Calcula les concentracions de solucions en múltiples unitats, incloent molaritat, molalitat, composició percentual i parts per milió (ppm). Perfecte per a estudiants de química, treball de laboratori i aplicacions de recerca.
La concentració de solucions és una mesura de quant solut està dissolt en un dissolvent per crear una solució. S'utilitzen diferents unitats de concentració depenent de l'aplicació i les propietats que s'estudien.
La Calculadora de Concentració de Solucions és una eina potent però senzilla dissenyada per ajudar-te a determinar la concentració de solucions químiques en diverses unitats. Tant si ets un estudiant que aprèn els conceptes bàsics de química, un tècnic de laboratori que prepara reactius, o un investigador que analitza dades experimentals, aquesta calculadora proporciona càlculs de concentració precisos amb un mínim d'entrada. La concentració de solució és un concepte fonamental en química que expressa la quantitat de solut dissolt en una quantitat específica de solució o dissolvent.
Aquesta calculadora fàcil d'utilitzar et permet calcular la concentració en múltiples unitats, incloent molaritat, molalitat, percentatge en massa, percentatge en volum i parts per milió (ppm). Simplement introduint la massa de solut, el pes molecular, el volum de la solució i la densitat de la solució, pots obtenir instantàniament valors de concentració precisos per a les teves necessitats específiques.
La concentració de solució es refereix a la quantitat de solut present en una quantitat donada de solució o dissolvent. Un solut és la substància que es dissol (com la sal o el sucre), mentre que el dissolvent és la substància que fa la dissolució (normalment aigua en solucions aquoses). La barreja resultant s'anomena solució.
La concentració es pot expressar de diverses maneres, depenent de l'aplicació i les propietats que s'estudien:
Cada unitat de concentració té aplicacions i avantatges específics en diferents contextos, que explorarem en detall a continuació.
La molaritat és una de les unitats de concentració més utilitzades en química. Representa el nombre de mols de solut per litre de solució.
Fórmula:
Per calcular la molaritat a partir de la massa:
Exemple de càlcul: Si dissols 5.85 g de clorur de sodi (NaCl, pes molecular = 58.44 g/mol) en suficient aigua per fer 100 mL de solució:
La molalitat es defineix com el nombre de mols de solut per quilogram de dissolvent. A diferència de la molaritat, la molalitat no es veu afectada pels canvis de temperatura perquè depèn de la massa en lloc del volum.
Fórmula:
Per calcular la molalitat a partir de la massa:
Exemple de càlcul: Si dissols 5.85 g de clorur de sodi (NaCl, pes molecular = 58.44 g/mol) en 100 g d'aigua:
El percentatge en massa (també anomenat percentatge en pes) expressa la massa de solut com a percentatge de la massa total de la solució.
Fórmula: \text{Percentatge en Massa (% w/w)} = \frac{\text{massa de solut}}{\text{massa de solució}} \times 100\%
On:
Exemple de càlcul: Si dissols 10 g de sucre en 90 g d'aigua:
El percentatge en volum expressa el volum de solut com a percentatge del volum total de la solució. Això s'utilitza comunament per a solucions líquid-líquid.
Fórmula: \text{Percentatge en Volum (% v/v)} = \frac{\text{volum de solut}}{\text{volum de solució}} \times 100\%
Exemple de càlcul: Si barreges 15 mL d'etanol amb aigua per fer una solució de 100 mL:
Les parts per milió s'utilitzen per a solucions molt diluïdes. Representa la massa de solut per milió de parts de massa de solució.
Fórmula:
Exemple de càlcul: Si dissols 0.002 g d'una substància en 1 kg d'aigua:
La nostra Calculadora de Concentració de Solucions està dissenyada per ser intuïtiva i fàcil d'utilitzar. Segueix aquests simples passos per calcular la concentració de la teva solució:
La calculadora realitza automàticament el càlcul a mesura que introdueixes valors, donant-te resultats instantanis sense necessitat de prémer un botó de càlcul.
La calculadora realitza les següents comprovacions sobre les entrades de l'usuari:
Si es detecten entrades no vàlides, es mostrarà un missatge d'error i el càlcul no continuarà fins que es corregeixi.
Els càlculs de concentració de solucions són essencials en nombrosos camps i aplicacions:
Un laboratori mèdic necessita preparar una solució salina al 0.9% (w/v) per a cultius cel·lulars. Això és com utilitzarien la calculadora de concentració:
Utilitzant la calculadora:
La calculadora confirmaria la concentració del 0.9% i també proporcionaria els valors equivalents en altres unitats:
Si bé les unitats de concentració cobertes per la nostra calculadora són les més utilitzades, hi ha maneres alternatives d'expressar la concentració depenent d'aplicacions específiques:
Normalitat (N): Expressa la concentració en termes d'equivalents grams per litre de solució. Útil per a reaccions àcid-base i redox.
Molaritat × Factor de València: Utilitzat en alguns mètodes analítics on la valència dels ions és important.
Rati de Massa/Volum: Simplement indicant la massa de solut per volum de solució (per exemple, mg/L) sense convertir a un percentatge.
Fracció Molar (χ): La proporció de mols d'un component respecte al total de mols de tots els components en una solució. Útil en càlculs termodinàmics.
Molalitat i Activitat: En solucions no ideals, s'utilitzen coeficients d'activitat per corregir les interaccions moleculars.
El concepte de concentració de solució ha evolucionat significativament al llarg de la història de la química:
En temps antics, la concentració es descrivia qualitativament en lloc de quantitativament. Els primers alquimistes i apotecaris utilitzaven termes imprecisos com "fort" o "feble" per descriure solucions.
El desenvolupament de la química analítica al segle XVIII va portar a maneres més precises d'expressar la concentració:
Aquí hi ha exemples de com calcular la concentració de solució en diversos llenguatges de programació:
1' Funció VBA d'Excel per al càlcul de Molaritat
2Function CalculateMolarity(mass As Double, molecularWeight As Double, volume As Double) As Double
3 ' massa en grams, pes molecular en g/mol, volum en litres
4 CalculateMolarity = mass / (molecularWeight * volume)
5End Function
6
7' Fórmula d'Excel per al Percentatge en Massa
8' =A1/(A1+A2)*100
9' On A1 és la massa del solut i A2 és la massa del dissolvent
101def calculate_molarity(mass, molecular_weight, volume):
2 """
3 Calcular la molaritat d'una solució.
4
5 Paràmetres:
6 mass (float): Massa de solut en grams
7 molecular_weight (float): Pes molecular de solut en g/mol
8 volume (float): Volum de solució en litres
9
10 Retorns:
11 float: Molaritat en mol/L
12 """
13 return mass / (molecular_weight * volume)
14
15def calculate_molality(mass, molecular_weight, solvent_mass):
16 """
17 Calcular la molalitat d'una solució.
18
19 Paràmetres:
20 mass (float): Massa de solut en grams
21 molecular_weight (float): Pes molecular de solut en g/mol
22 solvent_mass (float): Massa de dissolvent en grams
23
24 Retorns:
25 float: Molalitat en mol/kg
26 """
27 return mass / (molecular_weight * (solvent_mass / 1000))
28
29def calculate_percent_by_mass(solute_mass, solution_mass):
30 """
31 Calcular el percentatge en massa d'una solució.
32
33 Paràmetres:
34 solute_mass (float): Massa de solut en grams
35 solution_mass (float): Massa total de solució en grams
36
37 Retorns:
38 float: Percentatge en massa
39 """
40 return (solute_mass / solution_mass) * 100
41
42# Exemple d'ús
43solute_mass = 5.85 # g
44molecular_weight = 58.44 # g/mol
45solution_volume = 0.1 # L
46solvent_mass = 100 # g
47
48molarity = calculate_molarity(solute_mass, molecular_weight, solution_volume)
49molality = calculate_molality(solute_mass, molecular_weight, solvent_mass)
50percent = calculate_percent_by_mass(solute_mass, solute_mass + solvent_mass)
51
52print(f"Molaritat: {molarity:.4f} M")
53print(f"Molalitat: {molality:.4f} m")
54print(f"Percentatge en massa: {percent:.2f}%")
551/**
2 * Calcular la molaritat d'una solució
3 * @param {number} mass - Massa de solut en grams
4 * @param {number} molecularWeight - Pes molecular en g/mol
5 * @param {number} volume - Volum de solució en litres
6 * @returns {number} Molaritat en mol/L
7 */
8function calculateMolarity(mass, molecularWeight, volume) {
9 return mass / (molecularWeight * volume);
10}
11
12/**
13 * Calcular el percentatge en volum d'una solució
14 * @param {number} soluteVolume - Volum de solut en mL
15 * @param {number} solutionVolume - Volum de solució en mL
16 * @returns {number} Percentatge en volum
17 */
18function calculatePercentByVolume(soluteVolume, solutionVolume) {
19 return (soluteVolume / solutionVolume) * 100;
20}
21
22/**
23 * Calcular parts per milió (ppm)
24 * @param {number} soluteMass - Massa de solut en grams
25 * @param {number} solutionMass - Massa de solució en grams
26 * @returns {number} Concentració en ppm
27 */
28function calculatePPM(soluteMass, solutionMass) {
29 return (soluteMass / solutionMass) * 1000000;
30}
31
32// Exemple d'ús
33const soluteMass = 0.5; // g
34const molecularWeight = 58.44; // g/mol
35const solutionVolume = 1; // L
36const solutionMass = 1000; // g
37
38const molarity = calculateMolarity(soluteMass, molecularWeight, solutionVolume);
39const ppm = calculatePPM(soluteMass, solutionMass);
40
41console.log(`Molaritat: ${molarity.toFixed(4)} M`);
42console.log(`Concentració: ${ppm.toFixed(2)} ppm`);
431public class ConcentrationCalculator {
2 /**
3 * Calcular la molaritat d'una solució
4 *
5 * @param mass Massa de solut en grams
6 * @param molecularWeight Pes molecular en g/mol
7 * @param volume Volum de solució en litres
8 * @return Molaritat en mol/L
9 */
10 public static double calculateMolarity(double mass, double molecularWeight, double volume) {
11 return mass / (molecularWeight * volume);
12 }
13
14 /**
15 * Calcular la molalitat d'una solució
16 *
17 * @param mass Massa de solut en grams
18 * @param molecularWeight Pes molecular en g/mol
19 * @param solventMass Massa de dissolvent en grams
20 * @return Molalitat en mol/kg
21 */
22 public static double calculateMolality(double mass, double molecularWeight, double solventMass) {
23 return mass / (molecularWeight * (solventMass / 1000));
24 }
25
26 /**
27 * Calcular el percentatge en massa d'una solució
28 *
29 * @param soluteMass Massa de solut en grams
30 * @param solutionMass Massa total de solució en grams
31 * @return Percentatge en massa
32 */
33 public static double calculatePercentByMass(double soluteMass, double solutionMass) {
34 return (soluteMass / solutionMass) * 100;
35 }
36
37 public static void main(String[] args) {
38 double soluteMass = 5.85; // g
39 double molecularWeight = 58.44; // g/mol
40 double solutionVolume = 0.1; // L
41 double solventMass = 100; // g
42 double solutionMass = soluteMass + solventMass; // g
43
44 double molarity = calculateMolarity(soluteMass, molecularWeight, solutionVolume);
45 double molality = calculateMolality(soluteMass, molecularWeight, solventMass);
46 double percentByMass = calculatePercentByMass(soluteMass, solutionMass);
47
48 System.out.printf("Molaritat: %.4f M%n", molarity);
49 System.out.printf("Molalitat: %.4f m%n", molality);
50 System.out.printf("Percentatge en massa: %.2f%%%n", percentByMass);
51 }
52}
531#include <iostream>
2#include <iomanip>
3
4/**
5 * Calcular la molaritat d'una solució
6 *
7 * @param mass Massa de solut en grams
8 * @param molecularWeight Pes molecular en g/mol
9 * @param volume Volum de solució en litres
10 * @return Molaritat en mol/L
11 */
12double calculateMolarity(double mass, double molecularWeight, double volume) {
13 return mass / (molecularWeight * volume);
14}
15
16/**
17 * Calcular parts per milió (ppm)
18 *
19 * @param soluteMass Massa de solut en grams
20 * @param solutionMass Massa de solució en grams
21 * @return Concentració en ppm
22 */
23double calculatePPM(double soluteMass, double solutionMass) {
24 return (soluteMass / solutionMass) * 1000000;
25}
26
27int main() {
28 double soluteMass = 0.5; // g
29 double molecularWeight = 58.44; // g/mol
30 double solutionVolume = 1.0; // L
31 double solutionMass = 1000.0; // g
32
33 double molarity = calculateMolarity(soluteMass, molecularWeight, solutionVolume);
34 double ppm = calculatePPM(soluteMass, solutionMass);
35
36 std::cout << std::fixed << std::setprecision(4);
37 std::cout << "Molaritat: " << molarity << " M" << std::endl;
38 std::cout << "Concentració: " << ppm << " ppm" << std::endl;
39
40 return 0;
41}
42La molaritat (M) es defineix com el nombre de mols de solut per litre de solució, mentre que la molalitat (m) és el nombre de mols de solut per quilogram de dissolvent. La diferència clau és que la molaritat depèn del volum, que pot canviar amb la temperatura, mentre que la molalitat depèn de la massa, que es manté constant independentment dels canvis de temperatura. La molalitat és preferida per a aplicacions on les variacions de temperatura són significatives.
Convertir entre unitats de concentració requereix coneixement de les propietats de la solució:
Molaritat a Molalitat: Necessites la densitat de la solució (ρ) i el pes molecular del solut (M):
Percentatge en Massa a Molaritat: Necessites la densitat de la solució (ρ) i el pes molecular del solut (M):
PPM a Percentatge en Massa: Simplement divideix per 10,000:
La nostra calculadora pot realitzar aquestes conversions automàticament quan introdueixes els paràmetres necessaris.
Diversos factors poden portar a discrepàncies en els càlculs de concentració:
Per preparar una solució d'una concentració específica:
La temperatura afecta la concentració de la solució de diverses maneres:
La molalitat no es veu afectada directament per la temperatura ja que es basa en la massa en lloc del volum.
La concentració màxima possible depèn de diversos factors:
Més enllà del punt de saturació, afegir més solut resultarà en precipitació o separació de fases.
Per a solucions molt diluïdes:
La concentració afecta moltes propietats de la solució:
Per tenir en compte la puresa del solut:
Ajusta la massa: Multiplica la massa pesada pel percentatge de puresa (com a decimal):
Exemple: Si peses 10 g d'un compost que és 95% pur, la massa real del solut és:
Utilitza la massa ajustada en tots els teus càlculs de concentració.
Aquesta calculadora està dissenyada per a solucions de solut únic. Per a mescles amb múltiples soluts:
Harris, D. C. (2015). Quantitative Chemical Analysis (9a ed.). W. H. Freeman and Company.
Chang, R., & Goldsby, K. A. (2015). Chemistry (12a ed.). McGraw-Hill Education.
Atkins, P., & de Paula, J. (2014). Atkins' Physical Chemistry (10a ed.). Oxford University Press.
International Union of Pure and Applied Chemistry. (1997). Compendium of Chemical Terminology (2a ed.). (el "Llibre Daurat").
Brown, T. L., LeMay, H. E., Bursten, B. E., Murphy, C. J., Woodward, P. M., & Stoltzfus, M. W. (2017). Chemistry: The Central Science (14a ed.). Pearson.
Zumdahl, S. S., & Zumdahl, S. A. (2016). Chemistry (10a ed.). Cengage Learning.
National Institute of Standards and Technology. (2018). NIST Chemistry WebBook. https://webbook.nist.gov/chemistry/
American Chemical Society. (2006). Reagent Chemicals: Specifications and Procedures (10a ed.). Oxford University Press.
La nostra Calculadora de Concentració de Solucions fa que els càlculs de concentració complexos siguin simples i accessibles. Tant si ets un estudiant, un investigador o un professional de la indústria, aquesta eina et farà estalviar temps i assegurarà resultats precisos. Prova diferents unitats de concentració, explora les relacions entre elles i millora la teva comprensió de la química de les solucions.
Tens preguntes sobre la concentració de solucions o necessites ajuda amb càlculs específics? Utilitza la nostra calculadora i consulta la guia completa anterior. Per a més eines i recursos avançats de química, explora les nostres altres calculadores i contingut educatiu.
Descobreix més eines que podrien ser útils per al teu flux de treball