Dalam kimia, kita sering menggunakan istilah seperti "larutan pekat", "larutan cair" atau "larutan tepu", tetapi ia hanya memberi kita garis besar asas sama ada larutan itu mengandungi sejumlah besar atau sedikit bahan tertentu. Walau bagaimanapun, terdapat beberapa kaedah yang membantu kami menentukan komposisi kuantitatif penyelesaian yang diberikan dengan tepat. Salah satunya dibincangkan dalam artikel berikut.
Definisi peratusan kepekatan
Istilah "kepekatan" merujuk kepada ukuran jumlah bahan tertentu yang terkandung dalam larutan tertentu . Kepekatan boleh dinyatakan dalam unit berdasarkan ukuran yang kita gunakan, contohnya dalam tahi lalat, gram atau dalam peratusan. Peratusan kepekatan menunjukkan berapa banyak bahagian mengikut jisim zat terlarut dimasukkan dalam 100 bahagian mengikut jisim larutan. Dalam erti kata lain, ia ialah bilangan gram zat terlarut dalam 100 g larutan. Sebagai contoh, jika kita membeli susu berlabel 3.2%, bermakna 100 g susu itu mengandungi 3.2 g lemak. Peratusan kepekatan disingkatkan sebagai Cp.
Formula am peratusan kepekatan
Untuk mendapatkan formula peratusan kepekatan, seseorang mesti ingat bahawa jisim larutan (m sol ) mengandungi bukan sahaja jisim pelarut (m solv ) tetapi juga jisim zat terlarut (m s ) : m sol = m solv + m s Sebagai contoh, jika kita mengambil larutan 4 %dengan jisim 100 g, kita tahu bahawa Cp = 4%, jadi jisim bahan itu ialah 4 g. Takrif kepekatan peratusan menunjukkan bahawa jika jisim larutan ialah 100 g, maka jisim pelarut ialah 96 g. Peratusan kepekatan boleh dikira dengan formula berikut: Cp = (m s /m sol ) · 100%Seperti yang dapat kita lihat daripada formula, jika kita mengetahui jisim larutan dan jisim bahan, kita boleh mengira dengan mudah peratus kepekatan. Sebagai contoh, jika kita tahu bahawa penyelesaian itu seberat 450 g dan zat terlarut seberat 15 g, maka dengan memasukkan nombor ini ke formula, kita memperoleh yang berikut: Cp = (15/450) · 100%= 3.3%
Mengira jisim bahan individu dalam larutan
Setiap formula, termasuk untuk peratusan kepekatan, boleh disusun semula. Jika kita mengetahui jisim dan peratusan kepekatan larutan, kita boleh mengira jisim zat terlarut. Begitu juga, jika kita mengetahui peratusan kepekatan dan jisim bahan, kita boleh mengira jisim larutan. Selain menyusun semula formula, kita juga boleh menggunakan perkadaran yang sesuai. Contoh 1. Berapa gram gula yang kita perlukan untuk menyediakan 300 g larutan 10%? Kita tahu daripada arahan bahawa jisim larutan ialah 300 g dan peratusan kepekatannya ialah 10%. Jisim zat terlarut boleh ditentukan dengan dua kaedah. Kaedah 1. Menyusun semula formula Kaedah 2. Menggunakan perkadaran , mengetahui bahawa larutan 10%mengandungi 10 g gula dalam 100 g larutan: Kedua-dua kaedah akan membawa kita kepada kesimpulan bahawa penyediaan 300 g larutan 10%akan memerlukan 30 g gula. Contoh 2. Dalam berapa gram air kita perlu melarutkan 10 g bahan untuk mendapatkan larutan 50%? Kita tahu daripada arahan bahawa jisim bahan ialah 10 g dan peratusan kepekatan larutan ialah 50%. Ini menunjukkan bahawa 100 g larutan mengandungi 50 g bahan. Jisim larutan boleh ditentukan dengan dua kaedah. Sila ambil perhatian bahawa jisim larutan tidak sama dengan jisim pelarut. Untuk mengira jisim pelarut, kita perlu menolak jisim bahan daripada jisim larutan. Kaedah 1. Menyusun semula formula Kaedah 2. Menggunakan perkadaran , mengetahui bahawa 100 g larutan mengandungi 50 g bahan. Terlepas dari kaedah yang kita gunakan, jawapannya ialah untuk mendapatkan larutan 50%, kita mesti melarutkan 10 g bahan dalam 10 g air.
Menyediakan penyelesaian
Elemen utama kerja di makmal ialah pengetahuan tentang cara menyediakan penyelesaian dengan kepekatan tertentu. Untuk tujuan itu, kita kena tahu jisim ramuannya. Jisim bahan yang dikira sebelum ini hendaklah dilarutkan dalam isipadu pelarut yang diukur dengan tepat. Isipadu yang diperlukan boleh dikira jika kita mengetahui jisim dan ketumpatan cecair. Ketumpatan penyelesaian ialah nilai fizikal khusus untuk setiap cecair, yang mentakrifkan jisim larutan per unit isipadu. Nilai itu berkait rapat dengan suhu. Jika kita tahu bahawa ketumpatan larutan ialah 2.03 g/ml, maka kita juga tahu bahawa 1 ml larutan itu seberat 2.03 g. Kami biasanya menggunakan unit ketumpatan berikut: g/ml = g/cm 3 , g/l = g/dm 3 , tetapi kami juga ada yang lain, seperti kg/m 3 . Ketumpatan larutan dikira dengan formula berikut: d sol =m sol /v sol , dengan m sol ialah jisim larutan, dan V sol ialah ketumpatannya. Jika kita mengetahui isipadu dan ketumpatan larutan, kita boleh mengira jisimnya. Contoh 3. Berapakah jisim 20 ml larutan dengan ketumpatan 1.201 g/ml? Kaedah 1. Menyusun semula formula Kaedah 2. Menggunakan perkadaran , mengetahui bahawa 1.201 g larutan mempunyai isipadu 1 ml Kedua-dua kaedah telah menunjukkan bahawa larutan dengan ketumpatan 1.201 g/ml dan isipadu 20 ml mempunyai jisim 24.02 g. Jika kita mengetahui ketumpatan, kita boleh melakukan lebih banyak pengiraan dalam konteks kepekatan peratusan. Contoh 4. Berapa gram garam terkandung dalam 10 ml larutan 15%jika ketumpatannya ialah 1.035 g/ml? Kaedah 1. Menyusun semula formula Kaedah 2. Menggunakan perkadaran Kedua-dua kaedah telah menunjukkan bahawa untuk menyediakan 10 ml larutan dengan Cp = 15 %dan ketumpatan 1.035 g/ml, kita perlu menimbang 1.553 g garam. Contoh 5. Berapakah peratusan kepekatan larutan yang dihasilkan dengan melarutkan 40 g bahan dalam 200 ml etanol dengan ketumpatan 0.78 g/ml? Untuk membuat pengiraan, kita boleh menggunakan formula untuk peratusan kepekatan. Jisim larutan boleh dikira dengan menjumlahkan jisim zat terlarut dan pelarut. Jisim pelarut tidak diketahui, tetapi kita tahu ketumpatan dan isipadunya, jadi data yang hilang boleh dikira dengan menyusun semula formula untuk ketumpatan.