محاسبه درصد جرمی و غلظت محلول

فرمول محاسبه درصد جرمی

درصد جرمی = جرم حل‌شونده ÷ جرم محلول × ۱۰۰

اشتباه رایج در مسئله‌های شیمی دهم این است که جرم حلال را جای جرم محلول بگذارید. اول جمع کنید: 20 + 180 = ۲۰۰ g، بعد تقسیم: 20 ÷ ۲۰۰ × 100 = ۱۰%.

برعکس: برای ساختن ۲۵۰ گرم محلول ۸ درصد، 250 × 8 ÷ 100 = ۲۰ g حل‌شونده و ۲۳۰ گرم آب لازم است. در ماشین‌حساب «جرم حل‌شونده» را از «چه چیزی را می‌خواهید» بزنید.

درصد حجمی همین فرمول با حجم است، برای مایع در مایع: ۷۰ میلی‌لیتر اتانول در ۱۰۰ میلی‌لیتر محلول، الکل ۷۰ درصد حجمی است. حجم‌ها همیشه جمع‌پذیر نیستند، پس حجم خود محلول را بنویسید.

درصد خلوص و بازده درصدی

درصد خلوص = جرم مادهٔ خالص ÷ جرم نمونهٔ ناخالص × ۱۰۰

اگر ۵۰ گرم سنگ آهک ۴۰ گرم کلسیم کربنات داشته باشد، خلوصش ۸۰ درصد است. در مسئله‌های استوکیومتری شیمی یازدهم معمولاً برعکسش لازم است: از ۲۵ گرم نمونهٔ ۸۰ درصد خالص فقط 25 × 80 ÷ 100 = ۲۰ g در واکنش شرکت می‌کند و حساب مول را باید با همین عدد ادامه داد.

بازده درصدی = مقدار عملی ÷ مقدار نظری × ۱۰۰

اگر واکنش در نظریه ۱۲ گرم فراورده بدهد و در آزمایش ۹ گرم به دست آید، بازده ۷۵ درصد است. مقدار نظری را از استوکیومتری حساب کنید (با جرم مادهٔ خالص، نه نمونهٔ ناخالص) و هر دو مقدار را با یک یکا بنویسید.

غلظت ppm و مولاریته

ppm (قسمت در میلیون) برای محلول‌های خیلی رقیق است و همان فرمول درصد جرمی است، با ضرب در یک میلیون به جای ۱۰۰: 0.005 ÷ 1000 × 10⁶ = ۵. یعنی ۰٫۰۰۵ گرم یون در ۱۰۰۰ گرم آب ۵ ppm است. در محلول‌های آبی رقیق، ۱ ppm تقریباً ۱ میلی‌گرم در هر لیتر است.

مولاریته مول حل‌شونده در هر لیتر محلول است. ۵٫۸۵ گرم سدیم کلرید (جرم مولی ۵۸٫۵) یعنی ۰٫۱ مول؛ در ۵۰۰ میلی‌لیتر محلول، غلظت ۰٫۲ مولار می‌شود. برای ۲۵۰ میلی‌لیتر محلول ۰٫۵ مولار سدیم هیدروکسید (جرم مولی ۴۰)، ۵ گرم لازم است.

رقیق کردن محلول؛ C₁V₁ = C₂V₂

با افزودن آب مقدار حل‌شونده عوض نمی‌شود، پس غلظت ضرب در حجم پیش و پس از رقیق کردن برابر است. برای ۵۰۰۰ لیتر سرکهٔ ۱۰٫۵ درصد از اسید ۱۰۰ درصد، 10.5 × 5000 ÷ 100 = ۵۲۵ لیتر اسید و ۴٬۴۷۵ لیتر آب لازم است. دو غلظت باید یک یکا داشته باشند (هر دو درصد یا هر دو مولار).