용액의 농도 계산 - 팁

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화학에서 해결책 균질 한 혼합물 용질 과 용제 그 용질을 녹입니다. 집중 용매에 용해 된 물질의 양을 측정 한 것입니다. 용액의 농도를 계산하는 데는 여러 가지 이유가 있지만 목욕에서 염화물 수치를 테스트해야하거나 생명을 구하기 위해 혈액 샘플을 분석해야하는 경우 방법은 동일합니다. 이 기사에서는 용액 화학에 대한 몇 가지 기본 지식을 제공하고, 그 다음에는 매우 일반적인 실용적인 응용 프로그램 인 수족관 유지 관리에 대한 자세한 지침을 제공합니다.

단계

5 가지 방법 중 1 : 집중력의 기초 배우기

어휘를 배우십시오. 농도는 전체 혼합물의 질량에 대한 용질의 질량의 비율입니다. 예를 들어 실험을 위해 설탕과 식초를 함께 녹이려면 혼합물의 설탕 농도를 계산해야합니다. 다음은 화학 문제 결과의 각 구성 요소에 대한 설명입니다.
- 설탕은 용질즉, 성분이 용해됩니다. 용질의 농도를 측정하고 있습니다.
- 식초는 용제, 다른 물질을 용해시키는 물질을 의미합니다.
- 함께 섞으면 하나가 생깁니다 해결책. 용액의 총 질량을 구하는 데 필요한 농도를 계산하려면 용질의 질량과 용매의 질량을 함께 더하면됩니다.
- 어떤 용매와 어떤 용매가이 예를 기억하는지 기억하지 못한다면.
집중하는 법을 배우십시오. 물질의 "질량"을 표현하는 방법이 다르기 때문에 농도를 쓰는 방법도 여러 가지가 있습니다. 다음은 가장 일반적입니다.
- 리터당 그램 (g / L). 주어진 용액 부피에서 용질 그램 단위의 질량입니다. 위의 예에서 설탕 및 식초와 같은 용제 및 액체 용제에 자주 사용됩니다.
- 몰 농도 (M). 용액의 부피로 나눈 용질의 몰수. Mol은 화학 측정 단위로 물질의 원자 또는 분자 수를 설명하는 데 사용됩니다.
- 백만 분율 (ppm). 용액 백만 단위당 용질 단위 (일반적으로 그램 또는 밀리그램) 수입니다. 일반적으로 매우 희석 된 수용액에 사용됩니다.
- 백분율 구성. 100 % 용액에 존재하는 용질의 부품 수 (일반적으로 그램)입니다. 백분율 기호는 "100"을 의미하므로 분수를 백분율로 쉽게 쓸 수 있습니다.
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5 가지 방법 중 2 : 리터당 그램으로 농도 계산

이 방법을 적용하는 방법을 알아보십시오. 이것은 고체를 액체에 녹일 때와 측정하기 쉬운 비교적 큰 용액으로 계산을 할 때 농도를 측정하는 유용한 방법입니다. 용질의 양이 겨우 몇 밀리그램이거나 용매가 밀리리터이면 다른 방법을 사용해야합니다.
- 예제 문제 : 3 mL의 식염에서 2000 mL의 물로 준비된 용액의 농도 (리터당 그램)를 찾으십시오. 그램 / 리터로 답을 작성하십시오.
용질의 질량을 그램으로 변환합니다. 용질 (더 많은 양의 용매에 용해 됨)의 무게를 그램 단위로 측정했다면이 단계를 건너 뜁니다. 그렇지 않은 경우 단위를 그램으로 변환해야합니다. 질량 단위 (예 : 킬로그램)에서 변환하는 것은 변환율을 보면 간단하지만 부피 단위 (예 : 리터)에서 변환하는 것은 더 복잡합니다. 각 물질에는 단위 부피에 포함 된 물질의 양을 정의하는 값인 자체 밀도가 있습니다. 단위가 일치하는지 확인한 후이 밀도를 찾고 부피 값을 곱하여 그램 단위의 질량을 얻습니다.
- 위의 예에서 소금은 용질입니다. 소금은 부피 단위 (mL)로 측정되므로 그램으로 변환해야합니다.
- 소금의 밀도는 1.15g / mL입니다. 문제가이 데이터를 제공하지 않으면 교과서 나 화학 데이터베이스에서 찾아보아야합니다. 사용중인 단위 (리터당 그램)로 밀도를 찾거나 올바른 단위로 변환해야합니다.
- 3mL에 존재하는 소금의 질량을 찾으려면 3mL × (/ _1mL) = 3.45g의 소금.
용매 데이터를 리터로 변환합니다. 용매는 일반적으로 부피 단위로 측정되므로 변환은 매우 간단합니다. 문제가 이미 리터 단위의 솔벤트 인 경우 다음 단계로 이동합니다.
- 위의 예에서는 2000mL의 물이 있으므로 리터로 변환해야합니다.
- 각 리터에는 1000mL가 있으므로 계산 (/ _1000mL) x (2000 mL) = 물 2 리터.
- mL가 파괴되도록 단위 변환을 배열합니다 (위에 하나, 아래에 하나씩). /로 쓰면 _1L x 2000 mL는 의미없는 결과를 제공합니다.
용매를 용질로 나눕니다. 이제 용질 그램 단위의 무게와 용매 리터 단위의 부피가 있으므로 다음으로 나누어 농도 g / L을 쉽게 찾을 수 있습니다.
- 위의 예에서 / _{물 2 리터} = 1,725g / L 소금 농도.
큰 용질 계산을 위해 공식을 수정합니다. 이론적으로 우리는 전체 용액의 부피, 즉 용질과 용매의 부피를 함께 더하여 농도를 계산해야합니다. 소량의 고체를 다량의 액체에 녹일 때 부피의 차이는 무시할 수 있으므로 이전과 같이 용질 부피를 무시하고 용매 부피 만 사용할 수 있습니다. 용질 부피가 총 부피를 크게 변화시킬만큼 충분히 크면 공식을 (g solute) / (L solute + L solvent)로 변경해야합니다.
- 위의 예에서 / (_{물 2 리터} + 0.003 L 소금) = 1,722g / L.
- 이 결과와 원래 결과의 차이는 0.003g / L에 불과합니다. 이것은 매우 작은 편차이며 측정 장비의 정확도보다 거의 낮습니다.
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5 가지 방법 중 3 : 농도를 백분율 또는 백만 단위로 계산

이 방법을 적용하는 방법을 알아보십시오. 문제가 "백분율 콘텐츠"또는 "대량 백분율"을 찾는 경우이 방법을 사용하십시오. 화학에서는 일반적으로 물질의 질량에 가장 관심이 있습니다. 용질과 용매의 질량을 알면 두 질량을 비교하여 용질 비율을 비교적 쉽게 찾을 수 있습니다.
- 예제 문제 : 1.2 리터의 뜨거운 물에 초콜릿 파우더 10g을 녹입니다. 먼저 용액의 초콜릿 중량 백분율을 계산하십시오. 그런 다음 결과를 백만 분율로 작성하십시오.
숫자를 그램으로 변환합니다. 부피 단위로 주어진 숫자 (예 : 리터 또는 밀리리터)가있는 경우이를 그램 단위의 질량 단위로 변환해야합니다. 각 물질에는 비중 (부피 별 질량)이 있으므로 질량을 찾기 전에 그 특이성을 찾아야합니다.
- 교과서에서 물질의 밀도를 찾거나 온라인에서 찾아보십시오. 발견 된 데이터가 적합하지 않은 경우이 밀도를 위의 그램 (문제에 사용 된 부피 단위)으로 변환하십시오. 밀도에 물질의 부피를 곱하면 그램 단위의 질량을 얻을 수 있습니다.
- 예를 들면: 1.2 리터의 물이 있습니다. 물의 밀도는 리터당 1000 그램이므로 (/ _1L) x 1,2 L = 1200 지.
- 초콜렛 질량은 그램 단위로 제공되었으므로 변경할 필요가 없습니다.
백분율을 계산하십시오. 용질 질량과 용매 질량을 그램으로 구한 후 다음 공식을 사용하여 백분율을 계산하십시오._{용질 그램 + 용매 그램})) x 100.
- 10g의 초콜릿이 있고 물이 1200g이라는 것을 알게되었습니다. 전체 용액 (용질 + 용매)의 무게는 10 + 1200 = 1210g입니다.
- 전체 용액의 초콜릿 농도 = / _{(1210g의 용액)} = 0,00826
- 이 값에 100을 곱하여 백분율을 얻습니다. 0.00826 x 100 = 0.826, 그게 다입니다. 0.826 % 초콜릿의 혼합물.
백만 당 성분을 계산하십시오. 이미 "퍼센트"가 있으므로 백만 분율은 정확히 같은 방식으로 계산됩니다. 공식은 (/ (_{용질 그램 + 용매 그램})) x 1,000,000. 이 공식은 (/ ()의 수학적 표기법으로 다시 작성됩니다._{용질 그램 + 용매 그램})) x 10.
- 위의 예에서 / _{(1210g의 용액)} = 0,00826.
- 0.00826 x 10 = 8260 ppm 초콜릿.
- 일반적으로 백만 분율은 백분율로 작성하는 것이 불편하기 때문에 매우 작은 농도를 측정하는 데 사용됩니다. 편의를 위해 동일한 예제도 사용합니다.
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5 가지 방법 중 4 : 몰 농도 계산

이 방법을 적용하려면 무엇이 필요합니까? 몰 농도를 계산하려면 용질이 몇 몰인지 알아야하지만 용질 질량과 화학 공식을 알고 있으면이 수치를 쉽게 알 수 있습니다. 이 모든 정보가 없거나 화학에서 "mol"의 개념을 배우지 않았다면 다른 방법을 사용하십시오.
- 문제 예시 : 25g의 수산화 칼륨을 400ml의 물에 용해시켜 제조 한 용액의 몰 농도는 얼마입니까?
- 용질의 질량이 그램 이외의 단위로 주어지면 먼저 그램으로 변환하십시오.
용질의 몰 질량 계산. 각 화학 원소는 그 원소 1 몰의 질량 인 알려진 "몰 질량"을 가지고 있습니다. 몰 질량은 원소 주기율표의 원자 질량과 같은 값을 가지며 일반적으로 화학 기호와 각 원소의 이름 아래에 있습니다. 용질을 구성하는 구성 요소의 몰 질량을 더하여 용질의 몰 질량을 찾으십시오.
- 위의 예에서는 수산화 칼륨을 용질로 사용합니다. 이 물질을 교과서 또는 화학식 데이터베이스에서 수산화 칼륨 : KOH의 화학식에 대해 찾아보십시오.
- 주기율표 또는 온라인 문서를 사용하여 원소의 원자 질량을 찾으십시오. K = 39,0; O = 16,0; H = 1.0.
- 원자 질량을 더하고 뒤에 "g / mol"단위를 써서 몰 질량을 구하십시오. 39 + 16 + 1 = 56g / mol.
- 둘 이상의 원자 유형을 가진 분자의 경우 각 원자 유형의 원자 질량을 더합니다. 예 : H₂O의 몰 질량은 1 + 1 + 16 = 18g / mol입니다.
용질의 몰수를 계산하십시오. 몰 질량 (g / mol)을 얻은 후에는 그램과 몰 사이에서 변환 할 수 있습니다. 이미 용질의 질량을 그램으로 알고 있으므로 다음과 같이 변경할 수 있습니다 (용질 질량 (그램)) x (/ _{몰 질량}) 두더지의 결과를 얻으려면.
- 위의 예에서는 몰 질량이 56g / mol 인 물질이 25g이므로 다음과 같이 계산합니다. 25g x (/ _{56g / 몰}) = 용액 내 약 0.45 mol KOH.
몰 농도를 찾기 위해 용액 부피를 리터로 나눕니다. 몰 농도는 용액 리터 수에 대한 용질의 몰 수의 비율로 정의됩니다. 필요한 경우 용액 부피를 리터로 변환 한 다음 계산을 수행합니다.
- 이 예에서는 400mL의 물이 있으므로 0.4 리터가됩니다.
- 용액 내 KOH의 몰 농도는 / _0.4L = 1,125 백만. (계산기를 사용하면 더 정확한 결과를 얻을 수 있으며 마지막 단계까지 숫자를 반올림하지 마십시오.)
- 일반적으로 용질 부피는 용매 부피를 크게 변경하지 않으므로 무시할 수 있습니다. 부피를 크게 변화시킬만큼 큰 양의 용질을 용해하는 경우 최종 용액의 부피를 측정하고 해당 매개 변수를 사용합니다.
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방법 5/5 : 용액의 농도를 계산하기위한 적정

적정시기를 알고 있어야합니다. 적정은 용액에 존재하는 용질의 양을 계산하기 위해 화학자가 사용하는 기술입니다. 적정을 수행하려면 용질과 다른 반응물 사이에 화학 반응을 생성해야합니다 (일반적으로 액체 용액에 용해 됨). 두 번째 반응물의 정확한 양을 알고 있고 그 물질과 용질 사이의 반응 화학 방정식을 알고 있기 때문에 먼저 용액에 첨가 할 시약의 양을 결정하여 용질의 양을 계산할 수 있습니다. 용질과의 반응이 끝났을 때.
- 따라서 적정은 용액의 농도를 계산하는 매우 좋은 방법입니다. 초기 용질의 양을 모를 때.
- 용액의 용질 질량을 알고있는 경우 적정이 필요하지 않습니다. 간단히 용액의 부피를 결정하고 1 부에 표시된대로 농도를 계산하십시오.
적정 기기를 준비합니다. 정확하게 적정하려면 깨끗하고 정확하며 전문적인 화학 기기가 있어야합니다. 적정 위치에서 클램프에 장착 된 뷰렛 튜브 아래에 Erlen 플라스크를 놓습니다. 뷰렛 튜브의 끝은 플라스크의 벽에 닿지 않고 플라스크의 목에 있어야합니다.
- 모든 장비가 이전에 청소되었는지 확인하고 탈 이온수로 헹구고 말리십시오.
플라스크와 튜브에 용액을 붓습니다. 농도를 알 수없는 소량의 용액을 정확하게 측정합니다. 용질이 용해되면 용액 전체에 고르게 분산되므로이 작은 샘플 용액의 농도는 원래 용액과 동일합니다. 뷰렛 튜브에 용액과 반응 할 알려진 농도의 용액을 채 웁니다. 뷰렛 튜브에 용액의 정확한 부피를 기록합니다. 최종 부피를 빼서이 반응에 사용 된 총 부피를 찾습니다.
- 노트 : 뷰렛 튜브의 용액과 농도를 알 수없는 플라스크의 용액 사이의 반응이 뚜렷한 반응 징후를 보이지 않으면 다음을 추가해야합니다. 지시자 항아리에. 화학에서 지표는 반응이 등가 또는 종점에 도달하면 용액의 색을 변경하는 화학 물질입니다. 적정에 사용되는 지표는 일반적으로 산성이며 산화 환원 반응을 생성하지만 다른 여러 유형의 지표가 있습니다. 반응에 대한 올바른 지표를 찾으려면 화학 교과서 또는 온라인을 참조하십시오.
적정을 시작하십시오. 뷰렛 튜브의 용액 ( "적정 용액"이라고 함)을 플라스크에 천천히 추가합니다. 자기 교반기 또는 유리 막대를 사용하여 반응 중에 용액을 혼합합니다. 용액의 반응이 보이면 변색, 기포, 신제품 생성 등의 징후를 볼 수 있으며, 인디케이터를 사용하면 언제 얼룩진 광선이 나타납니다. 뷰렛 튜브에서 플라스크로 용액을 떨어 뜨립니다.
- 반응으로 인해 pH 또는 전위가 변경되면 pH 종이 또는 전위차계를 플라스크에 담가 반응을 모니터링 할 수 있습니다.
- 보다 정확한 적정을 위해 언급 한 바와 같이 pH와 전위를 모니터링하고 적정 제를 고정 된 작은 증분으로 추가 한 후 판독 값을 기록해야합니다. 첨가 된 적정 제의 부피로 pH 또는 전위를 플롯합니다. 반응의 등가 점에서 그래프 기울기가 매우 빠르게 변하는 것을 볼 수 있습니다.
적정 속도를 줄이십시오. 반응이 종말점에 가까워지면 매번 한 방울 씩 적정 속도 저하를 줄입니다. 인디케이터를 사용하는 경우 컬러 광선이 더 오래 나타날 수 있습니다. 마지막 방울로 인해 반응이 정확히 중단 될 때까지 가능한 한 천천히 진행하십시오. 지표에 관해서는 반응에서 처음으로 오래 지속되는 색상 변화를 주목해야합니다.
- 뷰렛 튜브에 최종 볼륨을 기록합니다. 뷰렛 튜브의 초기 용액 부피에서이 값을 빼면 사용 된 적정 용액의 정확한 부피를 찾을 수 있습니다.
용액에서 용질의 질량을 계산하십시오. 플라스크에서 용질의 몰수를 찾기 위해 적정 제와 용액 사이의 반응에 대한 화학 방정식을 사용합니다. 용질의 몰수를 찾은 후 플라스크의 용액 부피로 나누어 용액의 몰 농도를 찾거나 몰수를 그램으로 변환하고 용액 부피로 나누어 농도를 g / L 단위로 찾으십시오. . 이를 위해서는 양자 화학에 대한 기본 지식이 필요합니다.
- 예를 들어, 0.5M NaOH 25mL를 사용하여 HCl 용액과 물을 등가 점으로 적정한다고 가정합니다. HCl 용액은 적정 전에 60 mL의 부피를가집니다. 용액에 몇 몰의 HCl이 있습니까?
- 먼저 NaOH와 HCl 사이의 반응에 대한 화학 방정식을 살펴 보겠습니다. NaOH + HCl> H₂O + NaCl.
- 이 경우 1 몰의 NaOH가 1 몰의 HCl과 반응하여 생성물 (물 및 NaCl)을 생성합니다. 모든 HCl을 중화하기에 충분한 NaOH 만 추가하기 때문에 반응에 사용되는 NaOH의 몰수는 플라스크의 HCl 몰수와 동일합니다.
- NaOH의 질량을 몰 단위로 구하십시오. 25 mL NaOH = 0.025 L NaOH x (0.5 mol NaOH / 1 L) = 0.0125 mol NaOH.
- 사용 된 NaOH의 몰수 = 용액의 HCl 몰수라는 반응식에서 추론했기 때문에 용액에 0.0125 몰의 HCl이 있다는 결론을 내릴 수 있습니다.
용액의 농도를 계산하십시오. 이제 용액에서 용질의 질량을 알았으므로 몰 농도를 쉽게 찾을 수 있습니다. 용액의 용질 몰수를 시험 용액의 부피로 나눕니다 (아니다 샘플링하는 솔루션의 양). 결과는 용액의 몰 농도입니다!
- 위의 예에 대한 몰 농도를 찾으려면 간단히 HCl의 몰 수를 플라스크의 용액 부피로 나눕니다. 0.0125 mol HCl x (1 / 0.060 L) = 0.208M HCl.
- 몰도를 g / L, ppm 또는 백분율로 변환하려면 용질의 몰수를 질량으로 변환해야합니다 (용질 혼합물의 몰 질량 사용). ppm 및 백분율의 경우 용액의 부피를 질량으로 변환 한 다음 (밀도와 같은 변환 계수를 사용하거나 단순히 무게를 측정) 각각 10 또는 10을 곱해야합니다. ppm과 백분율로.
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