Máy tính dung dịch phần trăm

Nhập khối lượng chất tan và thể tích dung dịch để nhận nồng độ.

Nồng độ (% kl/tt):–

Quảng cáo

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.

Bảng tra công thức: w/v, w/w và v/v
Loại phần trămPhương trìnhĐại lượng được đoỨng dụng thường gặp
w/v (khối lượng/thể tích)khối lượng chất tan ÷ thể tích dung dịch × 100khối lượng & thể tíchnước muối sinh lý, dextrose, SDS
w/w (khối lượng/khối lượng)khối lượng chất tan ÷ khối lượng dung dịch × 100khối lượng & khối lượngaxit và bazơ đậm đặc
v/v (thể tích/thể tích)thể tích chất tan ÷ thể tích dung dịch × 100thể tích & thể tíchdung dịch nền cồn

Quảng cáo

Máy tính phần trăm khối lượng trên thể tích: tìm %w/v

Dù bạn gọi nó là máy tính phần trăm khối lượng/thể tích, máy tính nồng độ, máy tính nồng độ dung dịch, máy tính nồng độ phần trăm hay đơn giản là máy tính w/v, nó vẫn giải cùng một tỷ lệ. Giả sử quy trình của bạn yêu cầu dung dịch dextrose 5% w/v và bạn cần 250 mL. Nhập phần trăm và tổng thể tích, để trống ô khối lượng — đúng quy ước ô trống mà các công cụ phòng thí nghiệm đã dùng nhiều năm — và để máy trả về giá trị cần tính.

Ví dụ có lời giải: khối lượng chất tan và thể tích dung dịch

Hãy làm các bước sau bằng tay một lần, và bạn sẽ không bao giờ phải nghi ngờ kết quả nữa:

  1. Xác định hai giá trị đã biết: 5% và 250 mL.
  2. Đổi phần trăm sang số thập phân: 5% thành 0.05.
  3. Nhân số thập phân với tổng: 0.05 × 250 mL = 12.5.
  4. Kết quả đó là khối lượng chất tan theo gam: 12.5 g dextrose.
  5. Hòa tan 12.5 g dextrose, rồi thêm dung môi cho đến khi đạt đúng 250 mL — không phải thêm 250 mL vào trên đó.

Theo mặc định, công cụ làm việc với đơn vị gam và mililít trước khi đề xuất quy đổi sang mg, kg, µL và L, nên bạn hiếm khi cần một bước đổi đơn vị riêng — dù tự tính bằng tay ít nhất một lần vẫn giúp bạn kiểm tra hợp lý kết quả.

Máy tính phần trăm khối lượng: tìm %w/w từng bước

Cùng công cụ này cũng đóng vai máy tính phần trăm trọng lượng bất cứ khi nào quy trình của bạn cần %w/w — hữu ích khi công thức hay nhãn thuốc thử ghi khối lượng thay vì thể tích, chẳng hạn dung dịch 30.67% được pha từ 46 g chất tan trong 150 g dung dịch.

Nồng độ phần trăm và nồng độ theo phần trăm: khác nhau thế nào?

Không khác gì — đây chỉ là hai tên gọi cho cùng một phép đo, tùy sách giáo khoa hay sổ tay phòng thí nghiệm của bạn diễn đạt ra sao.

  • Đổi về đơn vị thống nhất trước khi chia (mg → g, µL → mL) — bước đổi đơn vị này ngăn được những lỗi phổ biến nhất.
  • Làm tròn đáp án cuối cùng theo cùng số chữ số có nghĩa với phép đo kém chính xác nhất của bạn.
  • Theo dõi xem mẫu số là khối lượng dung dịch hay chỉ là phần được thêm vào — hai thứ này không thể thay thế cho nhau.
  • Giữ gam với gam và mililít với mililít cho đến tận bước cuối cùng.

Máy tính phần trăm thể tích: tính %v/v cho chất tan lỏng

Khi cả hai thành phần đều là chất lỏng, phép toán vẫn như cũ nhưng chia lượng chất lỏng này cho lượng chất lỏng kia. Nếu bạn chỉ biết khối lượng của chất tan lỏng, hãy dùng khối lượng riêng của nó để tìm thể tích chất tan, rồi tính %v/v.

Nồng độ của dung dịch: nồng độ mol so với phần trăm

Phần trăm không phải cách duy nhất để mô tả nồng độ của dung dịch. Nồng độ mol — số mol chất tan trên mỗi lít dung dịch — là đơn vị mà hầu hết các khóa hóa học mặc định dùng, vì nó liên kết trực tiếp với tỷ lệ hợp thức của phản ứng. Dù đơn vị nào được chỉ định, dung dịch nước bên dưới vẫn không đổi — chỉ cách bạn biểu diễn nồng độ của nó thay đổi. Dung dịch phần trăm vẫn là một kỹ thuật phòng thí nghiệm nền tảng chính vì dễ pha mà không cần thiết bị chuyên dụng, và chúng vẫn thường xuyên xuất hiện trong các phản ứng hóa học ở quy mô bàn thí nghiệm. Bất kỳ nhà hóa học nào làm việc tại bàn thí nghiệm đều cần cả hai kỹ năng.

  • Cồn y tế: thường được pha loãng thành isopropyl alcohol 70% v/v.
  • Dung dịch sát khuẩn: các dung dịch nước pha loãng đến một mức %v/v cụ thể trước khi dùng.
  • Siro đường đơn giản: hòa tan đường theo đúng phép toán %w/v như một thuốc thử phòng thí nghiệm.
  • Dung dịch tẩy rửa đậm đặc: pha loãng từ nguyên liệu gốc %v/v xuống nồng độ làm việc.

Quảng cáo

Bộ chuyển đổi dung dịch phần trăm: chuyển giữa w/v, w/w và v/v

Khi dùng như bộ chuyển đổi dung dịch phần trăm, công cụ này có thể chuyển giữa ba loại phần trăm bất cứ khi nào bạn cung cấp thông tin còn thiếu để đổi khối lượng sang thể tích hoặc ngược lại.

Phần trăm khối lượng trên thể tích: dùng máy tính pha loãng

Với dung dịch rất loãng, phần trăm khối lượng trên thể tích trở nên khó đọc — 0.0001% w/v dễ biểu diễn hơn bằng phần triệu (ppm), trong đó mỗi ppm bằng một miligam trên mỗi lít, về cơ bản là tỷ lệ khối lượng trên thể tích được nhân lên. Một máy tính pha loãng chấp nhận cả hai kiểu đầu vào giúp bạn không phải tìm công cụ khác mỗi khi quy trình đổi đơn vị.

Phép đo dựa trên phần trăm này chỉ là một cửa vào của một tập hợp phép tính dung dịch lớn hơn nhiều. Nồng độ molan (số mol chất tan trên mỗi kilôgam dung môi, đừng nhầm với nồng độ mol) quyết định áp suất thẩm thấu và độ giảm áp suất hơi, vì các tính chất tập hợp này phụ thuộc vào số hạt chứ không phải bản chất chất tan — cũng là lý do chúng quan trọng với chất điện li phân ly thành nhiều ion trong dung dịch. Nếu công việc của bạn mở rộng sang tỷ lệ hợp thức trong dung dịch, bài toán hòa tan lại hoặc tỷ lệ pha trộn có thể đòi hỏi cùng kiểu phân tích thứ nguyên thủ công mà trang này loại bỏ, và cả hai đều dựa trên cùng các hệ số quy đổi và kỷ luật về chữ số có nghĩa đã nêu ở trên.

Các dung dịch phần trăm thông dụng trong phòng thí nghiệm
Chất tanLoại phần trămNồng độỨng dụng thường gặp
Natri clorua (nước muối sinh lý)w/v0.9%Dịch truyền tĩnh mạch, rửa vết thương
Dextrosew/v5%Dịch truyền tĩnh mạch
Natri dodecyl sulfatw/v10%Dung dịch đệm điện di gel protein
Axit clohydricw/w37%Thuốc thử phòng thí nghiệm đậm đặc
Ethanolv/v70%Sát khuẩn, cố định mô

Khi đã quen chuyển đổi giữa các dung dịch phần trăm w/v, w/w và v/v bằng tay, máy tính dung dịch phần trăm sẽ bớt là cái nạng mà thành một cách kiểm tra nhanh cho phép toán bạn đã hiểu — đúng cách nó được dùng trong một phòng thí nghiệm thực tế.