חשב ריכוזים של פתרונות במספר יחידות כולל מולריות, מולליות, הרכב אחוזי וחלקים למיליון (ppm). מושלם לסטודנטים לכימיה, עבודה במעבדה ויישומים מחקריים.
ריכוז פתרון הוא מדד לכמה מסיס מומס בממס כדי ליצור פתרון. יחידות ריכוז שונות משמשות בהתאם ליישום ולמאפיינים הנחקרים.
המחשבון מחשבון ריכוז פתרון הוא כלי עוצמתי אך פשוט שנועד לעזור לך לקבוע את הריכוז של פתרונות כימיים ביחידות שונות. בין אם אתה תלמיד הלומד את יסודות הכימיה, טכנאי מעבדה המכין ריאגנטים, או חוקר המנתח נתוני ניסוי, המחשבון הזה מספק חישובי ריכוז מדויקים עם מינימום קלט. ריכוז הפתרון הוא מושג בסיסי בכימיה המביע את כמות המומס המומס בכמות ספציפית של פתרון או ממס.
מחשבון קל לשימוש זה מאפשר לך לחשב ריכוז במספר יחידות כולל מולריות, מולליות, אחוז לפי מסה, אחוז לפי נפח, וחלקים למיליון (ppm). על ידי הזנת המסה של המומס, משקל מולקולרי, נפח הפתרון, וצפיפות הפתרון, תוכל מיד לקבל ערכי ריכוז מדויקים לצרכים הספציפיים שלך.
ריכוז פתרון מתייחס לכמות המומס הנמצאת בכמות נתונה של פתרון או ממס. מומס הוא החומר המומס (כמו מלח או סוכר), בעוד שהממס הוא החומר הממיס (בדרך כלל מים בפתרונות מימיים). התערובת الناتית נקראת פתרון.
ריכוז יכול להתבטא בכמה דרכים, בהתאם ליישום ולמאפיינים הנחקרים:
לכל יחידת ריכוז יש יישומים ויתרונות ספציפיים בהקשרים שונים, אותם נחקור בפירוט למטה.
מולריות היא אחת מיחידות הריכוז הנפוצות ביותר בכימיה. היא מייצגת את מספר המולים של מומס לליטר פתרון.
נוסחה:
כדי לחשב מולריות ממסה:
דוגמת חישוב: אם אתה ממיס 5.85 גרם של כלוריד נתרן (NaCl, משקל מולקולרי = 58.44 g/mol) במים מספיק כדי ליצור 100 מ"ל של פתרון:
מולליות מוגדרת כמספר המולים של מומס לקילוגרם ממס. בניגוד למולריות, מולליות אינה מושפעת משינויים בטמפרטורה מכיוון שהיא תלויה במסה ולא בנפח.
נוסחה:
כדי לחשב מולליות ממסה:
דוגמת חישוב: אם אתה ממיס 5.85 גרם של כלוריד נתרן (NaCl, משקל מולקולרי = 58.44 g/mol) ב-100 גרם מים:
אחוז לפי מסה (המכונה גם אחוז משקל) מבטא את מסה של מומס כאחוז מהמסה הכוללת של הפתרון.
נוסחה: \text{אחוז לפי מסה (% w/w)} = \frac{\text{מסה של מומס}}{\text{מסה של פתרון}} \times 100\%
כאשר:
דוגמת חישוב: אם אתה ממיס 10 גרם של סוכר ב-90 גרם מים:
אחוז לפי נפח מבטא את נפח המומס כאחוז מהנפח הכולל של הפתרון. זה נפוץ בשימוש עבור פתרונות נוזליים-נוזליים.
נוסחה: \text{אחוז לפי נפח (% v/v)} = \frac{\text{נפח של מומס}}{\text{נפח של פתרון}} \times 100\%
דוגמת חישוב: אם אתה מערבב 15 מ"ל של אתנול עם מים כדי ליצור פתרון של 100 מ"ל:
חלקים למיליון משמשים עבור פתרונות מדוללים מאוד. הוא מייצג את מסה של מומס למיליון חלקים של מסה הפתרון.
נוסחה:
דוגמת חישוב: אם אתה ממיס 0.002 גרם של חומר ב-1 ק"ג מים:
המחשבון שלנו לריכוז פתרון נועד להיות אינטואיטיבי וקל לשימוש. עקוב אחרי הצעדים הפשוטים הבאים כדי לחשב את ריכוז הפתרון שלך:
המחשבון מבצע אוטומטית את החישוב כאשר אתה מזין ערכים, ומעניק לך תוצאות מיידיות מבלי שתצטרך ללחוץ על כפתור חישוב.
המחשבון מבצע את הבדיקות הבאות על קלטי המשתמש:
אם קלטים לא תקינים זוהו, תוצג הודעת שגיאה, והחישוב לא יימשך עד לתיקון.
חישובי ריכוז פתרונות חיוניים בתחומים וביישומים רבים:
מעבדה רפואית צריכה להכין פתרון סליין של 0.9% (w/v) עבור תרבות תאים. כך הם ישתמשו במחשבון הריכוז:
באמצעות המחשבון:
המחשבון יאשר את הריכוז של 0.9% ויספק גם את הערכים המקבילים ביחידות אחרות:
בעוד שיחידות הריכוז המכוסות על ידי המחשבון שלנו הן הנפוצות ביותר, ישנן דרכים חלופיות לבטא ריכוז בהתאם ליישומים ספציפיים:
נורמליות (N): מבטאת ריכוז במונחים של גרם שווה לכל ליטר פתרון. שימושי עבור תגובות חומצה-בסיס ותגובות חמצון-חיזור.
מולריות × גורם ערך: משמש בשיטות אנליטיות מסוימות שבהן הערך של יונים חשוב.
יחס מסה/נפח: פשוט מציין את המסה של המומס לפי נפח הפתרון (למשל, mg/L) מבלי להמיר לאחוז.
שבר מולקולרי (χ): היחס של מולים של רכיב אחד לסך המולים של כל הרכיבים בפתרון. שימושי בחישובים תרמודינמיים.
מולליות ופעולה: בפתרונות לא אידיאליים, משתמשים בגורמי פעולה כדי לתקן אינטראקציות מולקולריות.
המושג של ריכוז פתרון התפתח באופן משמעותי לאורך ההיסטוריה של הכימיה:
בעבר, ריכוז תואר באופן איכותי ולא כמותי. אלכימאים ורוקחים מוקדמים השתמשו במונחים לא מדויקים כמו "חזק" או "חלש" כדי לתאר פתרונות.
ההתפתחות של הכימיה האנליטית במאה ה-18 הובילה לדרכים מדויקות יותר לבטא ריכוז:
הנה דוגמאות כיצד לחשב ריכוז פתרון בשפות תכנות שונות:
1' פונקציית VBA של Excel לחישוב מולריות
2Function CalculateMolarity(mass As Double, molecularWeight As Double, volume As Double) As Double
3 ' mass בגרמים, molecularWeight בגרמים למול, volume בליטרים
4 CalculateMolarity = mass / (molecularWeight * volume)
5End Function
6
7' נוסחת Excel עבור אחוז לפי מסה
8' =A1/(A1+A2)*100
9' כאשר A1 היא מסה של מומס ו-A2 היא מסה של ממס
10
1def calculate_molarity(mass, molecular_weight, volume):
2 """
3 Calculate the molarity of a solution.
4
5 Parameters:
6 mass (float): Mass of solute in grams
7 molecular_weight (float): Molecular weight of solute in g/mol
8 volume (float): Volume of solution in liters
9
10 Returns:
11 float: Molarity in mol/L
12 """
13 return mass / (molecular_weight * volume)
14
15def calculate_molality(mass, molecular_weight, solvent_mass):
16 """
17 Calculate the molality of a solution.
18
19 Parameters:
20 mass (float): Mass of solute in grams
21 molecular_weight (float): Molecular weight of solute in g/mol
22 solvent_mass (float): Mass of solvent in grams
23
24 Returns:
25 float: Molality in mol/kg
26 """
27 return mass / (molecular_weight * (solvent_mass / 1000))
28
29def calculate_percent_by_mass(solute_mass, solution_mass):
30 """
31 Calculate the percent by mass of a solution.
32
33 Parameters:
34 solute_mass (float): Mass of solute in grams
35 solution_mass (float): Total mass of solution in grams
36
37 Returns:
38 float: Percent by mass
39 """
40 return (solute_mass / solution_mass) * 100
41
42# דוגמת שימוש
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"מולריות: {molarity:.4f} M")
53print(f"מולליות: {molality:.4f} m")
54print(f"אחוז לפי מסה: {percent:.2f}%")
55
1/**
2 * Calculate the molarity of a solution
3 * @param {number} mass - Mass of solute in grams
4 * @param {number} molecularWeight - Molecular weight in g/mol
5 * @param {number} volume - Volume of solution in liters
6 * @returns {number} Molarity in mol/L
7 */
8function calculateMolarity(mass, molecularWeight, volume) {
9 return mass / (molecularWeight * volume);
10}
11
12/**
13 * Calculate the percent by volume of a solution
14 * @param {number} soluteVolume - Volume of solute in mL
15 * @param {number} solutionVolume - Volume of solution in mL
16 * @returns {number} Percent by volume
17 */
18function calculatePercentByVolume(soluteVolume, solutionVolume) {
19 return (soluteVolume / solutionVolume) * 100;
20}
21
22/**
23 * Calculate parts per million (ppm)
24 * @param {number} soluteMass - Mass of solute in grams
25 * @param {number} solutionMass - Mass of solution in grams
26 * @returns {number} Concentration in ppm
27 */
28function calculatePPM(soluteMass, solutionMass) {
29 return (soluteMass / solutionMass) * 1000000;
30}
31
32// דוגמת שימוש
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(`מולריות: ${molarity.toFixed(4)} M`);
42console.log(`ריכוז: ${ppm.toFixed(2)} ppm`);
43
1public class ConcentrationCalculator {
2 /**
3 * Calculate the molarity of a solution
4 *
5 * @param mass Mass of solute in grams
6 * @param molecularWeight Molecular weight in g/mol
7 * @param volume Volume of solution in liters
8 * @return Molarity in mol/L
9 */
10 public static double calculateMolarity(double mass, double molecularWeight, double volume) {
11 return mass / (molecularWeight * volume);
12 }
13
14 /**
15 * Calculate the molality of a solution
16 *
17 * @param mass Mass of solute in grams
18 * @param molecularWeight Molecular weight in g/mol
19 * @param solventMass Mass of solvent in grams
20 * @return Molality in mol/kg
21 */
22 public static double calculateMolality(double mass, double molecularWeight, double solventMass) {
23 return mass / (molecularWeight * (solventMass / 1000));
24 }
25
26 /**
27 * Calculate the percent by mass of a solution
28 *
29 * @param soluteMass Mass of solute in grams
30 * @param solutionMass Total mass of solution in grams
31 * @return Percent by mass
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("מולריות: %.4f M%n", molarity);
49 System.out.printf("מולליות: %.4f m%n", molality);
50 System.out.printf("אחוז לפי מסה: %.2f%%%n", percentByMass);
51 }
52}
53
1#include <iostream>
2#include <iomanip>
3
4/**
5 * Calculate the molarity of a solution
6 *
7 * @param mass Mass of solute in grams
8 * @param molecularWeight Molecular weight in g/mol
9 * @param volume Volume of solution in liters
10 * @return Molarity in mol/L
11 */
12double calculateMolarity(double mass, double molecularWeight, double volume) {
13 return mass / (molecularWeight * volume);
14}
15
16/**
17 * Calculate parts per million (ppm)
18 *
19 * @param soluteMass Mass of solute in grams
20 * @param solutionMass Mass of solution in grams
21 * @return Concentration in 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 << "מולריות: " << molarity << " M" << std::endl;
38 std::cout << "ריכוז: " << ppm << " ppm" << std::endl;
39
40 return 0;
41}
42
מולריות (M) מוגדרת כמספר המולים של מומס לליטר פתרון, בעוד שמולליות (m) היא מספר המולים של מומס לקילוגרם ממס. ההבדל המרכזי הוא שמולריות תלויה בנפח, שעשוי להשתנות עם טמפרטורה, בעוד שמולליות תלויה במסה, שנשארת קבועה ללא קשר לשינויים בטמפרטורה. מולליות מועדפת עבור יישומים שבהם שינויים בטמפרטורה משמעותיים.
להמיר בין יחידות ריכוז דורש ידע על תכונות הפתרון:
מולריות למולליות: אתה צריך את צפיפות הפתרון (ρ) ואת המשקל המולקולרי של המומס (M):
אחוז לפי מסה למולריות: אתה צריך את צפיפות הפתרון (ρ) ואת המשקל המולקולרי של המומס (M):
ppm לאחוז לפי מסה: פשוט חלק ב-10,000:
המחשבון שלנו יכול לבצע את ההמרות הללו אוטומטית כאשר אתה מזין את הפרמטרים הנדרשים.
מספר גורמים יכולים להוביל להבדלים בחישובי ריכוז:
כדי להכין פתרון בריכוז ספציפי:
טמפרטורה משפיעה על ריכוז הפתרון בכמה דרכים:
מולליות אינה מושפעת ישירות מטמפרטורה מכיוון שהיא מבוססת על מסה ולא על נפח.
הריכוז המקסימלי האפשרי תלוי במספר גורמים:
מעבר לנקודת הרוויה, הוספת עוד מומס תגרום להפקה או להפרדה של שלבים.
עבור פתרונות מדוללים מאוד:
ריכוז משפיע על תכונות רבות של פתרונות:
כדי לקחת בחשבון את טוהר המומס:
התאם את המסה: הכפל את המסה ששוקלת באחוז הטוהר (כמספר עשרוני):
דוגמה: אם אתה שוקל 10 גרם של תרכובת שהיא 95% טהורה, המסה הממשית של המומס היא:
השתמש במסה המתואמת בכל חישובי הריכוז שלך.
המחשבון הזה מיועד לפתרונות עם מומס אחד. עבור תערובות עם מספר מומסים:
האריס, ד. ס. (2015). אנליזה כימית כמותית (מהדורה 9). ו. ה. פרימן וחברה.
צ'אנג, ר., & גולדסבי, ק. א. (2015). כימיה (מהדורה 12). מקגרו-היל חינוך.
אטקינס, פ., & דה פאולה, ג. (2014). כימיה פיזיקלית של אטקינס (מהדורה 10). הוצאת אוקספורד.
האיגוד הבינלאומי לכימיה טהורה ויישומית. (1997). אוצר המונחים של כימיה (מהדורה 2). (המכונה "ספר הזהב").
בראון, ט. ל., למאי, ה. א., ברסטן, ב. א., מרפי, צ. ג., וודוורד, פ. מ., & סטולצפוס, מ. ו. (2017). כימיה: המדע המרכזי (מהדורה 14). פירסון.
זומדלה, ש. ש., & זומדלה, ש. א. (2016). כימיה (מהדורה 10). קנג'ג למידה.
המכון הלאומי לתקנים וטכנולוגיה. (2018). NIST Chemistry WebBook. https://webbook.nist.gov/chemistry/
האגודה הכימית האמריקאית. (2006). כימיקלים ריאגנטיים: מפרטים ונהלים (מהדורה 10). הוצאת אוקספורד.
המחשבון שלנו לריכוז פתרון הופך חישובי ריכוז מורכבים לפשוטים ונגישים. בין אם אתה תלמיד, חוקר, או מקצוען בתעשייה, הכלי הזה יחסוך לך זמן ויבטיח תוצאות מדויקות. נסה יחידות ריכוז שונות, חקור את הקשרים ביניהן, ושפר את הבנתך של כימיית פתרונות.
יש לך שאלות לגבי ריכוז פתרון או זקוק לעזרה עם חישובים ספציפיים? השתמש במחשבון שלנו והתייחס למדריך המקיף למעלה. עבור כלים ומשאבים כימיים מתקדמים נוספים, חקור את המחשבונים האחרים שלנו ואת התוכן החינוכי.
גלה עוד כלים שעשויים להיות שימושיים עבור זרימת העבודה שלך