Stężenie procentowe roztworu

W różnych gałęziach przemysłu, w tym przy produkcji artykułów przemysłowych, leków, żywności i innych materiałów, kontrola zawartości składników w wykorzystywanych półproduktach i produktach jest bardzo ważna dla pracowników odpowiedzialnych za procesy technologiczne. Użycie nieodpowiedniej ilości substancji może prowadzić do otrzymania niewłaściwego produktu końcowego i spowodować straty finansowe.

W roztworze właściwym składają się rozpuszczalnik i rozpuszczona w nim substancja, a w przypadku roztworów wodnych, rozpuszczalnikiem jest woda. W module nauczysz się obliczać stężenie procentowe roztworu na podstawie jego masy lub masy rozpuszczalnika i masy substancji rozpuszczonej, szacować masę roztworu na podstawie stężenia procentowego roztworu i masy substancji rozpuszczonej, określać masę substancji rozpuszczonej na podstawie stężenia procentowego i masy roztworu, obliczać masę wskazanej objętości roztworu na podstawie jego gęstości oraz obliczać zawartość substancji rozpuszczonej w określonej jednostce objętości roztworu.

Rozpuszczalność substancji – zadania

W ramach tego modułu zapoznasz się z najczęściej stosowanym sposobem określania zawartości substancji w roztworze. Określenia „roztwór stężony”, „roztwór rozcieńczony” lub „roztwór nasycony” informują tylko, czy danej substancji rozpuszczonej w roztworze jest dużo czy mało. Czasami jednak potrzebne jest dokładne podanie jej zawartości. Istnieje kilka sposobów przedstawiania składu roztworu, czyli jego stężenia. Jednym z nich jest stężenie procentowe roztworu.

Zmiana stężenia roztworu

Zmiana stężenia roztworu może być wywołana dodaniem lub usunięciem rozpuszczalnika lub rozpuszczonej substancji. Przykładowo, rozcieńczanie roztworu spowodowane jest dodaniem rozpuszczalnika, a stężenie roztworu wzrasta w wyniku usunięcia części rozpuszczalnika lub dodania większej ilości substancji rozpuszczonej. Zmiana stężenia roztworu ma wpływ na jego właściwości fizykochemiczne i może mieć istotne znaczenie w wielu dziedzinach, w tym w medyc

Stężenie procentowe roztworu

Stężenie procentowe to sposób wyrażania ilościowej zawartości substancji rozpuszczonej w roztworze. Oznacza ono, ile części masowych (wagowych) rozpuszczonej substancji znajduje się w 100 częściach masowych (wagowych) roztworu.

Przykłady produktów z informacją o zawartości procentowej

Ilustracja prezentuje trzy przykładowe produkty, w których ważną rolę pełni informacja o zawartości procentowej jednego lub większej liczby składników.

Karton mleka

Po lewej stronie rysunek kartonu mleka z nakrętką. Na biało niebieskiej etykiecie małym drukiem napisy „Mleko” oraz „Jeden litr”, a dużym drukiem na środku opakowania „3,2 procent”. Pod ilustracją napis: „W mleku 3,2 procent znajduje się 3,2 gramów tłuszczu w stu gramach mleka”.

Spirytus salicylowy

Pośrodku rysunek białej zakręcanej plastikowej buteleczki z żółtą etykietką. Na etykietce czerwony napis „Spirytus salicylowy” i poniżej informacja o pojemności 100 gramów. Pod ilustracją napis: „W leku do odkażania między innymi wyprysków znajdują się dwa gramy substancji czynnej w stu gramach roztworu”.

Sól fizjologiczna

Po prawej stronie elastyczny przezroczysty zbiornik-woreczek na kroplówkę z niebieskim płynem w środku. Pod ilustracją napis: „Sól fizjologiczna stosowana do wlewów dożylnych zawiera 9,8 grama chlorku sodu w stu gramach roztworu”.

Obliczanie stężenia procentowego roztworów

Przypomnienie o jednostkach masy

Przy obliczaniu stężenia procentowego roztworów niezbędne jest pamiętanie o jednostkach masy, które zawsze wstawiamy do wzoru.

Polecenie 1: Obliczenie stężenia procentowego roztworu cukru

Aby obliczyć stężenie procentowe roztworu cukru, należy skorzystać z następującego wzoru:

stężenie procentowe = masa substancji / masa roztworu * 100%

Zgodnie z treścią zadania, mamy do czynienia z roztworem, który waży 250 g i nie zawiera żadnej ilości cukru. Zatem:

masa substancji (cukru) = 0 g

masa roztworu = 250 g

Podstawiając te wartości do wzoru, otrzymujemy:

stężenie procentowe = 0 g / 250 g * 100% = 0%

Odpowiedź jest zgodna z treścią zadania.

Polecenie 2: Obliczenie stężenia procentowego roztworu chlorku sodu

Aby obliczyć stężenie procentowe roztworu chlorku sodu, który powstał po rozpuszczeniu 10 g tej substancji w 250 g wody, należy postępować zgodnie z poniższymi wskazówkami:

Krok 1: Obliczenie masy roztworu

Masa roztworu jest sumą masy wody i masy chlorku sodu (substancji rozpuszczonej):

m_r = m_rozp. + m_s = 250 g + 10 g = 260 g

Krok 2: Obliczenie stężenia procentowego

Możemy obliczyć stężenie procentowe roztworu chlorku sodu korzystając z wzoru lub proporcji. Zgodnie z wzorem na stężenie procentowe, mamy:

stężenie procentowe = masa substancji / masa roztworu * 100%

W tym przypadku:

masa substancji (chlorku sodu) = 10 g

masa roztworu = 260 g

Podstawiając te wartości do wzoru, otrzymujemy:

stężenie procentowe = 10 g / 260 g * 100% = 3.85%

Odpowiedź należy podać z dokładnością do drugiego miejsca po przecinku.

Obliczanie masy i objętości składników roztworu

Do przygotowania roztworu o określonym stężeniu procentowym należy znać masy jego składników: rozpuszczalnika i substancji rozpuszczonej. W tym celu należy dokonać odpowiednich obliczeń.

Zadanie

Oblicz masę wodnego roztworu chlorku potasu o stężeniu 1%, w którym znajduje się 1,5 g tej substancji. Podaj masę wody, która znajduje się w tym roztworze.