Калькулятор определяет массу соли и воды для приготовления раствора заданной концентрации. Работает в трёх режимах: расчёт массовой доли по известным массам компонентов, пересчёт в молярную концентрацию и определение пропорций при разбавлении.
Формула расчёта массовой доли
Массовая доля вычисляется делением массы растворённого вещества на массу всего раствора с умножением на 100:
массовая доля = масса вещества / (масса вещества + масса растворителя) × 100
Масса раствора равна сумме массы соли и массы воды. Если известна массовая доля и общая масса, массу соли находят умножением массы раствора на долю в десятичной форме.
Какую массу соли и воды взять для приготовления 260 г 25-процентного раствора?
Для 260 г раствора с массовой долей 25% требуется 65 г соли и 195 г воды. Масса соли: 260 × 0,25 = 65 г. Масса воды: 260 - 65 = 195 г. Проверка: 65 / 260 × 100 = 25%.
Для 340 г раствора с долей 8% нужно 27,2 г соли и 312,8 г воды. Для 500 г раствора с долей 14% берут 70 г соли и 430 г воды.
Таблица типовых соотношений
| Масса вещества, г | Масса воды, г | Массовая доля, % |
|---|---|---|
| 30 | 270 | 10 |
| 50 | 450 | 10 |
| 100 | 400 | 20 |
| 3 | 97 | 3 |
| 9 | 91 | 9 |
При массовой доле 10% на каждые 10 г соли приходится 90 г воды. Для 20-процентного раствора соотношение 1:4.
Как приготовить 5-процентный раствор соли в воде
На 100 г воды требуется 5,26 г соли для получения массовой доли 5%. Общая масса раствора составит 105,26 г. Для литра воды (1000 г) нужно 52,6 г соли, итоговая масса раствора 1052,6 г.
Если нужен объём, используют плотность. Для разбавленных растворов плотность близка к 1 г/см³.
Расчёт молярной концентрации
Молярная концентрация показывает количество вещества в молях на литр раствора:
молярная концентрация = количество вещества / объём раствора в литрах
Количество вещества находят делением массы на молярную массу. Для хлорида натрия с молярной массой 58,5 г/моль раствор из 30 г соли даёт 0,513 моль вещества.
Разбавление растворов
При разбавлении сохраняется произведение концентрации на объём. Чтобы из 10-процентного раствора получить 500 мл 3-процентного, берут 150 мл исходного и добавляют 350 мл воды. Проверка: 10 × 150 = 3 × 500 = 1500.
Кратность разбавления равна отношению конечного объёма к начальному: 500 / 150 = 3,33. Массовая доля уменьшается во столько же раз.
Проверка результата вручную
Для контроля складывают массы компонентов и сравнивают с заданной общей массой. Если для 340 г раствора получено 27,2 г соли и 312,8 г воды, сумма 27,2 + 312,8 = 340 г совпадает. Массовая доля: 27,2 / 340 × 100 = 8%.
Для молярной концентрации пересчитывают количество вещества через массу и молярную массу, затем делят на объём в литрах.
Частые ошибки при расчёте
Путаница между массой раствора и массой растворителя приводит к неверным долям. Масса раствора включает и соль, и воду. Если взять 100 г воды и 10 г соли, масса раствора 110 г, массовая доля 10 / 110 × 100 = 9,09%, а не 10%.
При разбавлении ошибочно складывают концентрации вместо объёмов. Смешивание 100 мл 10-процентного раствора и 100 мл воды даёт 200 мл 5-процентного.
Сколько граммов соли содержится в 350 г раствора с массовой долей 4%
Масса соли равна 350 × 0,04 = 14 г. Для раствора массой 75 кг с долей 32% масса соли составляет 75 × 0,32 = 24 кг.
При массовой доле 15% в 100 г раствора содержится 15 г соли и 85 г воды. Чтобы получить такой раствор из 100 г воды, нужно добавить 17,65 г соли.
Границы применимости
Формулы справедливы для идеальных растворов, где объёмы компонентов складываются. В реальности при растворении соли объём может измениться на 1-3%.
Растворимость ограничена. Хлорид натрия при 20°C растворяется до 360 г на литр воды, дальнейшее добавление соли приводит к осадку.
Откуда берутся исходные данные
Массу вещества и растворителя задают условием задачи или измеряют взвешиванием. Молярную массу находят по таблице Менделеева суммированием атомных масс элементов. Для NaCl молярная масса 23 + 35,5 = 58,5 г/моль.
Плотность раствора определяют ареометром или берут из справочников. Для разбавленных растворов плотность близка к 1 г/см³.