Concentrazione percentuale: caratteristiche, calcolo ed esempi
La concentrazione percentuale è un modo di esprimere il rapporto del soluto in cento parti di miscelazione o dissoluzione. Va notato che queste "parti" possono essere espresse in unità di massa o volume. Grazie a questa concentrazione, è nota la composizione di una soluzione che, a differenza di quella di un composto puro, non è costante.
Inoltre, non solo la sua composizione varia, ma anche le sue proprietà organolettiche. Il barattolo di tè nell'immagine inferiore acquisisce aromi più intensi (e colorazioni) poiché più spezie si dissolvono nell'acqua ghiacciata. Tuttavia, sebbene le loro proprietà cambino, la concentrazione di queste spezie rimane costante.
Se assumiamo che 100 grammi di questi siano sciolti in acqua e quindi agitati abbastanza da omogeneizzare la soluzione, i grammi saranno distribuiti in tutto il barattolo. La concentrazione percentuale del tè rimane costante anche se il contenuto di liquido è diviso in diversi contenitori.
Questo può variare solo se viene aggiunta più acqua al barattolo, che, sebbene non modifichi la massa originale delle spezie disciolte (soluto), ne modifica la concentrazione. Per l'esempio della frequenza del tè, questa concentrazione può essere convenientemente espressa come una massa di soluto tra il volume dell'acqua.
Così, apre la strada ai casi infiniti in cui questi calcoli di concentrazione giocano un ruolo cruciale.
Qual è una soluzione?
La comprensione del termine "soluzione" è necessaria prima di affrontare le espressioni percentuali della sua concentrazione.
Una soluzione è una miscela omogenea o uniforme di due o più sostanze le cui particelle sono di dimensioni atomiche o molecolari.
I componenti di questo sono il soluto e il solvente. Il soluto è il materiale dissolto in una soluzione, che è in una proporzione minore. Il solvente è il mezzo di dispersione in una soluzione e si trova in una proporzione maggiore (come l'acqua nel barattolo del tè).
Caratteristiche della concentrazione percentuale
- La concentrazione percentuale ha la comodità di evitare calcoli di molarità e altre unità di concentrazione. In molti casi, è sufficiente conoscere la quantità di soluto disciolto nella soluzione. Tuttavia, per le reazioni chimiche, un lato viene lasciato dalla concentrazione molare.
- Facilita la verifica della legge di conservazione della massa.
- Si esprime in parti per cento di soluzione, entro le quali viene contato il soluto.
- La relazione tra soluto e soluzione può essere espressa in unità di massa (grammi) o volume (millilitri).
Come viene calcolato?
Il modo per calcolarlo dipende dalle unità in cui vuoi esprimerlo. Tuttavia, il calcolo matematico è essenzialmente lo stesso.
Percentuale in peso in peso% m / m
% (m / m) = (grammi di soluto / grammi di soluzione) ∙ 100
La percentuale in peso di una soluzione indica il numero di grammi di soluto in ogni 100 grammi di soluzione.
Ad esempio, una soluzione al 10% m / m di NaOH contiene 10 grammi di NaOH per 100 grammi di soluzione. Può anche essere interpretato in questo modo: 10 g di NaOH vengono sciolti in 90 g di acqua (100-10).
Entrambe le percentuali pesano in volume% m / v
% (m / v) = (grammi di soluto / millilitri di soluzione) ∙ 100
La percentuale in milligrammi è un'unità di concentrazione spesso utilizzata nei rapporti clinici per descrivere concentrazioni estremamente basse del soluto (ad esempio, tracce di minerali nel sangue).
Come caso concreto, abbiamo il seguente esempio: il livello di azoto nel sangue di una persona è 32 mg%, il che significa che ci sono 32 mg di azoto disciolto per 100 ml di sangue.
Entrambe le percentuali di volume in volume% v / v
% (v / v) = (millilitri di soluto / millilitri di soluzione) ∙ 100
La percentuale di volume in volume di una soluzione indica il numero di millilitri di soluto in ogni 100 millilitri di soluzione.
Ad esempio, una soluzione al 25% v / v di alcol in acqua, contiene 25 millilitri di alcol per 100 millilitri di soluzione, o la stessa cosa: 75 ml di acqua sciolgono 25 ml di alcol.
Esempi di calcoli di concentrazione percentuale
Esempio 1
Se hai 7 g di KIO 3, quanti grammi di soluzione allo 0, 5% m / m puoi preparare con questa quantità di sale?
Una soluzione allo 0, 5% m / m è molto diluita ed è interpretata come segue: per ogni 100 grammi di soluzione ci sono 0, 5 grammi di KIO 3 disciolto. Quindi, per determinare i grammi di questa soluzione che può essere preparata, si utilizzano i fattori di conversione:
7 g KIO 3 ∙ (100 g Sol / 0, 5 g KIO 3 ) = 1400 go 1, 4 kg di soluzione.
Com'è possibile? Evidentemente, la grande quantità di massa proveniva dall'acqua; così, i 7 grammi di KIO 3 furono sciolti in 1393 grammi di acqua.
Esempio 2
Se si desidera preparare 500 grammi di una soluzione di CuSO 4 all'1%, quanti grammi di sale cuprico sono necessari?
I fattori di conversione vengono applicati per cancellare il CuSO 4 g desiderato:
500 g di Sol CuSO 4 ∙ (1 g di CuSO 4/100 g di Sol CuSO 4 ) = 5 g di CuSO 4
Vale a dire, 5 g di CuSO 4 (un sale di brillanti colori bluastri) vengono sciolti in 495 g di acqua (circa 495 ml)
Esempio 3
Se mescoli 400 ml di acqua, 37 grammi di zucchero, 18 grammi di sale e 13 grammi di solfato di sodio (Na 2 SO 4 ), qual è la concentrazione percentuale in massa per ciascuno dei componenti della miscela?
Supponendo che la densità dell'acqua sia di 1 g / ml, la miscela ha 400 g di acqua. Aggiungendo la massa totale dei componenti della soluzione abbiamo: (400 + 37 + 18 + 13) = 468 g di soluzione.
Qui il calcolo è diretto e semplice:
% Acqua m / m = (400 g di acqua / 468 g di sol) ∙ 100 = 85, 47
% Zucchero m / m = (37 g di zucchero / 468 g di sol) ∙ 100 = 7, 90
% Sale m / m = (18 g di sale / 468 g di sol) ∙ 100 = 3, 84
% Na 2 SO 4 m / m = (13 g Na 2 SO 4/468 g Sol) ∙ 100 = 2, 77
Aggiungendo tutte le singole percentuali di massa che abbiamo: (85, 47 + 7, 90 + 3, 84 + 2, 77) = 99, 98% ≈ 100%, il mix totale.
