Menghitung Konsentrasi dengan Unit dan Pengenceran

Menghitung konsentrasi dari bahan kimia larutan adalah keterampilan dasar yang harus dikembangkan semua siswa kimia di awal studi mereka. Apa itu konsentrasi? Konsentrasi mengacu pada jumlah terlarut yang dilarutkan dalam a pelarut. Kami biasanya menganggap zat terlarut sebagai zat padat yang ditambahkan ke pelarut (mis., Menambahkan garam meja ke air), tetapi zat terlarut dapat dengan mudah ada di fase lain. Misalnya, jika kita menambahkan sedikit etanol ke dalam air, maka etanol adalah zat terlarut, dan air adalah pelarut. Jika kita menambahkan sejumlah kecil air ke jumlah etanol yang lebih besar, maka air itu bisa menjadi zat terlarut!

Setelah Anda mengidentifikasi zat terlarut dan larutan dalam larutan, Anda siap melakukannya tentukan konsentrasinya. Konsentrasi dapat diekspresikan beberapa cara berbeda, menggunakan komposisi persen menurut massa, persen volume, fraksi mol, molaritas, molalitas, atau normalitas.

1. Persen Komposisi berdasarkan Massa (%)
   instagram viewer
   Ini adalah massa zat terlarut dibagi dengan massa larutan (massa zat terlarut plus massa pelarut), dikalikan dengan 100.
   Contoh:
   Tentukan komposisi persen dengan massa larutan garam 100 g yang mengandung 20 g garam.
   Larutan:
   20 g NaCl / 100 g larutan x 100 = 20% larutan NaCl
2. Persen Volume (% v / v) Volume persen atau volume / volume volume paling sering digunakan saat menyiapkan solusi cairan. Persen volume didefinisikan sebagai:
   v / v% = [(volume zat terlarut) / (volume larutan)] x 100%
   Perhatikan bahwa persentase volume relatif terhadap volume solusi, bukan volume pelarut. Misalnya, anggur sekitar 12% v / v etanol. Ini berarti ada 12 ml etanol untuk setiap 100 ml anggur. Adalah penting untuk menyadari bahwa volume cairan dan gas tidak selalu aditif. Jika Anda mencampur 12 ml etanol dan 100 ml anggur, Anda akan mendapatkan kurang dari 112 ml larutan.
   Sebagai contoh lain, 70% v / v alkohol gosok dapat disiapkan dengan mengambil 700 ml alkohol isopropil dan menambahkan air yang cukup untuk memperoleh 1000 ml larutan (yang tidak akan menjadi 300 ml).
3. Fraksi mol (X) Ini adalah jumlah mol suatu senyawa dibagi dengan jumlah mol semua spesies kimia dalam larutan. Ingat, jumlah semua fraksi mol dalam larutan selalu sama dengan 1.
   Contoh:Berapa fraksi mol dari komponen larutan yang terbentuk ketika 92 g gliserol dicampur dengan 90 g air? (air berat molekul = 18; berat molekul gliserol = 92)
   Larutan:
   90 g air = 90 g x 1 mol / 18 g = 5 mol air
   92 g gliserol = 92 g x 1 mol / 92 g = 1 mol gliserol
   total mol = 5 + 1 = 6 mol
   x_air = 5 mol / 6 mol = 0,833
   x _gliserin = 1 mol / 6 mol = 0.167
   Sebaiknya periksa matematika Anda dengan memastikan fraksi mol bertambah hingga 1:
   x_air + x_gliserin = .833 + 0.167 = 1.000
4. Molaritas (M) Molaritas mungkin merupakan satuan konsentrasi yang paling umum digunakan. Ini adalah jumlah mol zat terlarut per liter larutan (tidak harus sama dengan volume pelarut!).
   Contoh:
   Apakah yang molaritas suatu solusi dibuat saat air ditambahkan ke 11 g CaCl₂ membuat 100 mL larutan? (Berat molekul CaCl₂ = 110)
   Larutan:
   11 g CaCl₂ / (110 g CaCl₂ / mol CaCl₂) = 0,10 mol CaCl₂
   100 mL x 1 L / 1000 mL = 0,10 L
   molaritas = 0,10 mol / 0,10 L
   molaritas = 1,0 M
5. Molalitas (m) Molalitas adalah jumlah mol zat terlarut per kilogram pelarut. Karena kerapatan air pada 25 ° C adalah sekitar 1 kilogram per liter, molalitas kira-kira sama dengan molaritas untuk larutan encer pada suhu ini. Ini adalah perkiraan yang berguna, tetapi ingat bahwa ini hanya perkiraan dan tidak berlaku ketika larutan berada pada suhu yang berbeda, tidak encer, atau menggunakan pelarut selain air.
   Contoh:Berapa molalitas larutan 10 g NaOH dalam 500 g air? (Berat molekul NaOH adalah 40)
   Larutan:
   10 g NaOH / (40 g NaOH / 1 mol NaOH) = 0,25 mol NaOH
   500 g air x 1 kg / 1000 g = 0,50 kg air
   molalitas = 0,25 mol / 0,50 kg
   molalitas = 0,05 M / kg
   molalitas = 0,50 m
6. Normalitas (N) Normalitas sama dengan berat setara gram dari zat terlarut per liter larutan. Berat setara gram atau setara adalah ukuran kapasitas reaktif dari molekul tertentu. Normalitas adalah satu-satunya unit konsentrasi yang bergantung pada reaksi.
   Contoh:
   1 M asam sulfat (H₂BEGITU₄) adalah 2 N untuk reaksi asam-basa karena setiap mol asam sulfat memberikan 2 mol H⁺ ion. Di sisi lain, 1 M asam sulfat adalah 1 N untuk presipitasi sulfat, karena 1 mol asam sulfat memberikan 1 mol ion sulfat.
7. Gram per Liter (g / L)
   Ini adalah metode sederhana dalam menyiapkan larutan berdasarkan gram zat terlarut per liter larutan.
8. Formalitas (F)
   Suatu solusi formal dinyatakan mengenai satuan berat formula per liter larutan.
9. Bagian per Juta (ppm) dan Bagian per Miliar (ppb)Digunakan untuk larutan yang sangat encer, unit-unit ini menyatakan rasio bagian zat terlarut per 1 juta bagian larutan atau 1 miliar bagian larutan.
   Contoh:
   Sampel air ditemukan mengandung timah 2 ppm. Ini berarti bahwa untuk setiap juta bagian, dua di antaranya adalah timah. Jadi, dalam sampel satu gram air, dua juta gram akan menjadi timah. Untuk larutan berair, kerapatan air diasumsikan 1,00 g / ml untuk unit konsentrasi ini.

Kamu encerkan solusi setiap kali Anda menambahkan pelarut ke solusi. Menambahkan hasil pelarut dalam larutan konsentrasi rendah. Anda dapat menghitung konsentrasi larutan setelah pengenceran dengan menerapkan persamaan ini:

M._sayaV_saya = M_fV_f

di mana M adalah molaritas, V adalah volume, dan subskrip i dan f merujuk ke nilai awal dan akhir.

Contoh:
Berapa mililiter NaOH 5,5 M yang dibutuhkan untuk menyiapkan 300 mL NaOH 1,2 M?

Larutan:
5,5 M x V₁ = 1,2 M x 0,3 L
V₁ = 1,2 M x 0,3 L / 5,5 M
V₁ = 0,065 L
V₁ = 65 mL

Jadi, untuk menyiapkan larutan 1,2 M NaOH, Anda menuangkan 65 mL NaOH 5,5 M ke dalam wadah Anda dan menambahkan air untuk mendapatkan volume akhir 300 mL