Narzędzia
Konwerter stężeń: przeliczanie stężenia procentowego na molowe
Wpisz jedno stężenie, gęstość roztworu i masę molową substancji, a konwerter policzy pozostałe dwa i pokaże obliczenia krok po kroku.
Wpisz wartość stężenia, żeby zobaczyć przeliczenie. Gęstość i masę molową dodaj, gdy chcesz przejść między stężeniem procentowym, masowym i molowym.
Trzy stężenia tego samego roztworu
Stężenie procentowe Cp mówi, ile gramów substancji rozpuszczonej przypada na 100 g roztworu: Cp = ms / mr · 100%. Stężenie molowe Cm mówi, ile moli substancji jest w 1 dm³ roztworu: Cm = n / V. Stężenie masowe Cmas mówi, ile gramów substancji jest w 1 dm³ roztworu: Cmas = ms / V.
W polskich podręcznikach symbol Cm oznacza zwykle stężenie molowe, a stężenie masowe bywa zapisywane różnie. Żeby nie dać Ci odwróconych wzorów, nazywamy je tu Cmas. Wszystkie trzy wielkości opisują ten sam roztwór, więc każdą da się przeliczyć na pozostałe, o ile znamy gęstość roztworu i masę molową substancji.
Jak przeliczyć stężenie procentowe na molowe?
Pomnóż stężenie procentowe przez gęstość roztworu w g/cm³ i przez 10, a wynik podziel przez masę molową substancji. Dostajesz stężenie molowe w mol/dm³: Cm = Cp · d · 10 / M. Krok po kroku:
- Policz masę 1 dm³ roztworu: 1000 · d gramów.
- Weź Cp procent tej masy, czyli Cp · d · 10. To stężenie masowe Cmas: gramy substancji rozpuszczonej w 1 dm³ roztworu.
- Podziel Cmas przez masę molową M. Gramy zamieniają się w mole i masz Cm.
Konwerter powyżej pokazuje te obliczenia na Twoich liczbach.
Dlaczego potrzebna jest gęstość
Stężenie procentowe odnosi się do masy roztworu, a molowe i masowe do jego objętości. Masę i objętość łączy gęstość: m = d · V. Skoro 1 dm³ to 1000 cm³, roztwór o gęstości d g/cm³ waży w 1 dm³ dokładnie 1000 · d gramów, a Cp procent tej masy to substancja rozpuszczona. Stąd wzory:
- Cmas = Cp · d · 10 (g/dm³),
- Cm = Cmas / M (mol/dm³, gdzie M to masa molowa w g/mol),
- Cp = Cmas / (d · 10) (%).
Współczynnik 10 wynika z działania 1000 · d · Cp / 100: tysiąc gramów roztworu w 1 dm³, pomnożone przez udział procentowy podzielony przez sto.
Przykład: 10-procentowy roztwór NaCl
Roztwór chlorku sodu o stężeniu 10% ma gęstość około 1,07 g/cm³, a masa molowa NaCl to 58,44 g/mol (22,99 g/mol dla sodu i 35,45 g/mol dla chloru). Jakie jest jego stężenie molowe? Silnik konwertera daje:
- Dane: Cp = 10 %, d = 1,07 g/cm³, M = 58,44 g/mol.
- Cmas = Cp · d · 10 = 10 · 1,07 · 10 = 107 g/dm³. Współczynnik 10 bierze się stąd, że 1 dm³ roztworu waży 1000·d g, a Cp % tej masy to substancja rozpuszczona.
- Cm = Cmas / M = 107 / 58,44 = 1,831 mol/dm³.
Odpowiedź: w 1 dm³ takiego roztworu jest 107 g NaCl, czyli około 1,831 mola.
Typowe błędy w zadaniach ze stężeniami
- Mieszanie cm³ z dm³. Gęstość podaje się zwykle w g/cm³, a stężenie molowe liczy na dm³. Jeden dm³ to 1000 cm³, więc bez przeliczenia wynik jest tysiąc razy za duży albo za mały.
- Pominięcie gęstości. Z Cp na Cm nie da się przejść samą masą molową: brakuje informacji, ile waży objętość roztworu.
- Dodawanie objętości przy mieszaniu roztworów. Masy roztworów sumują się zawsze, a objętości tylko w przybliżeniu, bo po zmieszaniu objętość może się nieznacznie zmienić. Jeśli zadanie podaje gęstości, licz na masach.
- Dane spoza fizycznego sensu. Stężenie procentowe nie przekroczy 100%, a stężenie masowe nie przekroczy masy 1 dm³ roztworu (1000 · d gramów). Konwerter odrzuca takie wejście z wyjaśnieniem, zamiast oddać liczbę bez sensu.
- Zaokrąglanie w trakcie. Zaokrąglaj dopiero wynik końcowy; wartości pośrednie niech zostają w kalkulatorze. Masy atomowe bierz z układu okresowego dołączonego do arkusza, bo drobne różnice w zaokrągleniach zmieniają ostatnią cyfrę.