Tömegszázalék Kalkulátor - Súlyszázalék Számítása Keverékekben

Mi a tömegszázalék?

A tömegszázalék, más néven tömeg szerinti százalék vagy w/w%, egy keverék egyik összetevőjének tömege osztva a keverék teljes tömegével, majd megszorozva 100-zal. Megmutatja, hogy a keverék tömegének mekkora része származik egyetlen összetevőből, például a sóoldat sójából vagy egy bronzötvözet réztartalmából.

A tömegszázalék nem változik a hőmérséklettel, mert maga a tömeg melegítéskor vagy hűtéskor nem tágul és nem húzódik össze. Ez stabil módszerré teszi a koncentráció megadására, szemben a térfogaton alapuló mérésekkel.

A tömegszázalék képlete

$\text{Tömegszázalék} = \frac{\text{Az összetevő tömege}}{\text{A keverék teljes tömege}} \times 100\%$

• Az összetevő tömege: a vizsgált egyetlen anyag tömege.
• A keverék teljes tömege: a keverékben található összes anyag együttes tömege, magát az összetevőt is beleértve.

Mindkét tömeget azonos mértékegységben, például grammban vagy kilogrammban kell megadni. Az osztás során a mértékegység kiesik, ezért az eredmény egyszerű százalék lesz, függetlenül attól, melyik mértékegységet használták, feltéve, hogy mindkét értéknél ugyanaz szerepel.

A tömegszázalék kiszámítása

1. Mérje meg az összetevő tömegét. Ez az az összetevő, amelynek arányára kíváncsi.
2. Mérje meg a teljes keverék tömegét. Ez az összetevőt és minden vele összekevert egyéb anyagot tartalmazza.
3. Ossza el az összetevő tömegét a teljes tömeggel.
4. A százalékérték meghatározásához szorozza meg az eredményt 100-zal.

A tömegszázalék mindig 0% és 100% közé esik. Az ezen kívüli eredmény azt jelenti, hogy a teljes tömeget helytelenül mérték meg, vagy az összetevő tömegét a teljes tömegnél nagyobb értékként adták meg.

Több összetevőből álló keverékben az összes összetevő tömegszázalékának összege 100%. Ez hasznos ellenőrzés: ha egy több összetevőből álló keverék százalékértékeinek összege 97% vagy 103%, akkor valamelyik mérés hibás.

Számítási példa

Példa 1: Sóoldat. Egy laboratóriumi technikus 25 g nátrium-kloridot old fel vízben, hogy 100 g össztömegű oldatot készítsen.

Tömegszázalék = (25 g / 100 g) × 100% = 25%

Példa 2: Tabletta összetétele. Egy tabletta tömege 200 mg, és 5 mg hatóanyagot tartalmaz.

Tömegszázalék = (5 mg / 200 mg) × 100% = 2,5%

A fennmaradó 97,5% kötőanyagokból és töltőanyagokból áll, amelyek a tablettát összetartó inaktív összetevők.

Példa 3: Bronzötvözet. Egy bronzminta 750 g rezet tartalmaz, teljes tömege pedig 1000 g.

Tömegszázalék = (750 g / 1000 g) × 100% = 75%

Példa 4: Cukor egy gabonaszeletben. Egy 125 g tömegű gabonaszelet 15 g cukrot tartalmaz.

Tömegszázalék = (15 g / 125 g) × 100% = 12%

Kapcsolódó képletek

Az összetevő tömegének meghatározása adott tömegszázalék (P) és teljes tömeg alapján:

M_component = (P × M_total) ÷ 100

Példa: egy 125 g tömegű, tömeg szerint 12% cukrot tartalmazó termékben (12 × 125) ÷ 100 = 15 g cukor van.

A kívánt tömegszázalékhoz szükséges teljes tömeg meghatározása:

M_total = (M_component × 100) ÷ P

Példa: 5 g gyógyszerből 2,5%-os készítmény előállításához szükséges teljes tömeg (5 × 100) ÷ 2,5 = 200 g.

A tömegszázalék-kalkulátor használata

Adja meg az összetevő tömegét és a keverék teljes tömegét. Mindkét mező grammot jelöl, de bármely tömegegység használható, ha mindkettőben ugyanaz szerepel, mert az osztás során a mértékegység kiesik. A kalkulátor elosztja az összetevő tömegét a teljes tömeggel, megszorozza 100-zal, és a tömegszázalékot két tizedesjegyre kerekítve jeleníti meg. Az eredmény alatt látható sáv ugyanezt az arányt mutatja, 0%, 50% és 100% értéknél jelölésekkel. A másolás gomb az eredményt másolja. A visszaállítás gomb a mezőket a mintaértékekre, 25 g és 100 g értékre állítja vissza, amelyek 25%-ot adnak.

Üres mező esetén értékek megadására felszólító üzenet jelenik meg, nem pedig piros hibaüzenet. A kalkulátor hibát jelez negatív tömeg, nulla teljes tömeg, illetve a teljes tömegnél nagyobb összetevő-tömeg esetén. Az érvénytelen számot tartalmazó mezőt a mező mellett jelzi. A kalkulátor nem tudja felismerni az egyik gyakori hibát: a tömeg és a térfogat összekeverését. Ha egy folyadékot milliliterben mérnek, először a sűrűsége alapján alakítsa át tömeggé, és csak utána adja meg.

Arra is ügyeljen, hogy az összetevő része a teljes tömegnek, nem pedig azon felüli mennyiség. Ha 10 g sót oldanak fel 90 g vízben, a teljes tömeg 100 g, nem pedig 90 g.

A tömegszázalék és más koncentrációegységek összehasonlítása

A tömegszázalék a koncentráció kifejezésének többféle módja közül az egyik, és mindegyik más-más helyzetben alkalmas.

• Térfogatszázalék (v/v%) folyadékok keverésénél gyakori, például egy ital alkoholtartalmának megadásakor. Mérőpohárral könnyebb meghatározni, mint mérleggel, de kissé változik a hőmérséklettel, mert a folyadékok melegítés hatására tágulnak.
• Moláris koncentráció (mol/L) az oldat térfogatára jutó molekulák számát adja meg. A vegyészek reakciók esetén használják, mivel a reakciókban jelen lévő molekulák száma, nem pedig tömegük számít.
• Molalitás (mol/kg) az oldószer tömegére jutó molekulák számát adja meg. Mivel térfogat helyett tömeget használ, nem változik a hőmérséklettel, ezért precíz fizikai kémiai munkában hasznos.
• A milliomodrész (ppm) és a milliárdodrész (ppb) nagyon kis koncentrációkat ír le, és gyakori a környezetvizsgálatokban. A tömegszázalék 10 000-zal való megszorzása ppm-re alakítja azt.
• Móltört az egyik anyag molekuláinak számát hasonlítja össze a jelen lévő összes molekula számával. Termodinamikai és fázisegyensúly-számításokban használják.

A tömegszázalékot akkor részesítik előnyben, ha a cél az összetétel egyszerű, hőmérséklettől független tömeg szerinti megadása, például egy ötvözet, gyógyszerkészítmény vagy élelmiszer-összetevőlista leírásakor.

Története

A pontos mérlegek megjelenése előtt a fémművesek durva arányok, nem pedig pontos százalékok alapján keverték a rezet és az ónt bronz előállításához. A kvantitatív kémia az 1700-as évek végén Antoine Lavoisier munkássága nyomán alakult ki, akinek kísérletei megmutatták, hogy a tömeg megmarad a kémiai reakciókban. Ez az elv tette lehetővé az anyagok összetételének gondos méréssel történő leírását.

Az 1800-as évek folyamán a vegyészek szabványosították az összetétel mérésének módszereit, és a tömegszázalék az eredmények közlésének gyakori módjává vált, mert könnyen érthető volt: a megadott százalék azt jelentette, hogy minden 100 grammból ennyi gramm az adott összetevő. A 20. században kifejlesztett elektronikus mérlegek sokkal pontosabbá tették ezeket a méréseket, támogatva az olyan területeket, mint a gyógyszergyártás, ahol az összetevők mennyiségét szigorúan kell szabályozni.

Gyakran ismételt kérdések

Mire használják a tömegszázalékot? Egy anyag keverékben lévő koncentrációját írja le tömeg szerint. A kémiában, a gyógyszerészetben, az élelmiszerek címkézésében és a kohászatban használják annak megadására, hogy a keverék tömegének mekkora része származik egyetlen összetevőből.

Miben különbözik a tömegszázalék a térfogatszázaléktól? A tömegszázalék tömeget oszt tömeggel, a térfogatszázalék pedig térfogatot térfogattal. A tömeg nem változik a hőmérséklettel, ezért a tömegszázalék stabilabb. A térfogat a hőmérséklet változásával tágulhat vagy összehúzódhat, ezért a térfogatszázalék kissé változhat.

Lehet a tömegszázalék nagyobb, mint 100%? Nem. Egy összetevő tömege nem lehet nagyobb az azt tartalmazó keverék teljes tömegénél, mivel a teljes tömeg az összetevőt is magában foglalja. A 100% feletti eredmény azt jelenti, hogy valamelyik mérést hibásan adták meg.

Az összetevő tömegét és a teljes tömeget azonos mértékegységben kell megadni? Igen. Mindkét értéket azonos tömegegységben, például grammban vagy kilogrammban kell megadni. A konkrét mértékegység nem számít, mert az osztás során kiesik.

Mi a teendő, ha a tömegszázalék nagyon kicsi? Körülbelül 0,01% alatti koncentrációknál a milliomodrész (ppm) vagy a milliárdodrész (ppb) általában könnyebben leolvasható. A ppm-re alakításhoz szorozza meg a tömegszázalékot 10 000-zel.

Használható a tömegszázalék gázok esetén? Igen, de gázoknál gyakoribb a térfogatszázalék vagy a mólszázalék, mivel a gázmennyiségeket általában térfogat alapján mérik. A tömegszázalékot továbbra is használják a levegőben lebegő részecskék, például por vagy aeroszolszennyezés esetén.

Hivatkozások

1. National Institute of Standards and Technology, SI-mértékegységek
2. American Chemical Society, Lavoisier és a tömegmegmaradás törvénye
3. Chemistry LibreTexts, Tömegszázalék
4. Purdue University Chemistry, Százalékos összetétel