NỒNG ĐỘ HÓA CHẤT: BIỂU THỨC, ĐƠN VỊ, NỒNG ĐỘ MOL - HÓA HỌC - 2026

Các nồng độ hóa chất là thước đo bằng số của số lượng tương đối của chất tan trong dung dịch. Phép đo này biểu thị tỷ lệ giữa chất tan với một lượng hoặc thể tích của dung môi hoặc dung dịch theo đơn vị nồng độ. Thuật ngữ "nồng độ" có liên quan đến lượng chất tan có trong dung dịch: dung dịch càng đậm đặc thì càng có nhiều chất tan.

Các đơn vị này có thể là vật lý khi tính đến độ lớn của khối lượng và / hoặc thể tích của các thành phần của dung dịch hoặc hóa chất, khi nồng độ của chất tan được biểu thị theo mol hoặc đương lượng của nó, lấy số Avogadro làm tham chiếu.

Bởi Leiem, từ Wikimedia Commons

Do đó, bằng cách sử dụng trọng lượng phân tử hoặc nguyên tử, và số Avogadro, có thể chuyển đổi đơn vị vật lý thành đơn vị hóa học khi biểu thị nồng độ của một chất tan nhất định. Do đó, tất cả các đơn vị có thể được chuyển đổi cho cùng một giải pháp.

Dung dịch pha loãng và cô đặc

Làm thế nào bạn có thể biết một nồng độ là rất loãng hoặc đậm đặc? Thoạt nhìn bằng biểu hiện của bất kỳ tính chất cảm quan hoặc hóa học nào của nó; nghĩa là, những thứ mà các giác quan cảm nhận được hoặc có thể đo lường được.

Hình ảnh trên cho thấy sự pha loãng nồng độ kali dicromat (K ₂ Cr ₂ O ₇ ), có màu da cam. Từ trái sang phải, bạn có thể thấy màu sắc giảm dần như thế nào khi nồng độ được pha loãng, thêm nhiều dung môi.

Sự pha loãng này làm cho nó có thể thu được theo cách này một nồng độ loãng từ nồng độ đậm đặc. Màu sắc (và các đặc tính "ẩn" khác trong lõi màu cam của nó) thay đổi theo cách tương tự như nồng độ của nó, theo đơn vị vật lý hoặc hóa học.

Nhưng các đơn vị hóa học của nồng độ là gì? Trong số đó là nồng độ mol hoặc mol của dung dịch, liên hệ giữa số mol chất tan với tổng thể tích của dung dịch tính bằng lít.

Ngoài ra còn có nồng độ mol hay còn gọi là nồng độ mol, dùng để chỉ số mol chất tan nhưng được chứa trong một lượng dung môi hoặc dung môi đã được tiêu chuẩn hóa chính xác là một kg.

Dung môi này có thể là nguyên chất hoặc nếu dung dịch chứa nhiều hơn một dung môi thì nồng độ mol sẽ là số mol chất tan trên kilogam hỗn hợp dung môi.

Và đơn vị thứ ba của nồng độ hóa học là nồng độ chuẩn hoặc nồng độ bình thường của một dung dịch biểu thị số đương lượng hóa học của chất tan trong một lít dung dịch.

Đơn vị trong đó tính chuẩn được biểu thị bằng đương lượng trên lít (Eq / L) và trong y học, nồng độ chất điện giải trong huyết thanh người được biểu thị bằng mili đương lượng trên lít (mEq / L).

Cách thể hiện sự tập trung

Nồng độ của dung dịch có thể được biểu thị theo ba cách chính, mặc dù bản thân chúng có rất nhiều thuật ngữ và đơn vị, có thể được sử dụng để biểu thị giá trị này: mô tả định tính, ký hiệu định lượng và phân loại theo thuật ngữ khả năng hòa tan.

Tùy thuộc vào ngôn ngữ và ngữ cảnh mà bạn đang làm việc, một trong ba cách sẽ được chọn để thể hiện nồng độ của hỗn hợp.

Mô tả định tính

Được sử dụng chủ yếu trong ngôn ngữ không chính thức và phi kỹ thuật, mô tả định tính về nồng độ của hỗn hợp được thể hiện dưới dạng tính từ, chỉ một cách khái quát mức độ nồng độ của dung dịch.

Do đó, mức nồng độ tối thiểu theo mô tả định tính là của dung dịch "loãng" và mức tối đa là của "đậm đặc".

Chúng ta nói về dung dịch loãng khi một dung dịch có tỷ lệ chất tan rất thấp là hàm của tổng thể tích của dung dịch. Nếu bạn muốn pha loãng dung dịch, hãy thêm nhiều dung môi hoặc tìm cách giảm chất tan.

Bây giờ, chúng ta nói về các dung dịch đậm đặc khi chúng có tỷ lệ chất tan cao là một hàm của tổng thể tích dung dịch. Để cô đặc dung dịch, thêm nhiều chất tan hoặc giảm lượng dung môi.

Theo nghĩa này, cách phân loại này được gọi là mô tả định tính, không chỉ vì nó thiếu các phép đo toán học mà còn vì chất lượng thực nghiệm của nó (nó có thể được quy cho các đặc điểm thị giác, mùi và vị mà không cần thử nghiệm khoa học).

Phân loại theo độ hòa tan

Độ tan của một nồng độ biểu thị khả năng lớn nhất của chất tan mà một dung dịch có, tùy thuộc vào các điều kiện như nhiệt độ, áp suất và các chất được hòa tan hoặc ở dạng huyền phù.

Các dung dịch có thể được phân thành ba loại theo mức độ chất tan hòa tan của chúng tại thời điểm đo: dung dịch không bão hòa, bão hòa và siêu bão hòa.

- Dung dịch chưa bão hòa là dung dịch chứa lượng chất tan nhỏ hơn dung dịch có thể tan. Trong trường hợp này, dung dịch chưa đạt được nồng độ tối đa.

- Dung dịch bão hòa là dung dịch có lượng chất tan lớn nhất có thể được hòa tan trong dung môi ở nhiệt độ cụ thể. Trong trường hợp này có sự cân bằng giữa cả hai chất và dung dịch không thể nhận thêm chất tan (vì nó sẽ kết tủa).

- Các dung dịch quá bão hòa có nhiều chất tan hơn các dung dịch sẽ chấp nhận ở điều kiện cân bằng. Điều này được thực hiện bằng cách đun nóng dung dịch bão hòa, thêm nhiều chất tan hơn bình thường. Sau khi nguội, nó sẽ không tự động kết tủa chất tan, nhưng bất kỳ sự xáo trộn nào cũng có thể gây ra hiệu ứng này do tính không ổn định của nó.

Ký hiệu định lượng

Khi nghiên cứu một dung dịch được sử dụng trong lĩnh vực kỹ thuật hoặc khoa học, cần phải có độ chính xác được đo và biểu thị bằng đơn vị, mô tả nồng độ theo các giá trị chính xác về khối lượng và / hoặc thể tích của nó.

Đây là lý do tại sao có một loạt các đơn vị được sử dụng để biểu thị nồng độ của một dung dịch trong ký hiệu định lượng của nó, chúng được chia thành vật lý và hóa học, và lần lượt có các phần riêng của chúng.

Đơn vị của nồng độ vật chất là "nồng độ tương đối", được biểu thị bằng phần trăm. Có ba cách để biểu thị nồng độ phần trăm: phần trăm khối lượng, phần trăm thể tích và phần trăm khối lượng.

Thay vào đó, các đơn vị đo nồng độ hóa học dựa trên lượng mol, đương lượng gam, phần triệu và các đặc điểm khác của chất tan so với dung dịch.

Những đơn vị này là phổ biến nhất do độ chính xác cao của chúng khi đo nồng độ, và vì lý do này, chúng thường là những đơn vị mà bạn muốn biết khi làm việc với các dung dịch hóa học.

Đơn vị nồng độ

Như đã mô tả trong các phần trước, khi xác định định lượng nồng độ của dung dịch, các phép tính phải được điều chỉnh bởi các đơn vị hiện có cho mục đích này.

Tương tự như vậy, các đơn vị nồng độ được chia thành nồng độ tương đối, nồng độ loãng, đơn vị tính theo mol và đơn vị bổ sung.

Đơn vị nồng độ tương đối

Nồng độ tương đối là những nồng độ được biểu thị bằng phần trăm, như đã nêu trong phần trước. Các đơn vị này được chia thành phần trăm khối lượng, phần trăm thể tích-thể tích và phần trăm khối lượng-thể tích và được tính như sau:

-% khối lượng = khối lượng chất tan (g) / khối lượng của tổng dung dịch (g) x 100

-% thể tích = thể tích chất tan (ml) / thể tích tổng dung dịch (ml) x 100

-% khối lượng / thể tích = khối lượng chất tan (g) / thể tích tổng dung dịch (ml) x 100

Trong trường hợp này, để tính khối lượng hoặc thể tích của dung dịch tổng, khối lượng hoặc thể tích của chất tan phải được thêm vào khối lượng hoặc thể tích của dung môi.

Đơn vị của nồng độ loãng

Các đơn vị của nồng độ loãng là những đơn vị được sử dụng để biểu thị các nồng độ rất nhỏ ở dạng vết trong dung dịch loãng; việc sử dụng phổ biến nhất cho các thiết bị này là để tìm dấu vết của một khí hòa tan trong một khí khác, chẳng hạn như các tác nhân gây ô nhiễm không khí.

Các đơn vị này được liệt kê dưới dạng phần triệu (ppm), phần tỷ (ppb) và phần nghìn tỷ (ppt) và được biểu thị như sau:

- ppm = 1 mg chất tan / 1 L dung dịch

- ppb = 1 μg chất tan / 1 L dung dịch

- ppt = 1 ng chất tan / 1 L dung dịch

Trong các biểu thức này, mg bằng miligam (0,001 g), μg bằng microgam (0,000001 g) và ng bằng nanogram (0,000000001 g). Các đơn vị này cũng có thể được thể hiện dưới dạng khối lượng / thể tích.

Đơn vị nồng độ dưới dạng hàm số mol

Các đơn vị nồng độ dựa trên số mol là phần trăm số mol, phần trăm số mol, số mol và số mol (hai đơn vị sau được mô tả rõ hơn ở cuối bài viết).

Phần mol của một chất là phần của tất cả các phân tử (hoặc nguyên tử) cấu thành của nó dưới dạng hàm của tổng số phân tử hoặc nguyên tử. Nó được tính như sau:

X _A = số mol chất A / tổng số mol chất

Quy trình này được lặp lại đối với các chất khác trong dung dịch, lưu ý rằng tổng X _A + X _B + X _C … phải bằng một.

Phần trăm số mol được làm theo cách tương tự với X _A , chỉ về phần trăm:

Phần trăm mol của A = X _A x 100%

Phần cuối cùng sẽ thảo luận chi tiết về số mol và số mol.

Chính thức và bình thường

Cuối cùng, có hai đơn vị đo nồng độ hiện đang không được sử dụng: tính hình thức và tính bình thường.

Dạng của dung dịch biểu thị số công thức-khối lượng-gam trên lít của tổng dung dịch. Nó được thể hiện như sau:

F = Không. Dung dịch PFG / L

Trong biểu thức này PFG bằng khối lượng của mỗi nguyên tử của chất, tính bằng gam.

Thay vào đó, tính chuẩn biểu thị số đương lượng chất tan chia cho lít dung dịch, như được biểu thị dưới đây:

N = gam chất tan tương đương / L dung dịch

Trong biểu thức đã nói, số gam chất tan tương đương có thể được tính bằng số mol H ⁺ , OH ^- hoặc các phương pháp khác, tùy thuộc vào loại phân tử.

Molarity

Nồng độ mol hoặc nồng độ mol của một chất tan là đơn vị nồng độ hóa học biểu thị hoặc liên quan đến số mol của (n) chất tan có trong một (1) lít (L) dung dịch.

Số mol được ký hiệu bằng chữ cái viết hoa M và để xác định số mol của chất tan (n), người ta chia số gam của chất tan (g) cho khối lượng phân tử (MW) của chất tan.

Tương tự như vậy, trọng lượng phân tử MW của chất tan thu được từ tổng trọng lượng nguyên tử (PA) hoặc khối lượng nguyên tử của các nguyên tố hóa học, xem xét tỷ lệ chúng kết hợp để tạo thành chất tan. Do đó, các chất tan khác nhau có PM riêng của chúng (mặc dù điều này không phải luôn luôn như vậy).

Các định nghĩa này được tóm tắt trong các công thức sau được sử dụng để thực hiện các phép tính tương ứng:

Số mol: M = n (số mol chất tan) / V (lít dung dịch)

Số mol: n = g chất tan / MW chất tan

Bài tập 1

Tính nồng độ mol của một dung dịch được pha chế với 45 g Ca (OH) ₂ hòa tan trong 250 mL nước.

Điều đầu tiên cần tính là khối lượng phân tử của Ca (OH) ₂ (canxi hiđroxit). Theo công thức hóa học, hợp chất này được tạo thành từ một cation canxi và hai anion hydroxyl. Ở đây trọng lượng của một electron ít hơn hoặc bổ sung vào loại không đáng kể, vì vậy trọng lượng nguyên tử được lấy:

Nguồn: Gabriel Bolívar

Số mol của chất tan khi đó sẽ là:

n = 45 g / (74 g / mol)

n = 0,61 mol Ca (OH) ₂

Thu được 0,61 mol chất tan nhưng điều quan trọng cần nhớ là những mol này nằm hòa tan trong 250 mL dung dịch. Vì định nghĩa về Nồng độ mol là số mol trong một lít hoặc 1000 mL, sau đó phải thực hiện một quy tắc đơn giản ba để tính số mol có trong 1000 mL dung dịch nói trên

Nếu trong 250 mL dung dịch có => 0,61 mol chất tan

Trong 1000 mL dung dịch => x có bao nhiêu mol?

x = (0,61 mol) (1000 mL) / 250 mL

X = 2,44 M (mol / L)

Cách khác

Một cách khác để thu được số mol để áp dụng công thức yêu cầu 250 mL được lấy thành lít, cũng áp dụng quy tắc ba:

Nếu 1000 ml => là 1 lít

250 ml => x Chúng là bao nhiêu lít?

x = (250 mL) (1 L) / 1000 mL

x = 0,25 L

Thay thế sau đó trong công thức Molarity:

M = (0,61 mol chất tan) / (0,25 L dung dịch)

M = 2,44 mol / L

Bài tập 2

Dung dịch HCl 2,5 M có nghĩa là gì?

Dung dịch HCl có 2,5 mol, tức là trong một lít dung dịch đã hòa tan 2,5 mol axit clohiđric.

Bình thường

Nồng độ chuẩn hoặc nồng độ tương đương là đơn vị đo nồng độ hóa học của các dung dịch được ký hiệu bằng chữ N. Đơn vị nồng độ này cho biết khả năng phản ứng của chất tan và bằng số đương lượng của chất tan (Eq) chia cho thể tích của dung dịch tính bằng lít.

N = Eq / L

Số đương lượng (Eq) bằng số gam chất tan chia cho khối lượng đương lượng (PEq).

Eq = g chất tan / PEq

Trọng lượng tương đương, hay còn gọi là đương lượng gam, được tính bằng cách lấy trọng lượng phân tử của chất tan và chia nó cho một hệ số tương đương mà mục đích tóm tắt trong phương trình được gọi là delta zeta (ΔZ).

PEq = PM / ΔZ

Phép tính

Việc tính toán chuẩn tắc sẽ có một sự thay đổi rất cụ thể trong hệ số tương đương hoặc ΔZ, điều này cũng phụ thuộc vào loại phản ứng hóa học mà chất tan hoặc loại phản ứng tham gia. Một số trường hợp của biến thể này có thể được đề cập dưới đây:

-Khi đó là axit hoặc bazơ, ΔZ hoặc hệ số tương đương, sẽ bằng số ion hydro (H ⁺ ) hoặc hydroxyl OH ^- mà chất tan có. Ví dụ, axit sunfuric (H ₂ SO ₄ ) có hai đương lượng vì nó có hai proton có tính axit.

-Khi xảy ra phản ứng oxi hoá - khử, ΔZ sẽ tương ứng với số electron tham gia vào quá trình oxi hoá hoặc khử tuỳ từng trường hợp cụ thể. Ở đây, việc cân bằng các phương trình hóa học và đặc điểm kỹ thuật của phản ứng đóng vai trò quan trọng.

-Ngoài ra, hệ số tương đương này hoặc ΔZ sẽ tương ứng với số lượng ion kết tủa trong các phản ứng được phân loại là kết tủa.

Bài tập 1

Xác định định mức của 185 g Na ₂ SO ₄ có trong 1,3 L dung dịch.

Khối lượng phân tử của chất tan trong dung dịch này trước tiên sẽ được tính:

Nguồn: Gabriel Bolívar

Bước thứ hai là tính hệ số tương đương hoặc ΔZ. Trong trường hợp này, vì natri sunfat là một muối nên hóa trị hoặc điện tích của cation hoặc kim loại Na ⁺ sẽ được nhân với 2, là chỉ số con của công thức hóa học của muối hoặc chất tan:

Na ₂ SO ₄ => ∆Z = Valencia Cation x Chỉ số phụ

∆Z = 1 x 2

Để có được khối lượng tương đương, nó được thay thế trong phương trình tương ứng:

PEq = (142,039 g / mol) / (2 Eq / mol)

PEq = 71,02 g / Eq

Và sau đó, bạn có thể tiến hành tính toán số lượng tương đương, một lần nữa sử dụng một phép tính đơn giản khác:

Eq = (185 g) / (71,02 g / Eq)

Số lượng tương đương = 2,605 Eq

Cuối cùng, với tất cả các dữ liệu cần thiết, độ chuẩn bây giờ được tính bằng cách thay thế theo định nghĩa của nó:

N = 2,605 Eq / 1,3 L

N = 2,0 N

Molality

Nồng độ mol được ký hiệu bằng chữ cái viết thường m và bằng số mol chất tan có trong một (1) kilôgam dung môi. Nó còn được gọi là nồng độ mol và được tính theo công thức sau:

m = mol chất tan / Kg dung môi

Trong khi Molarity xác định tỷ lệ số mol chất tan có trong một (1) lít dung dịch, thì nồng độ mol liên quan đến số mol chất tan tồn tại trong một (1) kg dung môi.

Trong những trường hợp dung dịch được chuẩn bị với nhiều hơn một dung môi, nồng độ mol sẽ biểu thị cùng số mol chất tan trên kilogam hỗn hợp dung môi.

Bài tập 1

Xác định nồng độ mol của một dung dịch được pha chế bằng cách trộn 150 g sacaroza (C ₁₂ H ₂₂ 0 ₁₁ ) với 300 g nước.

Khối lượng phân tử của sacaroza được xác định trước tiên để tiến hành tính số mol chất tan trong dung dịch này:

Nguồn: Gabriel Bolívar

Số mol sacarozơ được tính:

n = (150g sacaroza) / (342.109 g / mol)

n = 0,438 mol sacaroza

Các gam dung môi sau đó được chuyển đổi sang kilôgam để áp dụng công thức cuối cùng.

Sau đó thay thế:

m = 0,438 mol sucrose / 0,3 kg nước

m = 1,46 mol C ₁₂ H ₂₂ 0 ₁₁ / Kg H ₂ O

Mặc dù hiện đang có tranh luận về biểu thức cuối cùng của nồng độ mol, kết quả này cũng có thể được biểu thị như sau:

1,26 m C ₁₂ H ₂₂ 0 ₁₁ hoặc 1,26 mol

Đôi khi, việc biểu thị nồng độ của dung dịch theo tỷ lệ mol được coi là thuận lợi, vì khối lượng của chất tan và dung môi không bị dao động nhẹ hoặc thay đổi không rõ ràng do tác động của nhiệt độ hoặc áp suất; như nó xảy ra trong các dung dịch có chất tan ở thể khí.

Hơn nữa, người ta chỉ ra rằng đơn vị nồng độ này được dùng cho một chất tan cụ thể là không thay đổi bởi sự tồn tại của các chất tan khác trong dung dịch.

Khuyến nghị và lưu ý quan trọng về nồng độ hóa chất

Thể tích của dung dịch luôn lớn hơn thể tích của dung môi

Khi giải bài tập, lỗi phát sinh khi diễn giải thể tích của dung dịch như thể tích của dung môi. Ví dụ, nếu một gam sô cô la bột được hòa tan trong một lít nước, thì thể tích của dung dịch không bằng một lít nước.

Tại sao không? Vì chất tan sẽ luôn chiếm khoảng trống giữa các phân tử dung môi. Khi dung môi có ái lực cao với chất tan, sự thay đổi thể tích sau khi hòa tan có thể không đáng kể hoặc không đáng kể.

Nhưng, nếu không, và thậm chí nhiều hơn nữa nếu lượng chất tan lớn, thì phải tính đến sự thay đổi thể tích. Theo cách này: Vsolvent + Vsolute = Vsolution. Chỉ trong các dung dịch loãng hoặc khi lượng chất tan nhỏ thì Vsolvent = Vsolution mới hợp lệ.

Cần lưu ý lỗi này đặc biệt khi làm việc với các chất hòa tan lỏng. Ví dụ, nếu thay vì hòa tan sô cô la dạng bột, mật ong được hòa tan trong rượu, thì thể tích mật ong thêm vào sẽ có ảnh hưởng đáng kể đến tổng thể tích của dung dịch.

Do đó, trong những trường hợp này, thể tích của chất tan phải được thêm vào thể tích của dung môi.

Tiện ích của Molarity

-Biết nồng độ mol của dung dịch đậm đặc cho phép thực hiện các phép tính độ pha loãng theo công thức đơn giản M1V1 = M2V2, trong đó M1 tương ứng với Nồng độ mol ban đầu của dung dịch và M2 là Nồng độ mol của dung dịch được chuẩn bị từ dung dịch với M1.

-Biết nồng độ mol của một dung dịch, có thể dễ dàng tính được độ chuẩn của nó bằng công thức sau: Độ chuẩn = số lượng tương đương x M

Các công thức không được ghi nhớ nhưng các đơn vị hoặc định nghĩa thì

Tuy nhiên, đôi khi bộ nhớ không thành công khi cố gắng nhớ tất cả các phương trình liên quan đến tính toán nồng độ. Đối với điều này, sẽ rất hữu ích khi có một định nghĩa rất rõ ràng về từng khái niệm.

Bắt đầu từ định nghĩa, các đơn vị được viết bằng cách sử dụng các yếu tố chuyển đổi để biểu thị những yếu tố tương ứng với những gì sẽ được xác định.

Ví dụ: nếu bạn có nồng độ mol và bạn muốn chuyển nó thành bình thường, hãy tiến hành như sau:

(mol / Kg dung môi) x (kg / 1000g) (g dung môi / mL) (mL dung môi / mL dung dịch) (1000mL / L) (Eq / mol)

Lưu ý rằng (g dung môi / mL) là khối lượng riêng của dung môi. Thuật ngữ (mL dung môi / mL dung dịch) đề cập đến lượng dung dịch thực tế tương ứng với dung môi. Trong nhiều bài tập, số hạng cuối cùng này bằng 1, vì những lý do thực tế, mặc dù nó không bao giờ đúng hoàn toàn.

Người giới thiệu

1. Nhập môn Hóa ^học- Ấn bản ^lần 1 của Canada. Đơn vị định lượng của nồng độ. Chương 11 Giải pháp. Lấy từ: opentextbc.ca
2. Wikipedia. (2018). Nồng độ tương đương. Lấy từ: en.wikipedia.org
3. PharmaFactz. (2018). Nồng độ mol là gì? Lấy từ: pharmafactz.com
4. Whitten, Davis, Peck & Stanley. Hóa học. (Xuất bản lần thứ 8). CENGAGE Learning, tr 101-103, 512, 513.
5. Dung dịch nước-Molarity. Lấy từ: chem.ucla.edu
6. Quimicas.net (2018). Ví dụ về tính chuẩn mực. Phục hồi từ: quimicas.net.