द्रव्यमान प्रतिशत की गणना कैसे करें?

द्रव्यमान प्रतिशत एकाग्रता, जिसे द्रव्यमान/द्रव्यमान प्रतिशत या %m/m भी कहा जाता है , एकाग्रता की एक भौतिक इकाई है जो इंगित करती है कि प्रत्येक 100 भागों या घोल या मिश्रण के द्रव्यमान की इकाइयों के लिए विलेय के द्रव्यमान के कितने भाग मौजूद हैं। इकाइयों के आधार पर, इसकी व्याख्या अलग-अलग तरीकों से की जा सकती है। उदाहरण के लिए:

• विलेय के ग्राम जो प्रति 100 ग्राम घोल में होते हैं।
• प्रति 100 किलोग्राम घोल में कितने किलोग्राम विलेय होते हैं।
• विलेय के मिलीग्राम जो 100 मिलीग्राम घोल आदि में होते हैं।

द्रव्यमान प्रतिशत को एकाग्रता की एक भौतिक इकाई माना जाता है, क्योंकि यह द्रव्यमान के कार्य के रूप में विलेय के अनुपात को इंगित करता है, जो कि एक भौतिक इकाई है, जो मोल्स या समकक्षों की संख्या के विपरीत है, जो रासायनिक इकाइयाँ हैं। इस कारण से, %m/m में समान सांद्रता वाले दो समाधानों में आवश्यक रूप से समान मात्रा में पदार्थ (अर्थात् विलेय के मोल्स) समान मात्रा में नहीं होंगे, इसलिए %m/m को एक विकल्प के रूप में उपयोग नहीं किया जा सकता है प्रत्यक्ष स्टोइकोमेट्रिक गणना, जो एकाग्रता की रासायनिक इकाइयों के साथ की जा सकती है।

ऐसी स्थितियाँ जिनमें द्रव्यमान प्रतिशत सांद्रता का अक्सर उपयोग किया जाता है

द्रव्यमान का प्रतिशत एक बहुत ही महत्वपूर्ण कारण के लिए एकाग्रता की सबसे अधिक उपयोग की जाने वाली इकाइयों में से एक है: चूंकि यह मात्रा पर निर्भर नहीं करता है, और इसलिए घनत्व पर, द्रव्यमान का प्रतिशत तापमान और दबाव से स्वतंत्र होता है। वास्तव में, समाधान का द्रव्यमान प्रतिशत समान होता है चाहे हम कहीं भी हों।

वास्तव में, किसी भी वाणिज्यिक रासायनिक अभिकर्मक की शुद्धता या एकाग्रता पर डेटा को देखने वाले किसी भी व्यक्ति को यह महसूस होगा कि इन मूल्यों को द्रव्यमान द्वारा प्रतिशत के रूप में लेबल पर अनिवार्य रूप से इंगित किया गया है। घनत्व जैसे डेटा भी रिपोर्ट किए जाते हैं, जिनका उपयोग अन्य इकाइयों में एकाग्रता को निर्धारित करने के लिए किया जा सकता है, लेकिन ये मान तापमान और दबाव की विशिष्ट स्थितियों में रिपोर्ट किए जाते हैं।

यदि किसी अन्य समाधान को तैयार करने या किसी अन्य एप्लिकेशन में उपयोग करने के लिए अभिकर्मक का उपयोग करने के समय की स्थिति रिपोर्ट की गई समान नहीं है, तो इन आंकड़ों से गणना की गई किसी भी मात्रा या मात्रा-निर्भर इकाई में अनिवार्य रूप से कुछ डिग्री होगी गलती।

द्रव्यमान प्रतिशत सांद्रता या प्रतिशत m/m की गणना के लिए सूत्र

द्रव्यमान प्रतिशत की गणना करने का मुख्य सूत्र किसी अन्य प्रतिशत के बराबर है। यह 100 से गुणा किए गए समाधान में विलेय के द्रव्यमान के बीच के अनुपात से मेल खाता है।

जहाँ m _{विलेय} और m _{विलयन} क्रमशः विलेय और विलयन के द्रव्यमान के अनुरूप होते हैं।

नोट: उपरोक्त समीकरण का उपयोग करके, आप विलेय के द्रव्यमान और समाधान को किसी भी वांछित इकाई (ग्राम, पाउंड, औंस, मीट्रिक टन, आदि) में व्यक्त कर सकते हैं, जब तक कि वे समान हों।

विलायक के द्रव्यमान का उपयोग करके %m/m की गणना

एकल विलेय और विलायक द्वारा बनाए गए सरल समाधानों के मामले में, समाधान के द्रव्यमान को दोनों घटकों के द्रव्यमानों के योग द्वारा प्रतिस्थापित किया जा सकता है, जैसा कि निम्नलिखित समीकरण में दिखाया गया है:

ऐसा इसलिए किया जा सकता है क्योंकि द्रव्यमान हमेशा योगात्मक होते हैं, अर्थात दो या दो से अधिक पदार्थों को मिलाते समय, मिश्रण का द्रव्यमान हमेशा उसके सभी घटकों के द्रव्यमान के योग के बराबर होता है। द्रव्यमान प्रतिशत का उपयोग करने का यह एक और फायदा है, तथ्य यह है कि इसकी गणना समाधान के घटकों की ज्ञात मात्रा से की जा सकती है।

यह हमेशा प्रतिशत मात्रा (%V/V), प्रतिशत द्रव्यमान/आयतन (%m/V), या किसी अन्य एकाग्रता के लिए नहीं किया जा सकता है जो समाधान की मात्रा के संदर्भ में व्यक्त किया जाता है। ऐसा इसलिए है क्योंकि वॉल्यूम हमेशा योगात्मक नहीं होते हैं (उदाहरण के लिए, जब पानी में नमक घुल जाता है)।

ऐसे मामलों में भी जहां उन्हें जोड़ा जा सकता है (जैसे तरल-तरल समाधान), वॉल्यूम के योग का मूल्य समाधान की वास्तविक अंतिम मात्रा के बराबर लगभग कभी नहीं होता है। उत्तरार्द्ध इस तथ्य के कारण है कि विलेय-विलेय, विलेय-विलायक और विलायक-विलायक परस्पर क्रियाओं में अंतर या तो एक संकुचन या मात्रा के विस्तार का कारण बन सकता है जब समाधान बनता है।

एकाग्रता की अन्य इकाइयों से प्रतिशत द्रव्यमान एकाग्रता की गणना कैसे करें

किसी भी अन्य मात्रा की तरह जो एक प्रणाली की संपत्ति को व्यक्त करती है, सांद्रता को विभिन्न इकाइयों में व्यक्त किया जा सकता है, और एक इकाई को दूसरे में बदलने में सक्षम होना किसी भी सक्षम रसायन विज्ञान के छात्र का एक बुनियादी कौशल है।

एकाग्रता की अन्य सामान्य रूप से प्रयुक्त इकाइयों से द्रव्यमान प्रतिशत की गणना करने का तरीका यहां बताया गया है।

द्रव्यमान प्रतिशत सांद्रता (%m/m) की गणना द्रव्यमान/मात्रा प्रतिशत सांद्रता (%m/V) से

यदि हम द्रव्यमान प्रतिशत की तुलना द्रव्यमान/आयतन प्रतिशत से करते हैं, तो हम देखेंगे कि अंतर केवल इतना है कि, दूसरे मामले में, समाधान की मात्रा मात्रा के रूप में व्यक्त की जाती है न कि द्रव्यमान के रूप में। इस कारण से, द्रव्यमान/मात्रा प्रतिशत से द्रव्यमान/द्रव्यमान प्रतिशत की गणना में केवल समाधान के घनत्व का उपयोग करके समाधान की मात्रा को द्रव्यमान में परिवर्तित करना शामिल है।

प्रासंगिक अंकगणितीय संचालन करने और समीकरण को पुनर्व्यवस्थित करने के बाद, परिणाम है:

जहाँ d _{विलयन,} विलयन के घनत्व से मेल खाता है। उपरोक्त समीकरण का उपयोग करते समय, ध्यान रखें कि आप अपनी इच्छानुसार किसी भी इकाई में घनत्व का उपयोग नहीं कर सकते। इस मामले में, घनत्व g/mL (og/cm ³ ), kg/L (या kg/dm ³ ), टन/m ³ में , या किसी अन्य इकाई में व्यक्त किया जाना चाहिए जिसके लिए पानी का घनत्व इसका संख्यात्मक मान 1 के करीब है। यह द्रव्यमान/आयतन प्रतिशत की गणना करते समय द्रव्यमान और आयतन की इकाइयों के चयन पर प्रतिबंध के कारण है।

मात्रा प्रतिशत सांद्रता (%V/V) से द्रव्यमान प्रतिशत सांद्रता (%m/m) की गणना

उपरोक्त के समान एक प्रक्रिया को पूरा करते हुए, वॉल्यूम प्रतिशत को समाधान के घनत्व और शुद्ध विलेय के घनत्व का उपयोग करके द्रव्यमान प्रतिशत में भी परिवर्तित किया जा सकता है जैसा कि निम्नलिखित समीकरण में दिखाया गया है:

वर्तमान मामले में एकमात्र प्रतिबंध यह है कि दोनों घनत्वों को एक ही इकाई में व्यक्त किया जाना चाहिए, लेकिन यह अप्रासंगिक है कि किस विशेष इकाई का उपयोग किया जाता है।

दाढ़ एकाग्रता से द्रव्यमान प्रतिशत एकाग्रता (%m/m) की गणना

मोलरिटी और द्रव्यमान प्रतिशत के बीच संबंध बहुत बार प्रयोग किया जाता है और निम्नलिखित समीकरण द्वारा दिया जाता है:

जहाँ M विलयन की मोलरता है, MM _{विलेय विलेय का} मोलर द्रव्यमान है , और d _{विलयन} g/mL में व्यक्त विलयन का घनत्व है। भाजक में दिखाई देने वाले 10 के गुणक में प्रतिशत सूत्र से 100 को मिलीलीटर और लीटर के बीच रूपांतरण कारक के साथ सरल बनाना शामिल है, जो कि 1,000 मिली/लीटर है।

मास प्रतिशत एकाग्रता गणना उदाहरण

उदाहरण 1

400 ग्राम शुद्ध पानी के साथ 100 ग्राम निरपेक्ष अल्कोहल मिलाकर तैयार किए गए घोल की द्रव्यमान प्रतिशत सांद्रता निर्धारित करें।

समाधान:

द्रव्यमान/द्रव्यमान प्रतिशत की गणना करने के लिए, आपको केवल विलेय का द्रव्यमान और विलयन का द्रव्यमान चाहिए। हालाँकि, इस मामले में हमारे पास केवल विलेय और विलायक का द्रव्यमान है। हालाँकि, चूंकि द्रव्यमान हमेशा योगात्मक होते हैं, हम इस समाधान के द्रव्यमान प्रतिशत की गणना करने के लिए सीधे समीकरण 2 का उपयोग कर सकते हैं:

इसलिए, समाधान में 20% की द्रव्यमान प्रतिशत एकाग्रता होगी या समान क्या है, समाधान में द्रव्यमान द्वारा 20% अल्कोहल होता है।

उदाहरण 2

30% द्रव्यमान वाले सोडियम क्लोराइड विलयन के 100 ग्राम को उसी विलेय के 10% द्रव्यमान के अन्य 100 ग्राम विलयन के साथ मिलाकर तैयार किए गए विलयन की द्रव्यमान प्रतिशत सांद्रता निर्धारित करें।

समाधान:

इस मामले में, दो विलयनों को मिलाया जा रहा है, दोनों का कुल द्रव्यमान 100 ग्राम और एक ही विलेय के साथ, लेकिन इसकी अलग-अलग सांद्रता के साथ। चूँकि द्रव्यमान हमेशा योगात्मक होते हैं, परिणामी विलयन का द्रव्यमान मिश्रित किए गए दो विलयनों के द्रव्यमान का योग होगा:

इसी तरह, अंतिम समाधान में विलेय का द्रव्यमान मिश्रित किए गए दो समाधानों में विलेय के द्रव्यमान के योग के अनुरूप होता है। चूँकि दोनों विलयनों का द्रव्यमान 100 ग्राम है, तो उनमें से प्रत्येक में उपस्थित विलेय की मात्रा समान प्रतिशत है, अर्थात् पहले विलयन के लिए 30 ग्राम और दूसरे के लिए 10 ग्राम। इसके आधार पर यह पाया जाता है कि विलेय की अंतिम मात्रा है:

अंत में, द्रव्यमान/द्रव्यमान प्रतिशत सूत्र को लागू करते हुए, हम वह परिणाम प्राप्त करते हैं जिसकी हम तलाश कर रहे हैं:

अर्थात्, सोडियम क्लोराइड के द्रव्यमान से अंतिम मिश्रण की सांद्रता 20% होगी।

उदाहरण 3

यदि केंद्रित सल्फ्यूरिक एसिड ( _H2SO4 , MM= 98.079 g/mol) के घोल की मोलरता 18 mol/L और घनत्व 1.83 g/mL है, तो इसकी सांद्रता % m/m में निर्धारित करें _।

समाधान:

यह एक ऐसा मामला है जहां हमारे पास विलयन की मोलर सांद्रता के साथ-साथ उसका घनत्व भी होता है। इसलिए, % m/m को समीकरण 5 लागू करके निर्धारित किया जा सकता है:

संदर्भ

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