Převodník koncentrace na Molaritu | w/v % na mol/L

Co je převodník koncentrace na molaritu?

Převodník koncentrace na molaritu převádí procentní koncentraci (hmotnost na objem, zapisovanou jako w/v) na molaritu, tedy počet molů látky rozpuštěné v jednom litru roztoku. Potřebuje dvě hodnoty: procentní koncentraci a molární hmotnost rozpuštěné látky udanou v gramech na mol.

Co je molarita?

Molarita je způsob měření množství látky rozpuštěné v kapalině. Je definována jako počet molů rozpuštěné látky na litr roztoku.

$\text{Molarita (M)} = \frac{\text{moly rozpuštěné látky}}{\text{objem roztoku v litrech}}$

Jednotkou je mol/l, často zapisovaná jako M. Roztok chloridu sodného o koncentraci 0,5 M obsahuje v každém litru roztoku 0,5 molu chloridu sodného.

Chemické reakce probíhají mezi částicemi, nikoli mezi gramy. Molarita chemikovi říká, kolik částic se nachází v daném objemu, a proto je standardní jednotkou pro chemické výpočty. Mezinárodní unie pro čistou a užitou chemii (IUPAC) uvádí molaritu jako standardní způsob vyjádření koncentrace.

Vzorec pro převod procent na molaritu

$\text{Molarita (M)} = \frac{\text{Procentní koncentrace (w/v)} \times 10}{\text{Molární hmotnost (g/mol)}}$

Procentní hodnota w/v znamená gramy rozpuštěné látky na 100 mL roztoku. Vynásobením hodnotou 10 se tato koncentrace převede na gramy na litr, protože jeden litr se rovná 1 000 mL. Vydělením molární hmotností se gramy převedou na moly.

Tento vzorec funguje pouze pro procentní koncentrace w/v. Procentní koncentrace w/w (hmotnost na hmotnost), běžná na lahvích s koncentrovanými kyselinami, vyžaduje také hustotu roztoku (viz níže).

Jak vypočítat molaritu z procentní koncentrace

1. Vynásobte procentní koncentraci hodnotou 10. Získáte koncentraci v gramech na litr.
2. Vydělte toto číslo molární hmotností látky v gramech na mol.
3. Výsledkem je molarita v mol/l.

Proč vzorec funguje

Roztok w/v o koncentraci 5 % obsahuje 5 gramů rozpuštěné látky ve 100 mL roztoku.

1. Gramy na litr: 5 g × 10 = 50 g/l.
2. Moly na litr: 50 g/l ÷ molární hmotnost (g/mol) = mol/l.

Příklad výpočtu

Roztok chloridu sodného (NaCl) má koncentraci 5 % (w/v). Molární hmotnost NaCl je 58,44 g/mol.

$\text{Molarita} = \frac{5 \times 10}{58.44} = 0.856 \text{ mol/L}$

Roztok NaCl o koncentraci 5 % má přibližně 0,856 M.

Další příklady

• Fyziologický roztok (NaCl o koncentraci 0,9 %): (0,9 × 10) ÷ 58,44 = 0,154 M
• Roztok glukózy o koncentraci 5 % (C₆H₁₂O₆, 180,16 g/mol): (5 × 10) ÷ 180,16 = 0,278 M
• Roztok hydroxidu sodného o koncentraci 10 % (NaOH, 40,00 g/mol): (10 × 10) ÷ 40,00 = 2,50 M

Jak převodník používat

1. Zadejte procentní koncentraci (w/v), tedy číslo mezi 0 a 100.
2. Zadejte molární hmotnost látky v g/mol. Musí být větší než 0.
3. Molarita se zobrazí automaticky v mol/l.
4. Výsledek zkopírujete pomocí tlačítka pro kopírování.

Výsledky pod 10 mol/l se zobrazují na tři platné číslice. Výsledky od 10 mol/l výše se zobrazují na jedno desetinné místo.

Běžné molární hmotnosti

Jiné způsoby vyjádření koncentrace

Molalita (m) udává počet molů rozpuštěné látky na kilogram rozpouštědla, nikoli roztoku. S teplotou se nemění, proto se používá při výpočtech bodu tuhnutí a bodu varu.

$\text{Molalita (m)} = \frac{\text{moly rozpuštěné látky}}{\text{hmotnost rozpouštědla v kg}}$

Hmotnostní procento (w/w) znamená gramy rozpuštěné látky na 100 gramů roztoku. Běžně se uvádí na lahvích s koncentrovanými kyselinami a zásadami. K jeho převodu na molaritu je třeba hustota roztoku:

$\text{Molarita} = \frac{\text{Hmotnostní procento} \times \text{hustota (g/ml)} \times 10}{\text{Molární hmotnost}}$

Objemové procento (v/v) se používá pro směsi kapalin, například pro etanol ve vodě. Roztok etanolu o koncentraci 70 % v/v obsahuje 70 mL etanolu na 100 mL celkového roztoku.

Normalita (N) udává gramekvivalenty na litr. Objevuje se ve starší literatuře o titracích, ale v moderní chemii ji většinou nahradila molarita.

Omezení přesnosti

Samotný převod je pro procentní koncentraci w/v přesný. Procentní koncentrace w/v již udává gramy rozpuštěné látky v pevném objemu roztoku, takže hustota roztoku do výpočtu nevstupuje. Chyby vznikají v hodnotách zadaných do převodníku.

• Chybné použití procent w/w: Koncentrované kyseliny a zásady jsou označeny podle hmotnosti (w/w), nikoli podle objemu. Koncentrovaná kyselina chlorovodíková má přibližně 37 % w/w a hustotu kolem 1,19 g/ml, což odpovídá přibližně 44 % w/v neboli zhruba 12,1 mol/l. Zadání hodnoty 37 místo 44 podhodnotí molaritu přibližně o šestinu. Nejprve proveďte převod pomocí výše uvedeného vzorce s hustotou.
• Velmi husté roztoky: Procentní koncentrace w/v může překročit 100, pokud je roztok mnohem hustší než voda. Koncentrovaná kyselina sírová s přibližně 96 % w/w a hustotou 1,84 g/ml odpovídá zhruba 177 % w/v neboli přibližně 18 mol/l. Tento převodník přijímá pouze procenta od 0 do 100, takže hodnoty nad 100 je nutné vypočítat ručně.
• Teplota: Objem roztoku se s teplotou mění, takže se při změnách teploty mírně mění i molarita. Molalita se nemění, protože vychází z hmotnosti, nikoli z objemu.
• Hydráty: Některé sloučeniny obsahují ve své krystalové struktuře vázanou vodu, která mění jejich molární hmotnost. Bezvodý síran měďnatý (CuSO₄) má molární hmotnost 159,61 g/mol. Pentahydrát síranu měďnatého (CuSO₄·5H₂O) má molární hmotnost 249,68 g/mol, tedy o více než 50 % vyšší. Použití nesprávné hodnoty vede k výrazně chybné molaritě.
• Čistota činidla: Komerční chemikálie jsou jen zřídka 100 % čisté. Činidlo označené jako čisté z 98 % obsahuje 2 % jiné látky podle hmotnosti, což mírně snižuje skutečnou molaritu roztoku z něj připraveného.

Často kladené otázky

Jaký je rozdíl mezi molaritou a molalitou?

Molarita je počet molů rozpuštěné látky na litr roztoku. Molalita je počet molů rozpuštěné látky na kilogram rozpouštědla. Molarita se s teplotou mírně mění, protože objem kapaliny se s teplotou mění. Molalita zůstává konstantní, protože hmotnost se s teplotou nemění.

Proč se molarita používá častěji než procentní koncentrace?

Chemické reakce probíhají mezi molekulami a molarita přímo udává, kolik molů látky se nachází v daném objemu. Procentní koncentrace udává hmotnost, kterou je před použitím pro výpočty reakcí nutné převést na moly.

Jak převést molaritu zpět na procentní koncentraci?

Upravte vzorec:

$\text{Procentní koncentrace (w/v)} = \frac{\text{Molarita} \times \text{Molární hmotnost}}{10}$

Roztok chloridu sodného o koncentraci 0,5 M odpovídá hodnotě (0,5 × 58,44) ÷ 10 = 2,92 % w/v.

Funguje tento vzorec pro hmotnostní procenta (w/w)?

Ne. Vzorec na této stránce platí pouze pro procentní koncentrace w/v. Převod procent w/w na molaritu vyžaduje hustotu roztoku podle vzorce uvedeného výše v části „Jiné způsoby vyjádření koncentrace“.

Ovlivňuje hustota roztoku výsledek?

Ne. Procentní koncentrace w/v již udává gramy rozpuštěné látky na 100 mL roztoku, takže objem je definicí pevně určen a hustota se ve výpočtu neuplatní. Hustota je potřeba pouze k převodu procent w/w, která udávají gramy na 100 gramů roztoku, na procenta w/v nebo molaritu.

Jak připravit roztok o určité molaritě?

Vypočítejte potřebnou hmotnost pomocí vzorce Hmotnost (g) = Molarita (mol/l) × Objem (l) × Molární hmotnost (g/mol). Navážte tuto hmotnost, rozpusťte ji v menším než konečném objemu rozpouštědla, přeneste roztok do odměrné baňky a poté doplňte rozpouštědlem po rysku. Přidání rozpouštědla do celého objemu před rozpuštěním látky je běžná chyba, protože konečný objem může být příliš velký.

Reference

1. IUPAC Gold Book – látková koncentrace
2. Chemický webový rejstřík NIST
3. Harris, D. C. (2015). Kvantitativní chemická analýza (9. vyd.). W. H. Freeman and Company.
4. Lékopis Spojených států amerických (USP)