Tabla de Contenidos
Hacim/hacim yüzdesi veya %V/V olarak da adlandırılan hacim yüzdesi konsantrasyonu , 100 parça veya birim hacim çözeltide hacimce kaç parça çözünen maddenin bulunduğunu gösteren fiziksel bir konsantrasyon birimidir. Birimlere bağlı olarak, bu farklı şekillerde yorumlanabilir. Örneğin ve diğerleri arasında:
- 100 mililitre çözeltide bulunan çözünen maddenin mililitresidir.
- 100 litre çözeltide bulunan çözünen litre.
- 100 cc çözeltide bulunan çözünen maddenin santimetre küpü veya cc’si.
Hacim yüzdesi konsantrasyonu, kimyasal birimler olan mol veya eşdeğer sayısının aksine, fiziksel bir birim olan hacimce çözünenin çözeltiye oranını gösterdiğinden, fiziksel bir konsantrasyon birimi olarak kabul edilir. Bu nedenle, %V/V cinsinden aynı konsantrasyona sahip iki çözelti, çözelti birimi başına aynı miktarda maddeye (çözünen mol anlamına gelir) sahip olmayacaktır, bu nedenle stokiyometrik hesaplamalarda %V/V yerine kullanılamaz. doğrudan, kimyasal konsantrasyon birimleriyle yapılabilecek bir şey.
Hacim yüzde konsantrasyonu ne zaman kullanılır?
Hacim yüzdesi konsantrasyonu, kullanımı yalnızca iki isim vermek gerekirse, sudaki etanol veya siklohekzandaki oktan gibi yalnızca sıvıları içeren çözeltilerle sınırlı olan bir konsantrasyon birimidir.
Farklı boyutlarda milyonlarca küçük kristalden oluşan katı bir maddenin “hacminden” bahsetmenin belirsizliği nedeniyle genellikle sıvılardaki katı çözünenlerin çözeltileri için kullanılmazlar. Bu boyutun katının ne kadar kompakt olduğunu büyük ölçüde etkileyebileceği gerçeği, hacmini ölçmeyi pratik yapmaz.
Öte yandan, sıvı çözünen maddeler ve çözücüler ile kullanıldığında, hesaplamaları için gerekli tüm miktarların laboratuvarda ölçülmesi çok kolay olan hacim cinsinden ifade edilmesi nedeniyle V/V yüzdesi, pratik düzeyde çalışılması en kolay konsantrasyon birimleridir ve mümkün olduğunda kullanılır. Örnek olarak, hidrojen peroksit, antiseptik alkol ve alkollü içecekler gibi çoğu ticari sıvı çözelti, konsantrasyonlarını V/V yüzdesi olarak ifade eder.
Hacim Yüzdesi Konsantrasyon veya V/V Yüzdesini Hesaplamak için Formüller
Bir çözeltinin V/V yüzdesini belirlemek için ana formül aşağıdaki gibidir:
Bu denklemi kullanırken, her ikisinin de aynı birimde ifade edilmesi koşulu dışında, hacimlerin ifade edilmesi gereken birimlerle ilgili herhangi bir kısıtlama yoktur. Yani, eğer çözünen madde mL cinsinden ifade ediliyorsa, çözeltinin hacmi de aynı hacim birimlerinde ifade edilmelidir.
Çözünen maddenin kütlesinden hacim yüzdesi konsantrasyonunun hesaplanması
Bazen, sıvı bir çözünen madde olmasına rağmen, çözünen maddenin kütlesi bilinir ve hacmi bilinmez. Durum buysa, V=m/d olduğundan, hacim/hacim yüzdesini çözünen madde yoğunluğuna bölerek çok basit bir şekilde hesaplayabiliriz. Bu ifade öncekiyle birleştirildiğinde aşağıdaki formül elde edilir:
Diğer Konsantrasyon Birimlerinden Hacim Yüzde Konsantrasyonunun Hesaplanması
Bir birimde bir çözeltinin konsantrasyonunu bilmek, ancak buna başka bir birim içinde ihtiyaç duymak yaygın bir durumdur. Bu nedenle, bu bölümde V/V yüzdesini elde etmek için konsantrasyon birimlerinin dönüştürülmesine ilişkin bazı yaygın durumlar sunulmaktadır.
Kütle/hacim yüzdesi konsantrasyonundan (%m/V) hacim yüzdesi konsantrasyonu (%V/V)
%m/V’yi %V/V’ye dönüştürme formülü aşağıdaki gibidir:
Bu formülü kullanırken birim bazında belirli kısıtlamalar getirildiğini belirtmekte fayda var. Yüzde m/V neredeyse her zaman 100 mL çözelti başına çözünen gram olarak ifade edilir, bu nedenle birimlerin tutarlılığını sağlamak için g/mL cinsinden yoğunluk kullanılmalıdır.
Kütle yüzdesi konsantrasyonundan (%m/m) hacim yüzdesi konsantrasyonu (%V/V)
%m/m’yi %V/V’ye dönüştürme formülü aşağıdaki gibidir:
Bu durumda birimlerle ilgili tek kısıtlama, her iki yoğunluğun da aynı birimlerde olmasıdır.
Molar konsantrasyondan hacim yüzdesi konsantrasyonu (%V/V)
En yaygın konsantrasyon dönüşümlerinden biri olmamasına rağmen, bir çözeltinin molaritesi aşağıdaki denklem aracılığıyla hacim yüzdesine dönüştürülebilir:
Çözünen maddenin yoğunluğunun birimi g/mL olmalıdır.
Hacim Yüzde Konsantrasyon Hesaplama Örnekleri
örnek 1
100 mL mutlak alkol ile 400 mL saf su karıştırılarak hazırlanan bir çözeltinin hacim yüzde konsantrasyonunu belirleyin. Ek hacimleri göz önünde bulundurun.
ÇÖZÜM:
Hacim/hacim yüzdesini hesaplamak için yalnızca çözünen maddenin hacmine ve çözeltinin hacmine ihtiyacınız vardır. Bununla birlikte, bu durumda, yalnızca çözünenin ve çözücününkine sahibiz. Açıklama, hacimlerin toplam olarak kabul edildiğini söylediğinden, çözünen madde ve çözücünün hacimlerini ekleyerek çözeltinin toplam hacmini elde edebiliriz, yani:
Artık ihtiyacımız olan her şeye sahip olduğumuza göre, 1. denklemi uyguluyoruz:
Bu nedenle, solüsyonun hacim yüzdesi konsantrasyonu %20 olacaktır.
Örnek 2
100 mL hacimce %30 hidrojen peroksit ile 100 mL hacimce %10 hidrojen peroksit karıştırılarak hazırlanan bir çözeltinin hacim yüzde konsantrasyonunu belirleyin. Ek hacimleri göz önünde bulundurun.
ÇÖZÜM:
Bu durumda, çözeltinin toplam hacmini elde etmek için hacimleri tekrar toplamamız gerekir, ancak çözünenin hacmi eksiktir. İki çözelti karıştırıldığı için, karışımdaki çözünen, ilk çözeltilerin her birinde bulunanların toplamı olacaktır. Ayrıca, bu iki çözeltinin hacimleri 100 mL olduğundan, her çözeltideki çözünen maddenin hacmi sayısal olarak V/V yüzdesine eşit olacaktır:
Son olarak hacim/hacim yüzdesi formülünü uyguluyoruz ve hepsi bu:
Yani, nihai karışımın konsantrasyonu hacimce %20 hidrojen peroksit olacaktır.
