Готуєте фізіологічний розчин для промивання в навчальній лабораторії чи розводите концентрат спирту для чищення — калькулятор відсоткової концентрації розчину перетворює громіздке співвідношення маси й об’єму на одне число, яке легко перевірити. Введіть будь-які два значення з трьох — кількість розчиненої речовини, об’єм розчину й відсоткове значення — і він знайде відсутнє, без жодної алгебри. У цьому посібнику розібрано точні формули, на яких працює інструмент, наведено приклади для w/v, w/w і v/v та пояснено, коли який тип застосовують у лабораторії.
Калькулятор відсоткової концентрації розчину: як працює формула
Таке відсоткове значення показує частки на сто: скільки розчиненої речовини міститься в кожних 100 одиницях готового розчину. Лабораторії щодня працюють із відсотковими розчинами — від простих фізіологічних розчинів до концентрованих реактивів. В усіх наведених нижче формулах знаменник — це загальний об’єм або загальна маса готового розчину, а не лише доданого розчинника. Оскільки кожну складову розчину можна вимірювати за масою чи за об’ємом, хіміки розрізняють три окремі типи, а їх плутанина — найчастіша причина помилок у лабораторних розрахунках.
Інструмент працює з усіма трьома, але розуміння того, що відбувається всередині, значно полегшує помітити неправдоподібний результат. Формула відсоткового розчину зводиться до одного співвідношення, яке нижче повторюється тричі.
Масо-об’ємний відсоток: розрахунок %w/v
Масо-об’ємний відсоток (%w/v), який ще називають відсотком маси на об’єм, — це співвідношення, до якого хіміки вдаються найчастіше, бо його легко приготувати за допомогою терезів і мірного циліндра.
$$\%\,w/v = \frac{\text{маса розчиненої речовини}}{\text{об’єм розчину}} \times 100$$
10 % w/v розчин містить 10 г речовини на 100 мл розчину, а не на 100 мл розчинника, і ця поширена помилка змінює всі подальші результати.
Масовий відсоток: розрахунок %w/w
Масовий відсоток (%w/w), або відсоток за масою, порівнює масу розчиненої речовини безпосередньо із загальною масою готового розчину.
$$\%\,w/w = \frac{\text{маса розчиненої речовини}}{\text{маса розчину}} \times 100$$
Промислові реактиви, як-от 37 % w/w соляна кислота, маркують саме так, бо маса, на відміну від об’єму, не змінюється з температурою, а це справжня перевага під час зберігання й транспортування реактиву.
Об’ємний відсоток: розрахунок %v/v
Об’ємний відсоток (%v/v) застосовують лише тоді, коли обидві складові рідкі.
$$\%\,v/v = \frac{\text{об’єм розчиненої речовини}}{\text{об’єм розчину}} \times 100$$
Наприклад, 70 % v/v розчин етанолу готують, доводячи 70 мл чистої рідини водою до кінцевого об’єму 100 мл, бо рідини, що змішуються, не додаються за об’ємом так, як дві окремі порції тієї самої рідини.
| Тип відсотка | Рівняння | Що вимірюють | Типове застосування |
|---|---|---|---|
| w/v (маса/об’єм) | маса речовини ÷ об’єм розчину × 100 | маса й об’єм | фізіологічний розчин, декстроза, SDS |
| w/w (маса/маса) | маса речовини ÷ маса розчину × 100 | маса й маса | концентровані кислоти й основи |
| v/v (об’єм/об’єм) | об’єм речовини ÷ об’єм розчину × 100 | об’єм і об’єм | розчини на основі спирту |