Молярность и Разбавление

Вычисление Концентрации, Молей, или Коэффициента Разбавления

Молярность измеряет, сколько молей вещества растворено в каждом литре раствора. Найдите молярность, моли или объём по двум другим, или переключитесь в режим Разбавления, чтобы найти, сколько исходного раствора и разбавителя (например, воды) вам нужно, чтобы достичь целевой, более низкой концентрации.

Формула

Молярность:

$$\vC{\text{Молярность}} = \frac{\vA{\text{Моли}}}{\vB{\text{Объём}}}$$

Разбавление (количество растворённого вещества остаётся одинаковым до и после добавления разбавителя):

$$\vA{C_1} \times \vB{V_1} = \vC{C_2} \times \vD{V_2}$$

Решено относительно необходимого исходного объёма: $\vB{V_1} = \frac{\vC{C_2} \times \vD{V_2}}{\vA{C_1}}$

Пример Расчёта

Молярность раствора с 2 моль, растворёнными в 4 л:

1. Примените формулу: $\vC{\text{Молярность}} = \frac{\vA{2}}{\vB{4}} = \vC{0.5}$ моль/л.

Разбавление — разбавление исходного раствора 5 моль/л до 1 моль/л, получая в итоге 0,5 л:

1. Примените формулу: $\vB{V_1} = \frac{\vC{1} \times \vD{0.5}}{\vA{5}} = \vB{0.1}$ л исходного раствора.
2. Найдите необходимый разбавитель: $\vD{0.5} - \vB{0.1} = 0.4$ л воды.

Ключевые Факторы, Которые Следует Учитывать

• Формула разбавления (C₁V₁ = C₂V₂) работает потому, что общее КОЛИЧЕСТВО растворённого вещества никогда не меняется при добавлении растворителя — меняется только его концентрация. Добавление разбавителя распределяет то же число молей растворённого вещества по большему объёму, именно поэтому произведение концентрации и объёма остаётся постоянным до и после разбавления.
• Молярность (моль/л) — одна из нескольких единиц концентрации, и она основана именно на объёме, а не на массе. Другие распространённые меры концентрации — моляльность (моль/кг растворителя), массовая доля или частей на миллион — используют другие базовые величины и не взаимозаменяемы с молярностью напрямую без дополнительной информации, например плотности раствора.
• При приготовлении разбавленного раствора на практике разбавитель добавляют до достижения конечного общего объёма, а не просто добавляют поверх исходного объёма. В реальной лабораторной практике сначала отмеряют рассчитанный исходный объём, а затем добавляют разбавитель, пока смешанный раствор не достигнет целевого конечного объёма (а не добавляют объём разбавителя отдельно) — это позволяет избежать небольших ошибок объёма смешивания, которые могут возникать с некоторыми растворами.
• Режим разбавления этого калькулятора предполагает, что само растворённое вещество не вступает в реакцию с разбавителем. Для простого разбавления (добавление воды к исходному раствору того же вещества) это предположение верно — но для растворов, в которых смешивание вызывает химическую реакцию, это простое соотношение больше не описывает результирующую концентрацию.

Частые Ошибки

• Путаница единиц объёма между полями. C₁V₁ = C₂V₂ работает только тогда, когда оба объёма используют одну и ту же единицу измерения (оба в литрах или оба в миллилитрах) — смешивание мл с л незаметно искажает результат в 1000 раз.
• Предположение, что объём разбавителя равен конечному объёму минус исходный объём, а затем добавление обоих по отдельности. На практике разбавитель добавляют, чтобы довести смесь до целевого конечного объёма, а не отмеряют независимо и наливают сверху — эти два подхода могут немного отличаться в зависимости от поведения объёма смешивания раствора.
• Попытка разбавить до более высокой концентрации. Добавление растворителя может только понизить концентрацию, но никогда не повысить её — для достижения более высокой концентрации нужно добавить больше растворённого вещества или удалить растворитель — совершенно другой расчёт.
• Путаница молярности с другими единицами концентрации. Моляльность (моль/кг растворителя), массовая доля и частей на миллион измеряют концентрацию по-разному и не взаимозаменяемы с молярностью без знания плотности раствора.

Полезно Знать

• Нужна молярная масса растворённого вещества, прежде чем перевести граммы в моли? Калькулятор Молярной Массы суммирует атомные веса из химической формулы.
• Работаете с концентрацией кислоты или основания, чтобы найти pH? Калькулятор pH вычисляет pH прямо из концентрации.
• Нужно связать давление, объём, температуру, и количество молей газа вместо раствора? Калькулятор Уравнения Состояния Идеального Газа охватывает закон идеального газа.