无论是在教学实验室配制生理盐水冲洗液,还是稀释浓缩的清洁酒精,百分比溶液计算器都能把繁琐的质量与体积之比变成一个可以核对的数字。只要给出溶质量、溶液体积和百分比三个量中的任意两个,它就能算出缺少的那一个,无需代数运算。本文会讲解该工具背后的确切公式,演示 w/v、w/w 和 v/v 的实际算例,并说明每种类型在实验室中究竟何时适用。
百分比溶液计算器:公式如何运作
这类百分比表示的是每一百份:每 100 个单位的成品溶液中含有多少溶质。实验室每天都在使用百分比溶液,从简单的生理盐水冲洗液到浓缩试剂都是如此。在下面所有公式中,分母都是成品溶液的总体积或总质量,而不仅仅是加入的溶剂。由于溶液的各个组分既可以按重量计量,也可以按体积计量,化学家区分出三种不同的类型,而把它们混淆,是实验室计算出错的最常见原因。
本工具三种类型都能处理,但了解背后的原理,会让您更容易发现结果不对劲的地方。百分比溶液公式归结起来只有一个关系,下面分三种形式重复出现。
重量/体积百分比:求 %w/v
重量/体积百分比(%w/v)——有时也称为质量体积百分比——是化学家最常使用的比例,因为用天平和量筒就能轻松配制。
$$\%\,w/v = \frac{\text{溶质质量}}{\text{溶液体积}} \times 100$$
10% w/v 的溶液是指每 100 mL 溶液含 10 g 溶质,而不是 100 mL 溶剂——这是一个容易犯的错误,会改变后续的每一个结果。
重量/重量百分比:求 %w/w
重量/重量百分比(%w/w),也称为质量百分比,是把溶质的质量直接与成品溶液的总质量相比。
$$\%\,w/w = \frac{\text{溶质质量}}{\text{溶液质量}} \times 100$$
37% w/w 盐酸之类的商品试剂就是这样标示的,因为质量不像体积那样会随温度变化——这对试剂的储存或运输来说是一大优势。
体积/体积百分比:求 %v/v
体积/体积百分比(%v/v)仅适用于两种组分都是液体的情况。
$$\%\,v/v = \frac{\text{溶质体积}}{\text{溶液体积}} \times 100$$
例如,70% v/v 的乙醇溶液,是取 70 mL 纯液体,加水定容到最终体积 100 mL 配成的,因为互溶的液体并不会像同一种液体的两个单独部分那样,体积简单相加。
| 百分比类型 | 公式 | 测量内容 | 典型用途 |
|---|---|---|---|
| w/v(重量/体积) | 溶质质量 ÷ 溶液体积 × 100 | 重量和体积 | 生理盐水、葡萄糖、SDS |
| w/w(重量/重量) | 溶质质量 ÷ 溶液质量 × 100 | 重量和重量 | 浓酸和浓碱 |
| v/v(体积/体积) | 溶质体积 ÷ 溶液体积 × 100 | 体积和体积 | 酒精类溶液 |