลายด้วย หากงานของคุณขยายไปถึงปริมาณสัมพันธ์ของสารละลาย การคำนวณการละลายซ้ำหรือโจทย์อัตราส่วนการผสมอาจต้องใช้การวิเคราะห์มิติด้วยมือแบบเดียวกับที่หน้านี้ช่วยตัดออกไป และทั้งสองอย่างอาศัยตัวคูณการแปลงและวินัยเรื่องเลขนัยสำคัญชุดเดียวกับที่กล่าวไว้ข้างต้น

สารละลายเปอร์เซ็นต์ที่พบบ่อยในห้องปฏิบัติการ
ตัวถูกละลายชนิดเปอร์เซ็นต์ความเข้มข้นการใช้งานทั่วไป
โซเดียมคลอไรด์ (น้ำเกลือ)w/v0.9%สารน้ำทางหลอดเลือดดำ น้ำเกลือล้างแผล
เดกซ์โทรสw/v5%สารน้ำทางหลอดเลือดดำ
โซเดียมโดเดซิลซัลเฟตw/v10%บัฟเฟอร์สำหรับอิเล็กโทรโฟรีซิสเจลโปรตีน
กรดไฮโดรคลอริกw/w37%รีเอเจนต์เข้มข้นในห้องปฏิบัติการ
เอทานอลv/v70%น้ำยาฆ่าเชื้อ การตรึงเนื้อเยื่อ

เมื่อคุณสลับระหว่างสารละลายเปอร์เซ็นต์แบบ w/v, w/w และ v/v ด้วยมือได้คล่องแล้ว เครื่องคำนวณสารละลายเปอร์เซ็นต์ก็จะเป็นมากกว่าไม้ค้ำ คือกลายเป็นตัวตรวจสอบซ้ำที่รวดเร็วสำหรับการคำนวณที่คุณเข้าใจอยู่แล้ว ซึ่งเป็นวิธีใช้ที่ตั้งใจไว้ในห้องปฏิบัติการจริง