Izračunajte koncentracije raztopin v več enotah, vključno z molarnostjo, molalnostjo, odstotno sestavo in deli na milijon (ppm). Popoln za študente kemije, laboratorijsko delo in raziskovalne aplikacije.
Koncentracija raztopine je mera, koliko topila je raztopljenega v topilu za ustvarjanje raztopine. Različne enote koncentracije se uporabljajo glede na aplikacijo in lastnosti, ki jih preučujemo.
Kalkulator koncentracije raztopin je močno, a preprosto orodje, zasnovano za pomoč pri določanju koncentracije kemijskih raztopin v različnih enotah. Ne glede na to, ali ste študent, ki se uči osnov kemije, laboratorijski tehnik, ki pripravlja reagente, ali raziskovalec, ki analizira eksperimentalne podatke, to orodje zagotavlja natančne izračune koncentracije z minimalnim vnosom. Koncentracija raztopine je temeljni koncept v kemiji, ki izraža količino topila, raztopljenega v določeni količini raztopine ali topila.
Ta enostavna kalkulator omogoča izračun koncentracije v več enotah, vključno z molariteto, molalnostjo, odstotkom po masi, odstotkom po prostornini in delih na milijon (ppm). Preprosto vnesite maso topila, molekulsko težo, prostornino raztopine in gostoto raztopine, da takoj pridobite natančne vrednosti koncentracije za vaše specifične potrebe.
Koncentracija raztopine se nanaša na količino topila, prisotnega v določeni količini raztopine ali topila. Topilo je snov, ki se raztaplja (kot je sol ali sladkor), medtem ko je topilo snov, ki raztaplja (običajno voda v vodnih raztopinah). Rezultantna mešanica se imenuje raztopina.
Koncentracijo lahko izrazimo na več načinov, odvisno od aplikacije in lastnosti, ki jih preučujemo:
Vsaka enota koncentracije ima specifične aplikacije in prednosti v različnih kontekstih, ki jih bomo podrobno raziskali spodaj.
Molariteta je ena najpogosteje uporabljenih enot koncentracije v kemiji. Predstavlja število molov topila na liter raztopine.
Formula:
Za izračun molaritete iz mase:
Primer izračuna: Če raztopite 5,85 g natrijevega klorida (NaCl, molekulska teža = 58,44 g/mol) v dovolj vode, da dobite 100 mL raztopine:
Molalnost je definirana kot število molov topila na kilogram topila. Za razliko od molaritete molalnost ni odvisna od sprememb temperature, ker temelji na masi in ne na prostornini.
Formula:
Za izračun molalnosti iz mase:
Primer izračuna: Če raztopite 5,85 g natrijevega klorida (NaCl, molekulska teža = 58,44 g/mol) v 100 g vode:
Odstotek po masi (imenovan tudi teža odstotek) izraža maso topila kot odstotek skupne mase raztopine.
Formula: \text{Odstotek po masi (% w/w)} = \frac{\text{masa topila}}{\text{masa raztopine}} \times 100\%
Kjer:
Primer izračuna: Če raztopite 10 g sladkorja v 90 g vode:
Odstotek po prostornini izraža prostornino topila kot odstotek skupne prostornine raztopine. To se pogosto uporablja za tekoče-tekoče raztopine.
Formula: \text{Odstotek po prostornini (% v/v)} = \frac{\text{prostornina topila}}{\text{prostornina raztopine}} \times 100\%
Primer izračuna: Če zmešate 15 mL etanola z vodo, da dobite 100 mL raztopine:
Deli na milijon se uporabljajo za zelo razredčene raztopine. Predstavlja maso topila na milijon delov mase raztopine.
Formula:
Primer izračuna: Če raztopite 0,002 g snovi v 1 kg vode:
Naš kalkulator koncentracije raztopin je zasnovan tako, da je intuitiven in enostaven za uporabo. Sledite tem preprostim korakom za izračun koncentracije vaše raztopine:
Kalkulator samodejno izvede izračun, ko vnašate vrednosti, kar vam daje takojšnje rezultate, ne da bi bilo treba pritisniti gumb za izračun.
Kalkulator izvaja naslednje preverjanja uporabniških vhodov:
Če so zaznani neveljavni vnosi, bo prikazano sporočilo o napaki, izračun pa se ne bo nadaljeval, dokler ne bo popravljen.
Izračuni koncentracije raztopin so bistveni v številnih področjih in aplikacijah:
Medicinski laboratorij mora pripraviti 0,9% (w/v) slano raztopino za kulturo celic. Tako bi uporabili kalkulator koncentracije:
Z uporabo kalkulatorja:
Kalkulator bi potrdil 0,9% koncentracijo in prav tako zagotovil ekvivalentne vrednosti v drugih enotah:
Čeprav so enote koncentracije, obravnavane v našem kalkulatorju, najpogosteje uporabljene, obstajajo alternativni načini za izražanje koncentracije, odvisno od specifičnih aplikacij:
Normalnost (N): Izraža koncentracijo v gramih ekvivalentov na liter raztopine. Koristno za kislo-bazne in redoks reakcije.
Molariteta × Valenčni faktor: Uporablja se v nekaterih analitičnih metodah, kjer je pomembna valenca ionov.
Razmerje masa/prostornina: Preprosto navajanje mase topila na prostornino raztopine (npr. mg/L) brez pretvorbe v odstotek.
Molekulski delež (χ): Razmerje molov ene komponente do skupnega števila molov vseh komponent v raztopini. Koristno pri termodinamičnih izračunih.
Molalnost in aktivnost: V neidealnih raztopinah se uporabljajo koeficienti aktivnosti za korekcijo molekularnih interakcij.
Koncept koncentracije raztopine se je skozi zgodovino kemije znatno razvil:
V starih časih je bila koncentracija opisana kvalitativno, ne pa kvantitativno. Zgodnji alkimisti in apotekarji so uporabljali neprecizne izraze, kot so "močna" ali "šibka", za opis raztopin.
Razvoj analitične kemije v 18. stoletju je privedel do natančnejših načinov izražanja koncentracije:
Tukaj so primeri, kako izračunati koncentracijo raztopine v različnih programskih jezikih:
1' Excel VBA funkcija za izračun molaritete
2Function CalculateMolarity(mass As Double, molecularWeight As Double, volume As Double) As Double
3 ' masa v gramih, molekulska teža v g/mol, prostornina v litrih
4 CalculateMolarity = mass / (molecularWeight * volume)
5End Function
6
7' Excel formula za odstotek po masi
8' =A1/(A1+A2)*100
9' Kjer je A1 masa topila in A2 masa topila
10
1def calculate_molarity(mass, molecular_weight, volume):
2 """
3 Izračunajte molariteto raztopine.
4
5 Parametri:
6 mass (float): Masa topila v gramih
7 molecular_weight (float): Molekulska teža topila v g/mol
8 volume (float): Prostornina raztopine v litrih
9
10 Vrne:
11 float: Molariteta v mol/L
12 """
13 return mass / (molecular_weight * volume)
14
15def calculate_molality(mass, molecular_weight, solvent_mass):
16 """
17 Izračunajte molalnost raztopine.
18
19 Parametri:
20 mass (float): Masa topila v gramih
21 molecular_weight (float): Molekulska teža topila v g/mol
22 solvent_mass (float): Masa topila v gramih
23
24 Vrne:
25 float: Molalnost v mol/kg
26 """
27 return mass / (molecular_weight * (solvent_mass / 1000))
28
29def calculate_percent_by_mass(solute_mass, solution_mass):
30 """
31 Izračunajte odstotek po masi raztopine.
32
33 Parametri:
34 solute_mass (float): Masa topila v gramih
35 solution_mass (float): Skupna masa raztopine v gramih
36
37 Vrne:
38 float: Odtotek po masi
39 """
40 return (solute_mass / solution_mass) * 100
41
42# Primer uporabe
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"Molariteta: {molarity:.4f} M")
53print(f"Molalnost: {molality:.4f} m")
54print(f"Odtotek po masi: {percent:.2f}%")
55
1/**
2 * Izračunajte molariteto raztopine
3 * @param {number} mass - Masa topila v gramih
4 * @param {number} molecularWeight - Molekulska teža v g/mol
5 * @param {number} volume - Prostornina raztopine v litrih
6 * @returns {number} Molariteta v mol/L
7 */
8function calculateMolarity(mass, molecularWeight, volume) {
9 return mass / (molecularWeight * volume);
10}
11
12/**
13 * Izračunajte odstotek po prostornini raztopine
14 * @param {number} soluteVolume - Prostornina topila v mL
15 * @param {number} solutionVolume - Prostornina raztopine v mL
16 * @returns {number} Odtotek po prostornini
17 */
18function calculatePercentByVolume(soluteVolume, solutionVolume) {
19 return (soluteVolume / solutionVolume) * 100;
20}
21
22/**
23 * Izračunajte dele na milijon (ppm)
24 * @param {number} soluteMass - Masa topila v gramih
25 * @param {number} solutionMass - Masa raztopine v gramih
26 * @returns {number} Koncentracija v ppm
27 */
28function calculatePPM(soluteMass, solutionMass) {
29 return (soluteMass / solutionMass) * 1000000;
30}
31
32// Primer uporabe
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(`Molariteta: ${molarity.toFixed(4)} M`);
42console.log(`Koncentracija: ${ppm.toFixed(2)} ppm`);
43
1public class ConcentrationCalculator {
2 /**
3 * Izračunajte molariteto raztopine
4 *
5 * @param mass Masa topila v gramih
6 * @param molecularWeight Molekulska teža v g/mol
7 * @param volume Prostornina raztopine v litrih
8 * @return Molariteta v mol/L
9 */
10 public static double calculateMolarity(double mass, double molecularWeight, double volume) {
11 return mass / (molecularWeight * volume);
12 }
13
14 /**
15 * Izračunajte molalnost raztopine
16 *
17 * @param mass Masa topila v gramih
18 * @param molecularWeight Molekulska teža v g/mol
19 * @param solventMass Masa topila v gramih
20 * @return Molalnost v mol/kg
21 */
22 public static double calculateMolality(double mass, double molecularWeight, double solventMass) {
23 return mass / (molecularWeight * (solventMass / 1000));
24 }
25
26 /**
27 * Izračunajte odstotek po masi raztopine
28 *
29 * @param soluteMass Masa topila v gramih
30 * @param solutionMass Skupna masa raztopine v gramih
31 * @return Odtotek po masi
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("Molariteta: %.4f M%n", molarity);
49 System.out.printf("Molalnost: %.4f m%n", molality);
50 System.out.printf("Odtotek po masi: %.2f%%%n", percentByMass);
51 }
52}
53
1#include <iostream>
2#include <iomanip>
3
4/**
5 * Izračunajte molariteto raztopine
6 *
7 * @param mass Masa topila v gramih
8 * @param molecularWeight Molekulska teža v g/mol
9 * @param volume Prostornina raztopine v litrih
10 * @return Molariteta v mol/L
11 */
12double calculateMolarity(double mass, double molecularWeight, double volume) {
13 return mass / (molecularWeight * volume);
14}
15
16/**
17 * Izračunajte dele na milijon (ppm)
18 *
19 * @param soluteMass Masa topila v gramih
20 * @param solutionMass Masa raztopine v gramih
21 * @return Koncentracija v 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 << "Molariteta: " << molarity << " M" << std::endl;
38 std::cout << "Koncentracija: " << ppm << " ppm" << std::endl;
39
40 return 0;
41}
42
Molariteta (M) je definirana kot število molov topila na liter raztopine, medtem ko je molalnost (m) število molov topila na kilogram topila. Ključna razlika je v tem, da molariteta temelji na prostornini, ki se lahko spreminja s temperaturo, medtem ko molalnost temelji na masi, ki ostaja konstantna ne glede na spremembe temperature. Molalnost je prednostna za aplikacije, kjer so spremembe temperature pomembne.
Pretvorba med enotami koncentracije zahteva poznavanje lastnosti raztopine:
Molariteta v molalnost: Potrebujete gostoto raztopine (ρ) in molarno maso topila (M):
Odstotek po masi v molariteto: Potrebujete gostoto raztopine (ρ) in molarno maso topila (M):
PPM v odstotek po masi: Preprosto delite z 10,000:
Naš kalkulator lahko te pretvorbe izvede samodejno, ko vnesete potrebne parametre.
Več dejavnikov lahko povzroči razlike v izračunih koncentracije:
Za pripravo raztopine določene koncentracije:
Temperatura vpliva na koncentracijo raztopine na več načinov:
Molalnost ni neposredno prizadeta s temperaturo, saj temelji na masi in ne na prostornini.
Največja možna koncentracija je odvisna od več dejavnikov:
Prek saturacijske točke bo dodajanje več topila povzročilo precipitacijo ali ločevanje faz.
Za zelo razredčene raztopine:
Koncentracija vpliva na številne lastnosti raztopin:
Za upoštevanje čistosti topila:
Prilagodite maso: Pomnožite odmerjeno maso s procentom čistosti (kot decimalno število):
Primer: Če odtehtate 10 g spojine, ki je 95% čista, je dejanska masa topila:
V vse izračune koncentracije uporabite prilagojeno maso.
Ta kalkulator je zasnovan za enosnovne raztopine. Za mešanice z več topili:
Harris, D. C. (2015). Quantitative Chemical Analysis (9. izd.). W. H. Freeman and Company.
Chang, R., & Goldsby, K. A. (2015). Chemistry (12. izd.). McGraw-Hill Education.
Atkins, P., & de Paula, J. (2014). Atkins' Physical Chemistry (10. izd.). Oxford University Press.
International Union of Pure and Applied Chemistry. (1997). Compendium of Chemical Terminology (2. izd.). (znan "Zlata knjiga").
Brown, T. L., LeMay, H. E., Bursten, B. E., Murphy, C. J., Woodward, P. M., & Stoltzfus, M. W. (2017). Chemistry: The Central Science (14. izd.). Pearson.
Zumdahl, S. S., & Zumdahl, S. A. (2016). Chemistry (10. izd.). 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 (10. izd.). Oxford University Press.
Naš kalkulator koncentracije raztopin poenostavi kompleksne izračune koncentracije. Ne glede na to, ali ste študent, raziskovalec ali strokovnjak v industriji, vam to orodje prihrani čas in zagotavlja natančne rezultate. Preizkusite različne enote koncentracije, raziskujte odnose med njimi in izboljšajte svoje razumevanje kemije raztopin.
Imate vprašanja o koncentraciji raztopin ali potrebujete pomoč pri specifičnih izračunih? Uporabite naš kalkulator in se sklicujte na obsežno zgoraj navedeno vodilo. Za več naprednih kemijskih orodij in virov raziščite naše druge kalkulatorje in izobraževalne vsebine.
Odkrijte več orodij, ki bi lahko bila koristna za vaš delovni proces