Recenze

Co znamená 3% roztok?

V chemii často používáme termíny jako „koncentrovaný roztok“, „zředěný roztok“ a „nasycený roztok“, ale ty nám dávají pouze hrubou představu o tom, kolik nebo málo látky je v roztoku. Existuje však několik způsobů, jak přesně určit, jaké je jeho kvantitativní složení. O jednom z nich se dočtete v dalším článku.

Stanovení procentuální koncentrace

Pojem koncentrace znamená množství látky přítomné v daném roztoku. Koncentraci lze udávat v jednotkách v závislosti na velikosti, kterou používáme, jako jsou moly, gramy nebo procenta. Procentuální koncentrace nám říká, kolik hmotnostních dílů rozpuštěné látky je obsaženo ve 100 hmotnostních dílech roztoku. Jinými slovy je to počet gramů rozpuštěné látky ve 100 g roztoku. Pokud kupujeme například 3,2% mléko, znamená to, že 100 g mléka obsahuje 3,2 g tuku. Procentuální koncentrace je označena symbolem „C%„.

Obecný vzorec pro procentuální koncentraci

Chcete-li odvodit vzorec procentuální koncentrace, pamatujte si to hmotnost roztoku (м_řešení) – není to jen hmotnost rozpouštědla (м_r-la)Ale látka v něm rozpuštěná (м_in-va):

Vezmeme-li jako příklad 4% roztok o hmotnosti 100 g, víme, že C% = 4%, což znamená, že hmotnost látky je 4 g Z definice procentuální koncentrace vyplývá, že hmotnost roztoku je 100 g, hmotnost rozpouštědla je 96 g.

Procentuální koncentraci lze vypočítat pomocí vzorce:

Ze vzorce vyplývá, že při znalosti hmotnosti roztoku a hmotnosti látky můžeme snadno vypočítat procentuální koncentraci. Například, když víme, že roztok má hmotnost 450 g a rozpuštěná látka v něm je 15 g, nahradíme ji do vzorce, dostaneme:

C% = (15/450) 100 % = 3,3 %

Výpočet hmotnosti jednotlivých složek roztoku

Převést lze jakýkoli vzorec, včetně vzorce procent. Znáte-li procentuální koncentraci roztoku a jeho hmotnost, můžete vypočítat hmotnost látky rozpuštěné v něm. Podobně, pokud znáte procentuální koncentraci a hmotnost látky, můžete vypočítat hmotnost roztoku. Kromě transformací vzorců můžete použít i vhodné proporce.

Příklad 1. Kolik gramů cukru je potřeba k přípravě 300 g 10% roztoku?

Z obsahu úlohy víme, že hmotnost roztoku je 300 g a jeho procentuální koncentrace je 10 %. Stanovení hmotnosti rozpuštěné látky je možné dvěma způsoby.

Metoda 1. Konverze vzorce

Metoda 2. Pomocí poměru s vědomím, že 10% roztok obsahuje 10 g cukru na 100 g roztoku

Výsledkem obou řešení je, že k přípravě 300 g 10% roztoku je potřeba použít 30 g cukru.

Příklad 2. V kolika gramech vody se musí rozpustit 10 g látky, aby vznikl 50% roztok?

Z obsahu úlohy víme, že hmotnost látky je 10 g a procentuální koncentrace roztoku je 50 %. To znamená, že 100 g roztoku obsahuje 50 g látky. Stanovení hmotnosti řešení je možné dvěma způsoby. Je třeba si uvědomit, že hmotnost roztoku se nerovná hmotnosti rozpouštědla. Chcete-li vypočítat hmotnost rozpouštědla, odečtěte hmotnost látky od hmotnosti roztoku.

Metoda 1. Převod vzorce

Metoda 2. Pomocí poměru s vědomím, že 100 g roztoku obsahuje 50 g látky.

Přečtěte si více

Co dělat, když se na listech okurky objeví žluté skvrny: jak zacházet

Řešením problému dvěma způsoby je, že pro získání 50% roztoku je nutné rozpustit 10 g látky v 10 g vody.

Příprava roztoků

Klíčovým prvkem laboratorní práce je schopnost připravovat roztoky ve stanovených koncentracích. K tomu potřebujete znát hmotnosti jeho součástí. Dříve vypočítaná hmotnost látky by měla být rozpuštěna v přesně odměřeném objemu rozpouštědla. Požadovaný objem lze vypočítat na základě znalosti hmotnosti a hustoty kapaliny. Hustota roztoku je fyzikální veličina charakteristická pro danou kapalinu, určující její hmotnost pro konkrétní jednotku objemu. Hodnota je velmi závislá na teplotě. Když víme, že hustota roztoku je 2,03 g/ml, víme, že 1 ml tohoto roztoku má hmotnost 2,03 g Nejběžnější jednotky hustoty jsou: g/ml = g/cm 3, g/l = g /dm 3, ale mohou se vyskytovat i jiné jednotky, například kg/m3. Hustota roztoku je určena vzorcem: d_řešení=m_řešení/v_řešení, kde m_řešení znamená hmotnost roztoku a V_řešení – jeho objem. Znáte-li objem daného roztoku a jeho hustotu, můžete vypočítat jeho hmotnost.

Příklad 3. Jakou hmotnost má 20 ml roztoku, jehož hustota je 1,201 g/ml?

Metoda 1. Převod vzorce

Metoda 2. Pomocí poměru s vědomím, že 1,201 g roztoku zabírá objem 1 ml

Obě metody ukázaly, že roztok o hustotě 1,201 g/ml, který zabírá 20 ml, má hmotnost 24,02 g.

Znalost pojmu hustota nám umožňuje provádět ještě více výpočtů na základě procentuální koncentrace.

Příklad 4. Kolik gramů soli obsahuje 10 ml roztoku o koncentraci 15 %, je-li jeho hustota 1,035 g/ml?

Metoda 1. Převod vzorců

Metoda 2. Použití proporce

Obě metody ukázaly, že pro přípravu 10 ml roztoku s C% = 15%, hustotou 1,035 g/ml je potřeba navážit 1,553 g soli.

Příklad 5. Jaká je procentuální koncentrace roztoku získaného rozpuštěním 40 g látky ve 200 ml ethanolu o hustotě 0,78 g/ml?

K výpočtu úlohy můžete použít převod vzorce na procentuální koncentraci. Hmotnost roztoku můžeme vypočítat sečtením hmotnosti rozpuštěné látky a hmotnosti rozpouštědla. Vzhledem k tomu, že obsah úlohy neudává hmotnost rozpouštědla, ale jeho hustotu a objem, lze chybějící údaje dopočítat převodem vzorce na hustotu.