Cách tính nồng độ phần trăm thể tích? Ví dụ thực tế

Nồng độ phần trăm thể tích , còn được gọi là phần trăm thể tích/thể tích hoặc %V/V, là đơn vị nồng độ vật lý cho biết có bao nhiêu phần thể tích chất tan có trong 100 phần hoặc đơn vị thể tích dung dịch. Tùy thuộc vào các đơn vị, điều này có thể được giải thích theo những cách khác nhau. Ví dụ, và trong số những người khác:

• Số mililit chất tan có trên 100 ml dung dịch.
• Số lít chất tan có trong 100 lít dung dịch.
• Centimét khối hoặc cc chất tan có trong 100 cc dung dịch.

Nồng độ phần trăm thể tích được coi là một đơn vị vật lý của nồng độ, vì nó biểu thị tỷ lệ chất tan so với dung dịch theo thể tích, là đơn vị vật lý, trái ngược với số mol hoặc số đương lượng, là đơn vị hóa học. Vì lý do này, hai dung dịch có cùng nồng độ tính bằng %V/V sẽ không nhất thiết phải có cùng lượng chất (có nghĩa là số mol chất tan) trên một đơn vị dung dịch, do đó, %V/V không thể được sử dụng thay thế trong tính toán cân bằng hóa học .trực tiếp, một cái gì đó có thể được thực hiện với các đơn vị nồng độ hóa chất.

Khi nào sử dụng nồng độ phần trăm thể tích

Nồng độ phần trăm thể tích là một đơn vị nồng độ mà việc sử dụng nó chỉ giới hạn ở các dung dịch chỉ liên quan đến chất lỏng, chẳng hạn như etanol trong nước hoặc chỉ số octan trong cyclohexan, chỉ có hai tên.

Chúng thường không được sử dụng cho các dung dịch chất rắn hòa tan trong chất lỏng do sự không rõ ràng khi nói về “thể tích” của một chất rắn được tạo thành từ hàng triệu tinh thể nhỏ có kích thước khác nhau. Thực tế là kích thước này có thể ảnh hưởng lớn đến độ nhỏ gọn của chất rắn khiến cho việc đo thể tích của nó trở nên không thực tế.

Mặt khác, khi được sử dụng với các chất hòa tan và dung môi ở dạng lỏng, do tất cả các đại lượng cần thiết cho việc tính toán của chúng được biểu thị dưới dạng thể tích, rất dễ đo trong phòng thí nghiệm, tỷ lệ phần trăm V/V là một trong những đơn vị tập trung dễ dàng nhất để làm việc ở mức độ thực tế và được sử dụng bất cứ khi nào có thể. Ví dụ, hầu hết các dung dịch lỏng thương mại như hydro peroxide, cồn khử trùng và đồ uống có cồn biểu thị nồng độ của chúng dưới dạng phần trăm V/V.

Công thức Tính Nồng độ Phần trăm Thể tích hoặc Phần trăm V/V

Công thức chính để xác định tỷ lệ phần trăm V/V của dung dịch như sau:

Khi sử dụng phương trình này, không có giới hạn nào đối với đơn vị thể tích phải được biểu thị, ngoại trừ điều kiện là cả hai thể tích được thể hiện trong cùng một đơn vị. Nghĩa là, nếu chất tan được biểu thị bằng mL, thì thể tích của dung dịch cũng phải được biểu thị bằng cùng một đơn vị thể tích.

Tính nồng độ phần trăm thể tích từ khối lượng của chất tan

Đôi khi khối lượng của chất tan được biết chứ không phải thể tích của nó, mặc dù là chất tan ở dạng lỏng. Nếu đây là trường hợp, chúng ta vẫn có thể tính phần trăm thể tích/thể tích rất đơn giản, bằng cách chia cho mật độ chất tan, vì V=m/d. Sau khi kết hợp biểu thức này với biểu thức trước đó, thu được công thức sau:

Cách tính nồng độ phần trăm thể tích từ các đơn vị nồng độ khác

Thông thường, nồng độ của một dung dịch trong một đơn vị, nhưng cần nó ở một đơn vị khác. Vì lý do này, trong phần này, một số trường hợp chuyển đổi đơn vị nồng độ phổ biến để thu được tỷ lệ phần trăm V/V được trình bày.

Nồng độ phần trăm thể tích (%V/V) từ nồng độ phần trăm khối lượng/thể tích (%m/V)

Công thức để chuyển đổi %m/V thành %V/V như sau:

Điều đáng nói là khi sử dụng công thức này, một số hạn chế nhất định được thiết lập về mặt đơn vị. Phần trăm m/V hầu như luôn được biểu thị bằng gam chất tan trên 100 mL dung dịch, do đó nên sử dụng mật độ tính bằng đơn vị g/mL để đảm bảo tính nhất quán của các đơn vị.

Nồng độ phần trăm thể tích (%V/V) từ nồng độ phần trăm khối lượng (%m/m)

Công thức để chuyển đổi %m/m thành %V/V như sau:

Trong trường hợp này, hạn chế duy nhất liên quan đến các đơn vị là cả hai mật độ đều nằm trong cùng một đơn vị.

Nồng độ phần trăm thể tích (%V/V) từ nồng độ mol

Mặc dù không phải là một trong những cách chuyển đổi nồng độ phổ biến nhất, nồng độ mol của dung dịch có thể được chuyển đổi thành phần trăm thể tích bằng phương trình sau:

Đơn vị khối lượng riêng của chất tan phải là g/mL.

Ví dụ tính toán nồng độ phần trăm khối lượng

ví dụ 1

Xác định nồng độ phần trăm thể tích của dung dịch được điều chế bằng cách trộn 100 mL cồn tuyệt đối với 400 mL nước tinh khiết. Xem xét khối lượng phụ gia.

GIẢI PHÁP:

Để tính phần trăm thể tích/thể tích, bạn chỉ cần thể tích chất tan và thể tích dung dịch. Tuy nhiên, trong trường hợp này, chúng ta chỉ có chất tan và dung môi. Vì tuyên bố nói rằng các thể tích được coi là cộng, nên chúng ta có thể thu được tổng thể tích của dung dịch bằng cách cộng các thể tích của chất tan và dung môi, nghĩa là:

Bây giờ chúng tôi có mọi thứ chúng tôi cần, chúng tôi áp dụng phương trình 1:

Do đó, dung dịch sẽ có nồng độ phần trăm thể tích là 20%.

ví dụ 2

Xác định nồng độ phần trăm thể tích của dung dịch được chuẩn bị bằng cách trộn 100 mL 30% hydro peroxide theo thể tích với 100 mL 10% hydro peroxide theo thể tích. Xem xét khối lượng phụ gia.

GIẢI PHÁP:

Trong trường hợp này, chúng ta phải cộng lại các thể tích để có tổng thể tích dung dịch, nhưng chúng ta lại thiếu thể tích chất tan. Vì hai dung dịch được trộn lẫn nên chất tan trong hỗn hợp sẽ bằng tổng của chất tan có trong mỗi dung dịch ban đầu. Ngoài ra, vì thể tích của hai dung dịch này mỗi dung dịch là 100mL, nên thể tích chất tan trong mỗi dung dịch sẽ bằng số phần trăm V/V của nó:

Cuối cùng, chúng tôi áp dụng công thức phần trăm khối lượng/khối lượng và thế là xong:

Tức là nồng độ của hỗn hợp cuối cùng sẽ là 20% thể tích của hydro peroxide.