Tabla de Contenidos
Volumprosent konsentrasjon , også kalt volum/volumprosent eller %V/V, er en fysisk konsentrasjonsenhet som indikerer hvor mange volumdeler oppløst stoff som er tilstede i 100 deler eller enhetsvolumer av løsning. Avhengig av enhetene kan dette tolkes på ulike måter. For eksempel, og blant andre:
- Milliliter oppløst stoff som det er per 100 milliliter løsning.
- De liter oppløst stoff det er per 100 liter løsning.
- Kubikcentimeter eller cc av oppløst stoff som er i 100 cc løsning.
Volumprosentkonsentrasjon betraktes som en fysisk konsentrasjonsenhet, da den indikerer forholdet mellom oppløst stoff og løsning i volum, som er en fysisk enhet, i motsetning til mol eller antall ekvivalenter, som er kjemiske enheter. Av denne grunn vil ikke to løsninger med samme konsentrasjon i %V/V nødvendigvis ha samme mengde stoff (som betyr mol oppløst stoff) per løsningsenhet, så %V/V kan ikke brukes som erstatning i støkiometriske beregninger direkte, noe som kan gjøres med kjemiske konsentrasjonsenheter.
Når du skal bruke volumprosent konsentrasjon
Volumprosentkonsentrasjon er en konsentrasjonsenhet hvis bruk er begrenset til løsninger som bare involverer væsker, for eksempel etanol i vann, eller oktan i cykloheksan, for bare å nevne to.
De brukes vanligvis ikke til løsninger av faste oppløste stoffer i væsker på grunn av tvetydigheten i å snakke om «volumet» til et fast stoff som består av millioner av små krystaller i forskjellige størrelser. Det faktum at denne størrelsen i stor grad kan påvirke hvor kompakt det faste stoffet er, gjør det upraktisk å måle volumet.
På den annen side, når det brukes med flytende oppløste stoffer og løsemidler, på grunn av det faktum at alle mengdene som er nødvendige for deres beregning er uttrykt i volum, som er veldig enkelt å måle i laboratoriet, er V/V-prosenten en av de enkleste konsentrasjonsenhetene å jobbe med på et praktisk nivå og brukes når det er mulig. For eksempel uttrykker de fleste kommersielle flytende løsninger som hydrogenperoksyd, antiseptisk alkohol og alkoholholdige drikker konsentrasjonen som en volumprosent.
Formler for beregning av volumprosentkonsentrasjon eller volumprosent
Hovedformelen for å bestemme V/V-prosenten av en løsning er som følger:
Ved bruk av denne ligningen er det ingen begrensninger for hvilke enheter volumene skal uttrykkes i, bortsett fra betingelsen om at begge uttrykkes i samme enhet. Det vil si at hvis det oppløste stoffet uttrykkes i ml, må volumet av løsningen også uttrykkes i de samme volumenhetene.
Beregning av volumprosentkonsentrasjon fra massen av det oppløste stoffet
Noen ganger er massen til det oppløste stoffet kjent og ikke volumet, til tross for at det er et flytende oppløst stoff. Hvis dette er tilfelle, kan vi fortsatt beregne volum/volumprosenten veldig enkelt, ved å dele på løst stofftetthet, siden V=m/d. Etter å ha kombinert dette uttrykket med det forrige, oppnås følgende formel:
Hvordan beregne volumprosentkonsentrasjon fra andre konsentrasjonsenheter
Det er vanlig å vite konsentrasjonen av en løsning i en enhet, men trenger den i en annen. Av denne grunn presenteres i denne delen noen vanlige tilfeller av konvertering av konsentrasjonsenheter for å oppnå V/V-prosenten.
Volumprosentkonsentrasjon (%V/V) fra masse/volumprosentkonsentrasjon (%m/V)
Formelen for å konvertere %m/V til %V/V er som følger:
Det er verdt å nevne at når du bruker denne formelen, er det etablert visse begrensninger når det gjelder enheter. Prosent m/V er nesten alltid uttrykt i gram oppløst stoff per 100 mL løsning, så tetthet i enheter av g/mL bør brukes for å sikre konsistens av enhetene.
Volumprosent konsentrasjon (%V/V) fra masseprosentkonsentrasjon (%m/m)
Formelen for å konvertere %m/m til %V/V er som følger:
I dette tilfellet er den eneste begrensningen angående enhetene at begge tetthetene er i de samme enhetene.
Volumprosent konsentrasjon (%V/V) fra molar konsentrasjon
Til tross for at det ikke er en av de vanligste konsentrasjonskonverteringene, kan molariteten til en løsning transformeres til en volumprosent ved hjelp av følgende ligning:
Enhetene for tettheten til det oppløste stoffet må være g/ml.
Eksempler på beregning av volumprosent konsentrasjon
Eksempel 1
Bestem volumprosentkonsentrasjonen til en løsning tilberedt ved å blande 100 mL absolutt alkohol med 400 mL rent vann. Vurder tilsetningsvolumene.
LØSNING:
For å beregne volum-/volumprosenten trenger du bare volumet av oppløst stoff og volumet av løsningen. Men i dette tilfellet har vi bare det oppløste stoffet og det for løsemidlet. Siden utsagnet sier at volumene anses som additive, kan vi få det totale volumet av løsningen ved å legge til volumene av det oppløste stoffet og løsningsmidlet, det vil si:
Nå som vi har alt vi trenger, bruker vi ligning 1:
Derfor vil løsningen ha en volumprosent konsentrasjon på 20 %.
Eksempel 2
Bestem volumprosentkonsentrasjonen av en løsning tilberedt ved å blande 100 ml 30 volumprosent hydrogenperoksid med 100 ml 10 volumprosent hydrogenperoksid. Vurder tilsetningsvolumene.
LØSNING:
I dette tilfellet må vi igjen legge til volumene for å få det totale volumet av løsningen, men vi mangler volumet av oppløst stoff. Siden to løsninger blir blandet, vil det oppløste stoffet i blandingen være summen av det som er tilstede i hver av de første løsningene. Siden volumene av disse to løsningene er 100 ml hver, vil volumet av oppløst stoff i hver løsning være numerisk lik dens V/V prosentandel:
Til slutt bruker vi formelen for volum/volumprosent og det er det:
Det vil si at konsentrasjonen av den endelige blandingen vil være 20 volum% hydrogenperoksid.
