CONCENTRAȚIA PROCENTUALĂ: CARACTERISTICI, CALCUL ȘI EXEMPLE - CHIMIE - 2025

Concentrația procentuală este o modalitate de exprimare a raportului solutului în o sută de părți de amestec sau soluție. Trebuie menționat că aceste „părți” pot fi exprimate în unități de masă sau volum. Datorită acestei concentrații, se cunoaște compoziția unei soluții care, spre deosebire de cea a unui compus pur, nu este constantă.

De asemenea, nu numai compoziția sa variază, ci și proprietățile sale organoleptice. Borcanul de ceai din imaginea de mai jos ia mai multe arome (și culori) mai intense, pe măsură ce mai multe mirodenii sunt dizolvate în apa cu gheață. Cu toate acestea, deși proprietățile lor se schimbă, concentrația acestor condimente rămâne constantă.

Dacă presupunem că 100 de grame din acestea sunt dizolvate în apă și apoi agitate suficient pentru a omogeniza soluția, gramele vor fi distribuite în întregul borcan. Concentrația procentuală a ceaiului rămâne constantă chiar dacă conținutul de lichid este împărțit în diferite recipiente.

Aceasta va varia doar dacă se adaugă mai multă apă la borcan, care, deși nu modifică masa inițială a condimentelor dizolvate (solut), își modifică concentrația. De exemplu, rata de ceai, această concentrație poate fi exprimată în mod convenabil în masa de solut împărțită la volumul de apă.

Astfel, ea face loc pentru infinitele cazuri în care aceste calcule de concentrare joacă un rol crucial.

Care este o soluție?

O înțelegere a termenului „soluție” este necesară înainte de a aborda expresiile procentuale ale concentrării sale.

O soluție este un amestec omogen sau uniform din două sau mai multe substanțe ale căror particule au dimensiuni atomice sau moleculare.

Componentele acestuia sunt solutul și solventul. Solutul este materialul dizolvat într-o soluție, care se găsește într-o măsură mai mică. Solventul este mediul de dispersie într-o soluție și se găsește în proporție mai mare (ca apa într-un borcan de ceai).

Caracteristicile concentrației procentuale

- Concentrația procentuală prezintă comoditatea de a evita calculele de molaritate și alte unități de concentrare. În multe cazuri, este suficient să cunoaștem cantitatea de solut dizolvat în soluție. Cu toate acestea, pentru reacții chimice, concentrația molară este lăsată deoparte.

- Facilitează verificarea legii conservării masei.

- Se exprimă în părți la o sută de soluții, în cadrul cărora se numără solutul.

- Relația dintre solut și soluție poate fi exprimată în unități de masă (grame) sau volum (mililitri).

Cum se calculează?

Modul de calculare depinde de unitățile în care doriți să o exprimați. Cu toate acestea, calculul matematic este în esență același.

Procent în greutate în greutate% m / m

% (m / m) = (grame de solut / grame de soluție) ∙ 100

Procentul în greutate al unei soluții indică numărul de grame de solut în fiecare 100 de grame de soluție.

De exemplu, o soluție de 10% m / m de NaOH conține 10 grame de NaOH la 100 de grame de soluție. Poate fi interpretat astfel: 10 g de NaOH se dizolvă în 90 g de apă (100-10).

Procent în greutate în volum% m / v

% (m / v) = (grame de soluție / mililitri de soluție) ∙ 100

Procentul în miligrame este o unitate de concentrare folosită adesea în rapoartele clinice pentru a descrie concentrații extrem de mici de solut (de exemplu, urme minerale în sânge).

Ca un caz concret, avem următorul exemplu: nivelul de azot din sângele unei persoane este de 32 mg%, ceea ce înseamnă că există 32 mg de azot dizolvat la 100 ml sânge.

Procent procentual în volum% v / v

% (v / v) = (mililitri de solut / mililitri de soluție) ∙ 100

Volumul procentual volumic al unei soluții indică numărul de mililitri de solut în fiecare 100 de mililitri de soluție.

De exemplu, o soluție de 25% v / v de alcool conține 25 de mililitri de alcool la 100 de mililitri de soluție, sau ceea ce este același: 75 ml de apă dizolvă 25 ml de alcool.

Exemple de calcule ale concentrației de procente

Exemplul 1

Dacă aveți 7 g de KIO ₃ , câte grame dintr-o soluție de 0,5% m / m pot fi preparate cu această cantitate de sare?

O soluție de 0,5% m / m este foarte diluată și este interpretată după cum urmează: pentru fiecare 100 de grame de soluție, sunt dizolvate 0,5 grame de KIO ₃ . Apoi, pentru a determina gramele acestei soluții care poate fi preparată, se utilizează factorii de conversie:

7 g KIO ₃ ∙ (100 g Sol / 0,5 g KIO ₃ ) = 1400 g sau 1,4 Kg soluție.

Cum este posibil? Evident, cantitatea mare de masă provenea din apă; astfel, cele 7 grame de KIO ₃ au fost dizolvate în 1393 grame de apă.

Exemplul 2

Dacă doriți să pregătiți 500 de grame dintr-o soluție de 1% CuSO ₄ , câte grame de sare cuprică sunt necesare?

Factorii de conversie sunt aplicați pentru a rezolva g-ul dorit de CuSO ₄ :

500 g Sol CuSO ₄ ∙ (1 g CuSO ₄ /100 g Sol CuSO ₄ ) = 5 g CuSO ₄

Cu alte cuvinte, 5 g de CuSO ₄ (o sare cu culori albăstrui strălucitoare) se dizolvă în 495 g de apă (aproximativ 495 ml)

Exemplul 3

Dacă 400 ml de apă, 37 g de zahăr, 18 grame de sare și 13 g de sulfat de sodiu (Na ₂ SO ₄ ) sunt amestecate , ceea ce este concentrația procente masice pentru fiecare din componentele amestecului?

Dacă se presupune că densitatea apei este 1g / ml, amestecul are 400 g de apă disponibilă. Adăugând masa totală a componentelor soluției avem: (400 + 37 + 18 + 13) = 468 g soluție.

Aici calculul este direct și simplu:

% Apă m / m = (400 g apă / 468 g Soare) ∙ 100 = 85,47

% Zahar m / m = (37 g zahăr / 468 g Sol) ∙ 100 = 7,90

% Sare m / m = (18 g sare / 468 g sol) ∙ 100 = 3,84

% Na ₂ SO ₄ m / m = (13 g Na ₂ SO ₄ /468 g Sol) ∙ 100 = 2,77

Adăugând toate procentele de masă individuale pe care le avem: (85,47 + 7,90 + 3,84 + 2,77) = 99,98% ≈ 100%, amestecul total.

Referințe

1. Christian Rae Figueroa. (14 septembrie 2016). Unități de concentrare. Chimie preluată pe 11 mai 2018, de la: chem.libretexts.org
2. Ian Mills, Tomislav Cvitas, Klaus Homann, Nikola Kallay. (1998). Cantități, unități și simboluri în chimia fizică. A doua editie. Blackwell Science.
3. Whitten, Davis, Peck și Stanley. Chimie. (Ediția a VIII-a). CENGAGE Învățare, p 100-103.
4. Colegiul comunitar Clackamas. (2011). Lecția 4: Concentrații în procente. Preluat pe 11 mai 2018, de la: dl.clackamas.edu
5. Anne Marie Helmenstine, doctorat. (9 mai 2018). Concentrația în procente de volum (v / v%). Preluat pe 11 mai 2018, de pe: thinkco.com
6. Peter J. Mikulecky, Chris Hren. (2018). Cum se poate măsura concentrația folosind molaritatea și procentul de soluție. Preluat pe 11 mai 2018, de pe: dummies.com
7. Armando Marín B. Concentrații. . Preluat pe 11 mai 2018, de la: amyd.quimica.unam.mx