Tytuł SEO (52): Kalkulator molaritetu, Mole, Masa i Rozcieńczenia Metaopis (154): Oblicz molarność na podstawie masy i objętości, znajdź masę docelowego stężenia lub rozcieńcz z C1V1 = C2V2. Uwzględniono przykład z Pracującym NaCl.
Kalkulator molarności przelicza stężenie roztworu, masę substancji rozpuszczonej, masę molową i objętość roztworu. Wpisz dowolne trzy z tych elementów, aby rozwiązać czwarty, lub użyj trybu rozcieńczania, który stosuje C1V1 = C2V2 dla roztworów z materiału do pracy. Wyniki pokazują mole, molność w mol/L oraz arytmetykę z jednostkami nazwanymi na każdym kroku.
Oblicz molarność na podstawie masy i objętości
Molarność (M) to mole substancji rozpuszczonej na litr gotowego roztworu. Podziel masę substancji rozpuszczonej przez masę molową, aby uzyskać mole, a następnie podziel te mole przez objętość roztworu w litrach. Masa może być w gramach lub miligramach, objętości mL lub L oraz masie molowej g/mol, więc konwersje jednostkowe pozostają w jednym procesie.
moles = mass (g) / molar mass (g/mol)
M = moles / volume (L)Objętość oznacza ostateczną objętość roztworu po wymieszaniu i doprowadzeniu do punktu, a nie objętość rozpuszczalnika wylanego jako pierwsza. Kolba objętościowa 250 mL napełniona do linii wynosi 0.250 L, nawet jeśli ciało stałe stało w mniejszej ilości wody przed rozcieńczeniem do objętości. Cylindry z podziałem są grubsze; używaj ich do pracy przybliżonej, a nie do standardów kalibrujących miareczkowanie.
Jeśli masa molowa jest nieznana, otwórz stronę z wagą molekularną dla wzoru i wróć z tą wartością g/mol. Błędna masa molowa jest najczęstszym cichym błędem w przygotowaniu ręcznym. Błąd 2% w masie molowej staje się błędem 2% w M bez innych czerwonych flag na wydruku wagi.
Stężenia czasami pojawiają się jako milimolowe (mM). Jeden milimolowy równa się 0.001 mol/L. Kalkulator może pokazać mM obok M, gdy wynik jest mały, co pozwala odczytać przepisy spektrofotometrów bez zmiany arytmetyki podstawowej.
Oblicz masę potrzebną do uzyskania docelowej molarności
Docelowe stężenie i objętość kolby ustalają masę ważącą, gdy znana jest masa molowa. Mnóż molarność przez objętość w litrach, następnie przez masę molową w gramach na mol. Produkt ten to gramy, które należy umieścić na wagi przed rozpuszczeniem i rozcieńczeniem do znaku na kolbie objętościowej.
mass (g) = M (mol/L) × volume (L) × molar mass (g/mol)To jest cel ważenia dla substancji stałych, które rozpuszczają się czysto. Sole higroskopowe pobierają wodę z powietrza; ważą się szybko z suchej butelki lub korygują pod znane wzory hydratów, aby liczba bezwodnych molów pozostała prawidłowa. Pozostawienie misy z bezwodnym CuSO4 otwartą na wilgotnym stole zmienia efektywną masę formuły na hydrat, bez zmiany etykiety na butelce.
Dla cieczy sprzedawanych według gęstości i czystości, przelicz objętość płynu surowego na mole przy użyciu gęstości i ułamku masowego przed zastosowaniem tej samej definicji M. Kwasy skoncentrowane wysyłane jako procent masy wymagają tego dodatkowego kroku; tryb masowy tego narzędzia służy do przypadków, gdy substancja rozpuszczona jest ważona jako ciało stałe lub gdy masa jest już znana.
Czystość ma znaczenie. Test odczynnikowy oznaczony jako 98% dostarcza tylko 0.98 gramów czystego związku na gram ważony. Dziel masę idealną przez ułamek testu, gdy procedura wymaga takiej korekty. Laboratoria dydaktyczne często ignorują test NaCl; metody analityczne nie powinny tego uważać.
Oblicz rozcieńczenie
Rozcieńczenie utrzymuje stałą ilość substancji rozpuszczalnej, podczas gdy rozpuszczalnik rośnie, więc stężenie spada proporcjonalnie do stosunku objętości. Relacja C1V1 = C2V2 łączy stężenie zapasowe i objętość aliquot z pożądanym stężeniem i objętością końcową. Wpisz dowolne trzy wartości; kalkulator molarności rozwiązuje czwartą i nazywa każdą jednostkę w podstawionym wierszu.
C1 × V1 = C2 × V2C1 i V1 to stężenie zapasowe, a objętość aliquot pobrana. C2 i V2 to pożądane stężenie i ostateczna objętość po rozcieńczeniu. Jednostki stężenia muszą się zgadzać po obu stronach; objętości muszą się pokrywać (zarówno mL, jak i oba L). Mieszanie mL z jednej strony z L z drugiej to klasyczny błąd o tysiące razy.
Przykładowa ścieżka: 1.00 M zapasów, potrzeba 100 mL z 0.100 M rozwiązania roboczego.
V1 = (C2 × V2) / C1 = (0.100 × 100) / 1.00 = 10.0 mLPipetować 10.0 mL materiału do 100 mL kolby objętościowej i rozcieńczać do znaku rozpuszczalnikiem. Kalkulator pokazuje V1, gdy wprowadzane są C1, C2 i V2, lub C2, gdy znane są aliquoty i końcowa objętość.
Rozcieńczenia szeregowe mnożą się z czynnikami. Dwa 1:10 dają 1:100 ogólnie. Każdy krok należy podać osobno podczas dokumentowania przygotowań, aby błąd etykietowania był możliwy do wyśledzenia. Dla bardzo dużych współczynników rozcieńczania preferuj dwa lub trzy umiarkowane kroki zamiast jednego ekstremalnego transferu mikropipety, który utrzymuje się na granicy dokładności pipety.
Nigdy nie rozcieńczaj przez zgadywanie "około połowy". Mierzone V1 i oznaczone V2 to cała kontrola jakości stężenia roboczego, gdy sam zapas był starannie przygotowany.
Przygotuj 500 mL 0.1 M NaCl
Standardowe przygotowanie do nauczania wymaga pół litra 0.1 M chlorku sodu. Przy masie molowej 58.44 g/mol, cel ważenia wynosi nieco poniżej trzech gramów. Przejdź ścieżkę mola raz do przodu i raz do tyłu, aby etykieta na kolbie i kalkulator zgadzały się zanim ciało stałe dotknie wody.
Masa molowa chlorku sodu wynosi 58.44 g/mol. Cel: 0.100 M in 0.500 L.
1. Znajdź mole wymagane. `` moles = M × V = 0.100 mol/L × 0.500 L = 0.0500 mol ``
2. Przelicz krety na gramy. `` mass = 0.0500 mol × 58.44 g/mol = 2.922 g ≈ 2.92 g ``
⟦UM0⟧. Rozpuszcz i rozcieńcz. Waż około 2.92 g NaCl, przelej do kolby objętościowej 500 mL, rozpuszcz w wodzie, następnie napełnij do poziomu 500 mL i wymieszaj.
Sprawdź kierunek do przodu. 2.92 g / 58.44 g/mol ≈ 0.0500 mol; 0.0500 mol / 0.500 L = 0.100 M. Kalkulator molarności powinien odtworzyć tę pętlę, gdy wpisane są masa, masa molowa i objętość.
Sól kuchenna nie jest reagentem NaCl. Sól spożywcza zawiera środki przeciwzgrudzające; prace analityczne wykorzystują NaCl klasy ACS oraz suszoną próbkę, gdy procedura tego wymaga.
Rozróżnij trzostanowość od molalności i normalności
Trzy słowa o stężeniu brzmią identycznie i nie są wymienne. Molarność dzieli mole przez litry roztworu. Molalność dzieli mole przez kilogramy rozpuszczalnika. Normalność dzieli ekwiwalenty przez litry roztworu i zależy od tego, która reakcja definiuje odpowiednik. Mieszanie etykiet daje uporządkowaną arytmetykę przypisaną do niewłaściwej wielkości fizycznej.
| Miara | Definicja | Uwaga dotycząca temperatury |
|---|---|---|
| Molarność (M) | Roztwór molów / L | Zmienia się nieznacznie wraz z T, gdy objętość się rozszerza |
| Molalność (m) | Rozpuszczony w molach / kg rozpuszczalnika | Niezależnie od objętości roztworu |
| Normalność (N) | równoważniki / L rozwiązanie | To zależy od wybranej reakcji |
Dla rozcieńczonych roztworów wodnych w temperaturze pokojowej, molowość i molalność są liczebnie zbliżone, ponieważ jeden litr wody ma masę blisko jednego kilograma. Roztwory skoncentrowane się rozchodzą. Syrop cukrowy 5 M nie zbliża się do 5 molalu, gdy substancja rozpuszczona zajmuje dużą część kolby. Osmometria i podniesienie temperatury wrzenia preferują molalność; szkło objętościowe i większość receptur laboratoryjnych preferuje molowość.
Normalność kwasów często obejmuje kwaśne wodory: 1 M H2SO4 to 2 N dla miareczkowania kwasowo-zasadowego z użyciem obu protonów. Normalność redoksów zależy od elektronów przesyłanych, które mogą zmieniać się między reakcjami dla tej samej butelki. Preferuj molaryzację w nowoczesnych protokołach, chyba że metoda starsza nadal określa N, i zapisuj reakcję obok dowolnej wartości N, która musi pozostać.
Procent masy i ppm odpowiadają na różne pytania. Są przydatne na certyfikatach analizy; nie są M. Przelicz przez gęstość i masę molową, gdy protokół wymaga molowości od materiału masowo-procentowego.
Praktyczne notatki dotyczące przygotowania rozwiązań
Jakość przygotowania roztworu zależy od temperatury szkła, kolejności rozpuszczania, a następnie rozcieńczania oraz założeń dotyczących masy molowej. Kolby objętościowe kalibruje się w określonej temperaturze, zwykle 20 °C, więc ciepła kolba napełniona do linii utrzymuje inną rzeczywistą objętość niż sugeruje wytrawiona liczba. Przybliż kolbę i rozpuszczalnik do temperatury laboratoryjnej przed ostatecznym napełnieniem, gdy tolerancje są bardzo ograniczone.
Rozpuszcz ciała stałe przed napełnieniem do miejsca. Dodanie dużej ilości kryształów do prawie pełnej kolby może przekroczyć objętość i zaniżyć molaritet. Uporczywe substancje rozpuszczają się bardziej niezawodnie w zlewce po mieszaniu, a następnie przenoszą ilościowo wodą do płuczki do kolby. Woda do płukania liczy się do końcowej objętości dopiero po umieszczeniu wszystkiego w kolbie i utwardzeniu łąkotki.
Numery partii rekordu i masa molowa przyjęte na arkuszu przygotowawczym. Jeśli późniejsze odniesienie aktualizuje NaCl z 58.44 na inną zaokrągloną wartość, stara etykieta butelki nadal dokumentuje, co zostało zważone. Data, inicjały i cel M na etykiecie zapobiegają temu, by tydzień starej kolki bez wahania potraktował jako świeży zapas.
Kolejność mieszania może mieć znaczenie dla ciepła. Rozcieńczenie skoncentrowanego kwasu siarkowego oznacza kwas do wody po mieszaniu, nigdy nie do kwasu skoncentrowanego. Kalkulator stężeń nie zastępuje zasad bezpieczeństwa rozcieńczeń egzotermicznych; mierzy objętości dopiero po wybraniu bezpiecznej procedury.
Często zadawane pytania
Jak obliczasz molaritet na podstawie masy?
Molarność od masy zaczyna się od podzielenia gramów substancji rozpuszczonej przez masę molową, aby uzyskać mole, a następnie dzielenia molów przez objętość roztworu w litrach. Zapisane zwarto, M równa się (masa / masa molowa) / V. Masa i masa molowa należy do gramów i g/mol, aby mole były czyste, a następnie przeliczaj mililitry na litry przed ostatecznym podziałem.
Ile NaCl jest potrzebne dla 500 mL roztworu 0.1 M?
Około 2.92 g NaCl jest wymaganych dla roztworu 500 mL 0.1 M, gdy masa molowa jest traktowana jako 58.44 g/mol. Ścieżka to 0.1 mol/L × 0.5 L × 58.44 g/mol = 2.922 g, co zaokrągla do 2.92 g na typowym wyświetlaczu analitycznym do tego przygotowania.
Czym jest wzór na rozcieńczenie?
Wzór na rozcieńczenie to C1V1 = C2V2, co oznacza, że mole substancji rozpuszczonej pozostają stałe, gdy dodaje się tylko rozpuszczalnik. C1 i V1 opisują zapas; C2 i V2 opisują rozcieńczony roztwór. Rozwiązuj dla nieznanego stężenia lub objętości, utrzymuj jednostki stężenia i jednostki objętości dopasowane po obu stronach równania.
Czy trzonowość to to samo co koncentracja?
Molarność to jedna jednostka stężenia, mole na litr, a nie synonim dla każdego miary stężenia. Procent masy, miligramy na litr, ppm i molalność to inne języki koncentracji. Zapisz jednostkę obok każdej liczby, aby wartość 0.1 nie była niejednoznaczna między 0.1 M a 0.1% w/w.
Dlaczego używać kolby wolumetrycznej zamiast cylindra stopniowanego?
Kolba objętościowa jest produkowana i kalibrowana pod kątem jednej dokładnej całkowitej objętości w określonej temperaturze, która odpowiada temu, jak molarność definiuje litry roztworu. Cylindry z podziałem rozwiązują grubsze przyrosty i dostosowują się do przybliżonych objętości, płukań oraz rozcieńczeń niekrytycznych. Standardy, miareczki i roztwory kalibracyjne należą do szkła objętościowego, gdy stężenie musi być wiarygodne.
Czy temperatura wpływa na trzonowość?
Temperatura wpływa na molowość, ponieważ objętość roztworu rozszerza się lub kurczy, podczas gdy liczba molów pozostaje stała, więc M lekko dryfuje wraz z T. Molalność zapobiega temu dryfowi, stosując masę rozpuszczalnika zamiast objętości roztworu. Przy rutynowej pracy wodnej w pobliżu 20 °C efekt jest niewielki; dla precyzyjnej pracy kontroluj temperaturę lub zapisuj warunki w zapisie przygotowawczym.
Czy kalkulator potrafi przeliczyć molalność na molarytmiczność?
Molalność zamienia się w molarytmiczność tylko wtedy, gdy dostępna jest gęstość (lub równoważna para masy rozpuszczalnika i objętości roztworu). Bez gęstości konwersja jest niedokreślona, ponieważ molalność nigdy nie mierzyła objętości roztworu, której molarytmia wymaga. Wpisz gęstość, gdy narzędzie oferuje to pole; w przeciwnym razie zachowaj wynik w jednostkach molalowych.
A co jeśli substancja rozpuszczona jest nawadnikiem (hydrat)?
Rozpuszczone hydraty muszą być ważone z masą molową hydratu, aby woda krystalizacji została uwzględniona w stałym na wagie. Użycie bezwodnej masy molowej podczas nabierania hydratu powoduje niedoszanie dawki substancji rozpuszczonej i daje niską rzeczywistą molarność. Przed obliczeniem docelowej masy sprawdź na butelce oznaczenie ·xH2O.
Jak precyzyjna powinna być masa?
Precyzja masy powinna odpowiadać szkłu i tolerancji stężenia metody. Kolba klasy A 500 mL skierowana na 0.1 M zwykle uzasadnia ważenie do 0.01 g lub lepszej. Waga kuchenna z rozdzielczością 1 g jest niewłaściwym narzędziem do takiej kolby; wtedy niepewność objętości byłaby zdominowana przez prymitywną masę.
Podsumowanie
Kalkulator molarności rozwiązuje M = mole na litr z masy i objętości, przestawia na masę ważącą dla docelowego stężenia i stosuje C1V1 = C2V2 dla rozcieńczeń. Przykład 500 mL 0.1 M NaCl wymaga około 2.92 g przy 58.44 g/mol.
Utrzymuj molarność oddzielną od molalności i normalności, a ostatni znak na kolbie objętościowej traktuj jako objętość wchodzącą do formuły.