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So berechnen Sie die Konzentration

Die Konzentration ist ein Ausdruck dafür, wie viel  gelöster Stoff  in einem  Lösungsmittel  in einer chemischen  Lösung gelöst ist. Es gibt mehrere Konzentrationseinheiten. Welche Einheit Sie verwenden, hängt davon ab, wie Sie die chemische Lösung verwenden möchten. Die gebräuchlichsten Einheiten sind Molarität, Molalität, Normalität, Massenprozent, Volumenprozent und Molenbruch. Hier finden Sie schrittweise Anweisungen zur Berechnung der Konzentration anhand von Beispielen.

Berechnung der Molarität einer chemischen Lösung

Yucel Yilmaz / Getty Images

Die Molarität ist eine der häufigsten Konzentrationseinheiten. Es wird verwendet, wenn sich die Temperatur eines Experiments nicht ändert. Es ist eine der am einfachsten zu berechnenden Einheiten.

Molarität berechnen. Mol gelöster Stoff pro Liter Lösung ( kein Volumen des zugesetzten Lösungsmittels, da der gelöste Stoff etwas Platz einnimmt)

Symbol : M.

M=Mol / Liter

Beispiel : Wie groß ist die Molarität einer Lösung von 6 g NaCl (~ 1 Teelöffel Kochsalz), gelöst in 500 ml Wasser?

Wandeln Sie zuerst Gramm NaCl in Mol NaCl um.

Aus dem Periodensystem:

  • Na=23,0 g / mol
  • Cl=35,5 g / mol
  • NaCl=23,0 g / mol + 35,5 g / mol=58,5 g / mol
  • Gesamtzahl der Mol=(1 Mol / 58,5 g) * 6 g=0,62 Mol

Bestimmen Sie nun Mol pro Liter Lösung:

M=0,62 Mol NaCl / 0,50 Liter Lösung=1,2 M Lösung (1,2 Mol Lösung)

Beachten Sie, dass ich davon ausgegangen bin, dass das Auflösen der 6 g Salz das Volumen der Lösung nicht nennenswert beeinflusst. Wenn Sie eine molare Lösung herstellen, vermeiden Sie dieses Problem, indem Sie Ihrem gelösten Stoff Lösungsmittel hinzufügen, um ein bestimmtes Volumen zu erreichen.

Wie berechnet man die Molalität einer Lösung?

Die Molalität wird verwendet, um die Konzentration einer Lösung auszudrücken, wenn Sie Experimente durchführen, die Temperaturänderungen beinhalten oder mit kolligativen Eigenschaften arbeiten. Es ist zu beachten, dass bei wässrigen Lösungen bei Raumtemperatur die Dichte von Wasser ungefähr 1 kg / l beträgt, so dass M und m nahezu gleich sind.

Molalität berechnen : Mol gelöster Stoff pro Kilogramm Lösungsmittel

Symbol : m

m=Mol / Kilogramm

Beispiel : Wie hoch ist die Molalität einer Lösung von 3 g KCl (Kaliumchlorid) in 250 ml Wasser?

Bestimmen Sie zunächst, wie viele Mol in 3 g KCl enthalten sind. Beginnen Sie, indem Sie die Anzahl der Gramm pro Mol Kalium und Chlor in einem Periodensystem nachschlagen. Dann addieren Sie sie, um die Gramm pro Mol für KCl zu erhalten.

  • K=39,1 g / mol
  • Cl=35,5 g / mol
  • KCl=39,1 + 35,5=74,6 g / mol

Für 3 Gramm KCl beträgt die Molzahl:

(1 Mol / 74,6 g) * 3 Gramm=3 / 74,6=0,040 Mol

Drücken Sie dies als Mol pro Kilogramm Lösung aus. Jetzt haben Sie 250 ml Wasser, was ungefähr 250 g Wasser entspricht (unter der Annahme einer Dichte von 1 g / ml), aber Sie haben auch 3 g gelösten Stoff, sodass die Gesamtmasse der Lösung näher an 253 g als an 250 liegt Mit 2 signifikanten Zahlen ist es dasselbe. Wenn Sie genauere Messungen haben, vergessen Sie nicht, die Masse des gelösten Stoffes in Ihre Berechnung einzubeziehen!

  • 250 g=0,25 kg
  • m=0,040 Mol / 0,25 kg=0,16 m KCl (0,16 molare Lösung)

Berechnung der Normalität einer chemischen Lösung

Die Normalität ähnelt der Molarität, drückt jedoch die Anzahl der aktiven Gramm eines gelösten Stoffes pro Liter Lösung aus. Dies ist das Grammäquivalentgewicht des gelösten Stoffes pro Liter Lösung.

Normalität wird häufig bei Säure-Base-Reaktionen oder beim Umgang mit Säuren oder Basen verwendet.

Normalität berechnen : Gramm aktiver gelöster Stoff pro Liter Lösung

Symbol : N.

Beispiel : Was wäre bei Säure-Base-Reaktionen die Normalität von 1 M Schwefelsäurelösung (H 2 SO 4 ) in Wasser?

Schwefelsäure ist eine starke Säure , die in wässriger Lösung vollständig in ihre Ionen H + und SO 4 2- dissoziiert . Sie wissen, dass es aufgrund des Index in der chemischen Formel 2 Mol H + -Ionen (die aktive chemische Spezies in einer Säure-Base-Reaktion) pro 1 Mol Schwefelsäure gibt. Eine 1 M Schwefelsäurelösung wäre also eine 2 N (2 normale) Lösung.

Berechnen der Massenprozentkonzentration einer Lösung

Die Massenprozentzusammensetzung (auch Massenprozent oder Prozentzusammensetzung genannt) ist der einfachste Weg, die Konzentration einer Lösung auszudrücken, da keine Einheitenumrechnungen erforderlich sind. Verwenden Sie einfach eine Skala, um die Masse des gelösten Stoffs und der endgültigen Lösung zu messen und das Verhältnis als Prozentsatz auszudrücken. Denken Sie daran, dass die Summe aller Prozentsätze der Komponenten in einer Lösung 100% ergeben muss

Der Massenprozentsatz wird für alle Arten von Lösungen verwendet, ist jedoch besonders nützlich, wenn es sich um Feststoffgemische handelt oder wenn physikalische Eigenschaften der Lösung wichtiger sind als chemische Eigenschaften.

Massenprozent berechnen : gelöster Massenanteil geteilt durch die Massenendlösung multipliziert mit 100% 

Symbol :%

Beispiel : Die Legierung Nichrome besteht aus 75 Massen-% Nickel, 12% Eisen, 11% Chrom, 2 Massen-% Mangan. Wenn Sie 250 Gramm Nichrom haben, wie viel Eisen haben Sie?

Da die Konzentration ein Prozent beträgt, wissen Sie, dass eine 100-Gramm-Probe 12 Gramm Eisen enthalten würde. Sie können dies als Gleichung aufstellen und nach dem unbekannten „x“ auflösen:

12 g Eisen / 100 g Probe=x g Eisen / 250 g Probe

Kreuzmultiplizieren und dividieren:

x=(12 x 250) / 100=30 g Eisen

Berechnen der Volumenprozentkonzentration einer Lösung

Volumenprozent beträgt das Volumen des gelösten Stoffes pro Volumen der Lösung. Diese Einheit wird verwendet, wenn Volumina von zwei Lösungen zusammengemischt werden, um eine neue Lösung herzustellen. Wenn Sie Lösungen mischen, sind die Volumina nicht immer additiv , daher ist Volumenprozent ein guter Weg, um die Konzentration auszudrücken. Der gelöste Stoff ist die Flüssigkeit, die in einer kleineren Menge vorhanden ist, während der gelöste Stoff die Flüssigkeit ist, die in einer größeren Menge vorhanden ist.

Volumenprozent berechnen : Volumen des gelösten Stoffes pro Volumen der Lösung ( nicht Volumen des Lösungsmittels), multipliziert mit 100%

Symbol : v / v%

v / v%=Liter / Liter x 100% oder Milliliter / Milliliter x 100% (spielt keine Rolle, welche Volumeneinheiten Sie verwenden, solange sie für gelösten Stoff und Lösung gleich sind)

Beispiel : Was ist der Volumenprozentanteil von Ethanol, wenn Sie 5,0 Milliliter Ethanol mit Wasser verdünnen, um eine 75-Milliliter-Lösung zu erhalten?

v / v%=5,0 ml Alkohol / 75 ml Lösung x 100%=6,7 Vol .-% Ethanollösung.

So berechnen Sie den Molenbruch einer Lösung

Molenbruch  oder Molenbruch ist die Anzahl der Mol einer Komponente einer Lösung geteilt durch die Gesamtzahl der Mol aller chemischen Spezies. Die Summe aller Molenbrüche summiert sich zu 1. Beachten Sie, dass sich Mol bei der Berechnung des Molenbruchs aufheben, sodass es sich um einen Wert ohne Einheit handelt. Beachten Sie, dass einige Personen den Molenbruch in Prozent ausdrücken (nicht üblich). Wenn dies erfolgt ist, wird der Molenbruch mit 100% multipliziert.

Symbol : X oder der griechische Kleinbuchstabe Chi, χ, der häufig als Index geschrieben wird

Berechnen Sie den Molenbruch : X A=(Mol A) / (Mol A + Mol B + Mol C …)

Beispiel : Bestimmen Sie den Molenbruch von NaCl in einer Lösung, in der 0,10 Mol Salz in 100 g Wasser gelöst sind.

Die Mol NaCl werden bereitgestellt, aber Sie benötigen immer noch die Molzahl Wasser, H 2 O. Berechnen Sie zunächst die Molzahl in einem Gramm Wasser anhand der Periodensystemdaten für Wasserstoff und Sauerstoff:

  • H=1,01 g / mol 
  • O=16,00 g / mol
  • H 2 O=2 + 16=18 g / mol (siehe Index, um festzustellen, dass 2 Wasserstoffatome vorhanden sind)

Verwenden Sie diesen Wert, um die Gesamtzahl der Gramm Wasser in Mol umzurechnen:

(1 Mol / 18 g) * 100 g=5,56 Mol Wasser

Jetzt haben Sie die Informationen, die zur Berechnung des Molenbruchs erforderlich sind.

  • X Salz=Mol Salz / (Mol Salz + Mol Wasser)
  • X- Salz=0,10 mol / (0,10 + 5,56 mol)
  • X Salz=0,02

Weitere Möglichkeiten zum Berechnen und Ausdrücken der Konzentration

Es gibt andere einfache Möglichkeiten, die Konzentration einer chemischen Lösung auszudrücken. Teile pro Million und Teile pro Milliarde werden hauptsächlich für extrem verdünnte Lösungen verwendet. 

g / l=Gramm pro Liter=Masse des gelösten Stoffes / Volumen der Lösung

F=Formalität=Formelgewichtseinheiten pro Liter Lösung

ppm=Teile pro Million. Verhältnis der Teile des gelösten Stoffes pro 1 Million Teile der Lösung

ppb=Teile pro Milliarde=Verhältnis der Teile des gelösten Stoffes pro 1 Milliarde Teile der Lösung.

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