Koncentrationsomregner til Molaritet | w/v % til mol/L

Hvad er en koncentration-til-molaritet-konverter?

En koncentration-til-molaritet-konverter omregner en procentkoncentration (masse pr. volumen, skrevet som w/v) til molaritet, altså antallet af mol af et stof opløst i én liter opløsning. Den kræver to tal: procentkoncentrationen og molmassen for det opløste stof angivet i gram pr. mol.

Hvad er molaritet?

Molaritet er en måde at måle, hvor meget af et stof der er opløst i en væske. Den defineres som antallet af mol opløst stof pr. liter opløsning.

$\text{Molaritet (M)} = \frac{\text{mol opløst stof}}{\text{opløsningens volumen i liter}}$

Enheden er mol/L, ofte skrevet som M. En opløsning af natriumchlorid på "0,5 M" indeholder 0,5 mol natriumchlorid pr. liter opløsning.

Kemiske reaktioner foregår mellem partikler, ikke mellem gram. Molaritet fortæller en kemiker, hvor mange partikler der findes i et givet volumen, og derfor er den standardenheden i kemiske beregninger. Det formelle SI-navn for denne størrelse er stofmængdekoncentration, defineret som stofmængden divideret med blandingens volumen. NIST's vejledning til SI-enheder kalder betegnelserne "molaritet" og "M" forældede og anbefaler enheder som mol/L, men begge betegnelser er stadig almindelige i laboratorier.

Formel for omregning fra procent til molaritet

$\text{Molaritet (M)} = \frac{\text{Procentkoncentration (w/v)} \times 10}{\text{Molmasse (g/mol)}}$

En w/v-procent betyder gram opløst stof pr. 100 mL opløsning. Multiplikation med 10 omregner dette til gram pr. liter, eftersom én liter er lig med 1.000 mL. Division med molmassen omregner gram til mol.

Denne formel fungerer kun for w/v-procenter. En w/w-procent (masse pr. masse), som er almindelig på flasker med koncentrerede syrer, kræver også opløsningens massefylde (se nedenfor).

Sådan beregnes molaritet ud fra procentkoncentration

1. Gang procentkoncentrationen med 10. Det giver koncentrationen i gram pr. liter.
2. Divider dette tal med stoffets molmasse i gram pr. mol.
3. Resultatet er molariteten i mol/L.

Hvorfor formlen fungerer

En 5 % w/v-opløsning indeholder 5 gram opløst stof i 100 mL opløsning.

1. Gram pr. liter: 5 g × 10 = 50 g/L.
2. Mol pr. liter: 50 g/L ÷ molmasse (g/mol) = mol/L.

Eksempel

En opløsning er 5 % (w/v) natriumchlorid (NaCl). Molmassen for NaCl er 58,44 g/mol.

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

En 5 % NaCl-opløsning er cirka 0,856 M.

Flere eksempler

• Isotonisk saltvand (0,9 % NaCl): (0,9 × 10) ÷ 58,44 = 0,154 M
• 5 % glukoseopløsning (C₆H₁₂O₆, 180,16 g/mol): (5 × 10) ÷ 180,16 = 0,278 M
• 10 % natriumhydroxidopløsning (NaOH, 40,00 g/mol): (10 × 10) ÷ 40,00 = 2,50 M

De to første resultater stemmer overens med den offentliggjorte sammensætning af de kliniske væsker: 0,9 % NaCl indeholder 154 mEq/L natrium, og 5 % glukose indeholder 50 g/L eller 278 mM.

Sådan bruges konverteren

1. Indtast procentkoncentrationen (w/v), et tal mellem 0 og 100.
2. Indtast stoffets molmasse i g/mol. Den skal være større end 0.
3. Molariteten vises automatisk i mol/L.
4. Brug kopieringsknappen til at kopiere resultatet.

Almindelige molmasser

Andre måder at udtrykke koncentration på

Molalitet (m) angiver mol opløst stof pr. kilogram opløsningsmiddel, ikke opløsning. Den ændres ikke med temperaturen og bruges derfor til beregninger af frysepunkt og kogepunkt.

$\text{Molalitet (m)} = \frac{\text{mol opløst stof}}{\text{opløsningsmidlets masse i kg}}$

Masseprocent (w/w) er gram opløst stof pr. 100 gram opløsning. Det er almindeligt på flasker med koncentrerede syrer og baser. Omregning til molaritet kræver opløsningens massefylde:

$\text{Molaritet} = \frac{\text{Masseprocent} \times \text{massefylde (g/mL)} \times 10}{\text{Molmasse}}$

Volumenprocent (v/v) bruges til blandinger af væsker, f.eks. ethanol i vand. En 70 % v/v-ethanolopløsning indeholder 70 mL ethanol pr. 100 mL opløsning i alt.

Normalitet (N) angiver gramækvivalenter pr. liter. Den forekommer i ældre titreringslitteratur. NIST's vejledning opfører normalitet som forældet og anbefaler stofmængdekoncentration i stedet.

Begrænsninger for nøjagtigheden

Formlen for w/v er nøjagtig, fordi en w/v-procent allerede refererer til opløsningens volumen. Resultatet er kun så godt som de værdier, der indsættes, og flere ting kan gøre dem forkerte.

• w/w-angivelser: Koncentrerede syrer og baser angives normalt efter masse (w/w), og deres massefylde ligger langt over 1 g/mL. Hvis en w/w-værdi indsættes, som om den var w/v, bliver molariteten forkert. Brug i stedet formlen med massefyldekorrektion i afsnittet ovenfor.
• Temperatur: Opløsningens volumen ændres med temperaturen, så molariteten ændres en smule, når temperaturen ændres. Det gør molaliteten ikke, fordi den er baseret på masse og ikke volumen.
• Hydratiserede forbindelser: Nogle forbindelser optager vand i deres krystalstruktur, og det ændrer deres molmasse. Vandfrit kobbersulfat (CuSO₄) har en molmasse på 159,61 g/mol. Kobbersulfatpentahydrat (CuSO₄·5H₂O) har en molmasse på 249,68 g/mol, hvilket er mere end 50 % højere. Hvis den forkerte værdi bruges, bliver molariteten meget unøjagtig.
• Reagensets renhed: Kommercielle kemikalier er sjældent 100 % rene. Et reagens, der er mærket som 98 % rent, indeholder 2 % andet materiale efter masse, hvilket sænker den faktiske molaritet af en opløsning fremstillet af det en smule.

Ofte stillede spørgsmål

Hvad er forskellen mellem molaritet og molalitet?

Molaritet er mol opløst stof pr. liter opløsning. Molalitet er mol opløst stof pr. kilogram opløsningsmiddel. Molariteten ændres en smule med temperaturen, fordi væskers volumen ændres med temperaturen. Molaliteten forbliver konstant, fordi massen ikke ændres med temperaturen.

Hvorfor bruges molaritet oftere end procentkoncentration?

Kemiske reaktioner foregår mellem molekyler, og molaritet angiver direkte, hvor mange mol af et stof der findes i et givet volumen. Procentkoncentration angiver masse, som skal omregnes til mol, før den kan bruges i reaktionsberegninger.

Hvordan omregner jeg molaritet tilbage til procentkoncentration?

Vend formlen om:

$\text{Procentkoncentration (w/v)} = \frac{\text{Molaritet} \times \text{Molmasse}}{10}$

En 0,5 M natriumchloridopløsning svarer til (0,5 × 58,44) ÷ 10 = 2,92 % w/v.

Gælder denne formel for masseprocenter (w/w)?

Nej. Formlen på denne side gælder kun for w/v-procenter. Omregning af en w/w-procent til molaritet kræver opløsningens massefylde ved hjælp af formlen i afsnittet "Andre måder at udtrykke koncentration på" ovenfor.

Påvirker opløsningens massefylde resultatet?

Ikke for en egentlig w/v-procent. En w/v-værdi er allerede gram pr. 100 mL opløsning, så massefylden falder ud af beregningen. Massefylden har betydning, når procentdelen er w/w. Så skal formlen med massefyldekorrektion bruges, og fejlen ved at se bort fra massefylden vokser, jo mere koncentreret opløsningen er.

Hvordan fremstiller jeg en opløsning med en bestemt molaritet?

Beregn den nødvendige masse med Masse (g) = Molaritet (mol/L) × Volumen (L) × Molmasse (g/mol). Afvej denne masse, opløs den i mindre end det endelige volumen opløsningsmiddel, overfør opløsningen til en målekolbe, og tilsæt derefter opløsningsmiddel op til mærket. Det er en almindelig fejl at tilsætte opløsningsmiddel til det fulde volumen, før stoffet er opløst, fordi det kan gøre det endelige volumen for stort.

Referencer

1. National Institute of Standards and Technology. NIST Guide to the SI, Chapter 8. NIST Guide to the SI, Chapter 8 — definition c = n/V (afsn. 8.6.5); betegnelserne molaritet, M og normalitet er forældede.
2. NIST Chemistry WebBook. Sodium chloride. NIST WebBook: natriumchlorid — molmasse 58,443.
3. Baldrighi M. et al. Hyperglycemic Hyperosmolar State: A Pragmatic Approach to Properly Manage Sodium Derangements. Current Diabetes Reviews (PMC). Baldrighi et al., tabel 1 — 0,9 % NaCl: Na⁺ 154 mEq/L; 5 % glukose: 50 g/L, 278 mM.