Forståelse af fast koncentration:definitioner og beregninger

Af  Jack Brubaker Opdateret 24. marts 2022

Uanset om en blanding indeholder to blandede faste stoffer, to blandede væsker eller et fast stof opløst i en væske, kaldes forbindelsen til stede i den største mængde "opløsningsmidlet", og forbindelsen til stede i den mindre mængde kaldes "opløst stof". I en fast/fast blanding udtrykkes koncentrationen af ​​opløst stof lettest som masseprocent. Hvis det opløste stof er ekstremt fortyndet (dvs. væsentligt mindre end 1 vægtprocent), så udtrykkes koncentrationen sædvanligvis som dele pr. million (ppm). Nogle beregninger, der involverer koncentration, kræver, at det opløste stof udtrykkes som en molfraktion.

Trin 1

Beregn koncentrationen i masseprocent ved at dividere massen af det opløste stof med prøvens samlede masse og gange med 100. For eksempel, hvis en prøve af en metallegering indeholder 26 g nikkel (Ni), og prøvens samlede masse er 39 g, så

(26 g Ni) / (39 g) x 100 =67 % Ni

Trin 2

Udtryk koncentrationen af fortyndede opløste stoffer i ppm ved at dividere massen af det opløste stof med prøvens samlede masse og gange med 1.000.000. Således, hvis en prøve af metallegering kun indeholder 0,06 g Ni, og prøvens samlede masse er 105 g, så

(0,06 g Ni) / (105 g) x 1.000.000 =571 ppm

Trin 3

Beregn molfraktion ved at dividere mol opløst stof med det samlede antal mol opløst stof og opløsningsmiddel. Dette involverer først at omdanne masserne af det opløste stof og opløsningsmidlet til mol, hvilket kræver viden om mængderne af både opløst stof og opløsningsmiddel. Omdannelsen til mol kræver yderligere formelvægtene af det opløste stof og opløsningsmidlet. Overvej for eksempel en nikkel/jern (Ni/Fe) legering, der indeholder 25 g Ni og 36 g Fe. Formelvægten af ​​Ni (bestemt ud fra det periodiske system) er 58,69 gram pr. mol (g/mol), og formelvægten af ​​Fe er 55,85 g/mol. Derfor,

Mol Ni =(25 g) / (58,69 g/mol) =0,43 mol

Mol Fe =(36 g) / (55,85) =0,64 mol

Molfraktionen af Ni er så givet ved (0,43) / (0,43 + 0,64) =0,40.