Nồng độ là tỉ lệ phần trăm hòa tan của một chất trong dung môi, nước hay dung dịch bất kỳ. Có nhiều đơn vị và cách tính khác nhau. Đơn vị bạn sử dụng phụ thuộc vào cách bạn định sử dụng giải pháp hóa học nào. Các đơn vị phổ biến nhất là mol, molality, trung bình, phần trăm khối lượng, phần trăm thể tích và phần mol. Mình sẽ hướng dẫn chi tiết công thức tính nồng độ mol, công thức tính nồng độ phần trăm của dung dịch.
Công thức tính nồng độ mol của dung dịch
Mol là một trong những đơn vị phổ biến nhất trong hóa học. Nó được sử dụng khi nhiệt độ của thí nghiệm không thay đổi. Đây là một trong cách xác định nồng độ mol đơn giản nhất.
Mol ký hiệu là M, là số mol chất tan trong một lít dung dịch [không phải thể tích dung môi được thêm vào do chất tan chiếm một tỉ lệ nhất định].
- M = mol / L[lít]
Ví dụ: Nồng độ mol của dung dịch 20 gam NaCl hòa tan trong 600 ml nước là bao nhiêu?
Đầu tiên ta phải xác định được số mol của muối NaCl là bao nhiêu? Cách tính như sau:
Tra bản tuần hoàn hóa học để xác định khối lượng riêng của Na và Cl
- Na = 23 g/mol
- Cl = 35,5 g/mol
- NaCl = 23 g/mol + 35,5 g/mol = 58,5 g/mol.
Tổng số mol = 20/58,5 = 0,34 mol.
Nồng độ mol bằng số mol chất tan chia cho thể tích dung dịch
M = 0,34/0,6 = 0,56M [Lưu ý 600ml = 0,6l].
Cách tính định mức của dung dịch
Tính định mức của dung dịch tương tự như số mol, ngoại trừ nó biểu thị số gam hoạt chất của một chất tan trên một lít dung dịch. Đây là trọng lượng gram tương đương của chất tan trên mỗi lít dung dịch. Bình thường thường được sử dụng trong các phản ứng axit-bazơ hoặc khi tiếp xúc với các chất có tính chất hóa học của axit hoặc bazơ.
- Tính định mức: khối lượng chất tan / một lít dung dịch.
- Ký hiệu: N
Cách tính nồng độ phần trăm theo khối lượng của dung dịch
Thành phần phần trăm khối lượng là cách dễ nhất để thể hiện nồng độ của một chất trong dung dịch vì không yêu cầu chuyển đổi đơn vị. Đơn giản chỉ cần sử dụng thang đo để đo khối lượng của chất tan và dung dịch cuối cùng và biểu thị tỷ lệ dưới dạng phần trăm.
Phần trăm khối lượng được sử dụng cho tất cả các loại giải pháp nhưng đặc biệt hữu ích khi xử lý hỗn hợp chất rắn.
Ký hiệu phần trăm khối lượng dung dịch là C
- Công thức: % C= [% khối lượng chất tan / % khối lượng dung dịch] x 100%
Ví dụ : Hợp kim Nichrom bao gồm 75% niken, 12% sắt, 11% crôm, 2% mangan, theo khối lượng. Nếu có 250 gram nichrom,hỏi có bao nhiêu gram sắt?
- Ta có công thức: 12g sắt/100 = X/250
- = > X = [12 x 250]/100 = 30 g sắt.
Công thức tính nồng độ phần trăm theo thể tích của dung dịch
Phần trăm thể tích là thể tích chất tan trên mỗi thể tích dung dịch.
Ký hiệu phần trăm khối lượng dung dịch là: V / V%
- Công thức: V = [ % dung dịch cần tính/ % tổng dung dịch] x 100%
Ví dụ: Phần trăm thể tích của ethanol là bao nhiêu nếu bạn pha loãng 5,0 ml etanol với nước để thu được dung dịch 75 ml?
- Ta có V = [5/75].100 = 6,7% dung dịch ethanol, theo thể tích.
Cách tính phần mol trong dung dịch
Phần mol là số mol một thành phần của dung dịch chia cho tổng số mol của tất cả các chất trong dung dịch.
Ví dụ: Xác định phần mol của NaCl trong dung dịch trong đó 0,10 mol muối được hòa tan trong 100 gam nước.
Ta phải xác định được khối lượng mol của nước trước. Cách tính như sau:
Khối lượng riêng của H = 1, nhưng có 2 nguyên tố H nên H2 = 2.
Khối lượng riêng của O = 16
- => H20 = 2 + 16 = 18.
- => MH20 = 100/18 = 5,56 mol.
XNaCl = mol muối / [mol muối + mol nước] = 0,1/[0,1 + 5,56] = 0,02.