Tabla de Contenidos
Volymprocent koncentration , även kallad volym/volymprocent eller %V/V, är en fysisk koncentrationsenhet som anger hur många volymdelar löst ämne som finns i 100 delar eller enhetsvolymer av lösning. Beroende på enheterna kan detta tolkas på olika sätt. Till exempel och bland annat:
- De milliliter löst ämne som det finns per 100 milliliter lösning.
- De liter löst ämne som finns per 100 liter lösning.
- Kubikcentimeter eller cc löst ämne som finns i 100 cc lösning.
Volymprocentkoncentration anses vara en fysikalisk koncentrationsenhet, eftersom den anger förhållandet mellan löst ämne och lösning i volym, vilket är en fysisk enhet, i motsats till mol eller antal ekvivalenter, som är kemiska enheter. Av denna anledning kommer två lösningar med samma koncentration i %V/V inte nödvändigtvis att ha samma mängd ämne (vilket betyder mol löst ämne) per lösningsenhet, så %V/V kan inte användas som ersättning i stökiometriska beräkningar direkt, något som kan göras med kemiska koncentrationsenheter.
När ska man använda volymprocent koncentration
Volymprocentkoncentration är en koncentrationsenhet vars användning är begränsad till lösningar som endast involverar vätskor, såsom etanol i vatten, eller oktan i cyklohexan, för att bara nämna två.
De används vanligtvis inte för lösningar av fasta lösta ämnen i vätskor på grund av tvetydigheten att tala om ”volymen” av ett fast ämne som består av miljontals små kristaller av olika storlekar. Det faktum att denna storlek i hög grad kan påverka hur kompakt den fasta substansen är gör det opraktiskt att mäta dess volym.
Å andra sidan, när den används med flytande lösta ämnen och lösningsmedel, på grund av det faktum att alla kvantiteter som krävs för deras beräkning uttrycks i termer av volym, vilket är mycket lätt att mäta i laboratoriet, är V/V-procenten en av de lättaste enheterna för koncentration att arbeta med på en praktisk nivå och används när det är möjligt. Som exempel uttrycker de flesta kommersiella flytande lösningar såsom väteperoxid, antiseptisk alkohol och alkoholhaltiga drycker sin koncentration som en volymprocent.
Formler för att beräkna volymprocent koncentration eller volymprocent
Huvudformeln för att bestämma V/V-procenten för en lösning är följande:
När man använder denna ekvation finns det inga begränsningar för i vilka enheter volymerna ska uttryckas, förutom villkoret att båda uttrycks i samma enhet. Det vill säga, om det lösta ämnet uttrycks i ml, måste lösningens volym också uttryckas i samma volymenheter.
Beräkning av volymprocentkoncentrationen från massan av det lösta ämnet
Ibland är massan av det lösta ämnet känd och inte dess volym, trots att det är ett flytande löst ämne. Om så är fallet kan vi fortfarande beräkna volym/volymprocenten väldigt enkelt, genom att dividera med densiteten för lösta ämnen, eftersom V=m/d. Efter att ha kombinerat detta uttryck med det föregående erhålls följande formel:
Hur man beräknar volymprocentkoncentration från andra koncentrationsenheter
Det är vanligt att veta koncentrationen av en lösning i en enhet, men behöver den i en annan. Av denna anledning presenteras i detta avsnitt några vanliga fall av konvertering av koncentrationsenheter för att erhålla V/V-procenten.
Volymprocent koncentration (%V/V) från mass/volymprocent koncentration (%m/V)
Formeln för att omvandla %m/V till %V/V är följande:
Det är värt att nämna att när man använder denna formel fastställs vissa begränsningar när det gäller enheter. Procent m/V uttrycks nästan alltid i gram löst ämne per 100 ml lösning, så densitet i enheter av g/ml bör användas för att säkerställa enhetligheten hos enheterna.
Volymprocentkoncentration (%V/V) från massprocentkoncentration (%m/m)
Formeln för att omvandla %m/m till %V/V är följande:
I det här fallet är den enda begränsningen vad gäller enheterna att båda densiteterna är i samma enheter.
Volymprocent koncentration (%V/V) från molär koncentration
Trots att det inte är en av de vanligaste koncentrationsomvandlingarna kan en lösnings molaritet omvandlas till en volymprocent med hjälp av följande ekvation:
Enheterna för det lösta ämnets densitet måste vara g/ml.
Beräkningsexempel för volymprocent koncentration
Exempel 1
Bestäm volymprocentkoncentrationen av en lösning framställd genom att blanda 100 ml absolut alkohol med 400 ml rent vatten. Tänk på tillsatsvolymerna.
LÖSNING:
För att beräkna volym/volymprocenten behöver du bara volymen av det lösta ämnet och volymen av lösningen. Men i det här fallet har vi bara det för det lösta ämnet och det för lösningsmedlet. Eftersom påståendet säger att volymerna anses vara additiv, kan vi få den totala volymen av lösningen genom att lägga till volymerna av det lösta ämnet och lösningsmedlet, det vill säga:
Nu när vi har allt vi behöver tillämpar vi ekvation 1:
Därför kommer lösningen att ha en volymprocentkoncentration på 20 %.
Exempel 2
Bestäm volymprocentkoncentrationen av en lösning framställd genom att blanda 100 ml 30 volymprocent väteperoxid med 100 ml 10 volymprocent väteperoxid. Tänk på tillsatsvolymerna.
LÖSNING:
I detta fall måste vi återigen lägga till volymerna för att erhålla den totala volymen av lösningen, men vi saknar volymen löst ämne. Eftersom två lösningar blandas kommer det lösta ämnet i blandningen att vara summan av det som finns i var och en av de initiala lösningarna. Dessutom, eftersom volymerna för dessa två lösningar är 100 ml vardera, kommer volymen av löst ämne i varje lösning att vara numeriskt lika med dess volymprocent:
Slutligen använder vi formeln för volym/volymprocent och det är allt:
Det vill säga, koncentrationen av den slutliga blandningen kommer att vara 20 volymprocent väteperoxid.
