Dù bạn đang pha dung dịch nước muối súc rửa trong phòng thí nghiệm giảng dạy hay pha loãng cồn tẩy rửa đậm đặc, máy tính dung dịch phần trăm biến một tỷ lệ khối lượng trên thể tích rắc rối thành một con số duy nhất, dễ kiểm tra. Chỉ cần nhập hai trong ba giá trị gồm lượng chất tan, thể tích dung dịch và giá trị phần trăm, máy sẽ tìm giá trị còn thiếu — không cần đại số. Hướng dẫn này giải thích các công thức đằng sau công cụ, làm các ví dụ w/v, w/w và v/v thực tế, và chỉ cho bạn thấy khi nào mỗi loại thực sự được áp dụng trong phòng thí nghiệm.
Máy tính dung dịch phần trăm: công thức hoạt động thế nào
Loại giá trị phần trăm này biểu thị số phần trên một trăm: bao nhiêu chất tan nằm trong mỗi 100 đơn vị dung dịch thành phẩm. Phòng thí nghiệm dùng dung dịch phần trăm hằng ngày, từ nước muối súc rửa đơn giản đến thuốc thử đậm đặc. Trong mọi công thức dưới đây, mẫu số là tổng thể tích hoặc tổng khối lượng của dung dịch thành phẩm, không chỉ riêng dung môi được thêm vào. Vì mỗi thành phần của dung dịch có thể đo bằng khối lượng hoặc thể tích, các nhà hóa học phân biệt ba loại riêng, và nhầm lẫn giữa chúng là nguồn gây sai sót tính toán phổ biến nhất trong phòng thí nghiệm.
Công cụ này xử lý cả ba loại, nhưng hiểu điều gì đang diễn ra bên trong giúp bạn dễ nhận ra kết quả nào có vẻ sai hơn nhiều. Công thức dung dịch phần trăm quy về một mối quan hệ duy nhất, được lặp lại theo ba cách dưới đây.
Phần trăm khối lượng/thể tích: tìm %w/v
Phần trăm khối lượng/thể tích (%w/v) — đôi khi gọi là phần trăm khối lượng trên thể tích — là tỷ lệ mà các nhà hóa học dùng nhiều nhất, vì dễ pha chế chỉ với một chiếc cân và một ống đong chia vạch.
$$\%\,w/v = \frac{\text{khối lượng chất tan}}{\text{thể tích dung dịch}} \times 100$$
Dung dịch 10% w/v chứa 10 g chất tan trong mỗi 100 mL dung dịch — không phải 100 mL dung môi, một lỗi dễ mắc làm thay đổi mọi kết quả phía sau.
Phần trăm khối lượng/khối lượng: tìm %w/w
Phần trăm khối lượng/khối lượng (%w/w), còn gọi là phần trăm theo khối lượng, so sánh trực tiếp khối lượng chất tan với tổng khối lượng của dung dịch thành phẩm.
$$\%\,w/w = \frac{\text{khối lượng chất tan}}{\text{khối lượng dung dịch}} \times 100$$
Thuốc thử thương mại như axit clohydric 37% w/w được ghi nhãn theo cách này vì khối lượng, khác với thể tích, không thay đổi theo nhiệt độ — một lợi thế thực sự khi thuốc thử được lưu trữ hoặc vận chuyển.
Phần trăm thể tích/thể tích: tìm %v/v
Phần trăm thể tích/thể tích (%v/v) chỉ áp dụng khi cả hai thành phần đều là chất lỏng.
$$\%\,v/v = \frac{\text{thể tích chất tan}}{\text{thể tích dung dịch}} \times 100$$
Chẳng hạn, dung dịch ethanol 70% v/v được pha bằng cách lấy 70 mL chất lỏng nguyên chất rồi thêm nước cho đến thể tích cuối là 100 mL, vì các chất lỏng hòa tan lẫn nhau không cộng thể tích theo kiểu từng phần như hai phần riêng của cùng một chất lỏng.
| Loại phần trăm | Phương trình | Đại lượng được đo | Ứng dụng thường gặp |
|---|---|---|---|
| w/v (khối lượng/thể tích) | khối lượng chất tan ÷ thể tích dung dịch × 100 | khối lượng & thể tích | nước muối sinh lý, dextrose, SDS |
| w/w (khối lượng/khối lượng) | khối lượng chất tan ÷ khối lượng dung dịch × 100 | khối lượng & khối lượng | axit và bazơ đậm đặc |
| v/v (thể tích/thể tích) | thể tích chất tan ÷ thể tích dung dịch × 100 | thể tích & thể tích | dung dịch nền cồn |