Теория
На этикетках реактивов концентрацию чаще пишут массовой долей в процентах, а в уравнениях реакций удобнее молярная концентрация. Связать их помогает плотность раствора \(\rho\): масса 1 л раствора равна \(1000\rho\) граммов, а вещества в нём — \(10 \rho w\) граммов. Разделив на молярную массу, получаем \(C = 10 \rho w / M\).
Обратный пересчёт выглядит так же, только выражен относительно доли: \(w = C M / (10 \rho)\). Множитель 10 появляется из-за несовпадения единиц: плотность берут в г/мл, а объём — в литрах, поэтому 1000 мл и 100 % сокращаются до десяти.
Плотность обязательно нужна: без неё пересчёт невозможен, ведь 1 л раствора весит больше килограмма. Плотность берут из справочной таблицы для нужной концентрации, а не считают по правилу смешения.
Важно: пересчёт «проценты ↔ моли» всегда идёт через плотность раствора; для чистой воды \(\rho = 1\) г/мл и формула упрощается.
Пример с решением
- Условие. Найдите молярную концентрацию 20 %-ного раствора гидроксида натрия (\(M = 40\) г/моль) с плотностью 1,15 г/мл.
- Формула. \(C = 10 \rho w / M\).
- Подстановка. \(C = 10 \cdot 1{,}15 \cdot 20 / 40\).
- Вычисление. \(C = 230 / 40 = 5{,}75\) моль/л.
- Ответ. 5,75 моль/л. Проверить можно обратным режимом калькулятора: он вернёт те же 20 %.
Главное
- Доля → моли: \(C = 10 \rho w / M\).
- Моли → доля: \(w = C M / (10 \rho)\).
- Без плотности пересчёт невозможен — она связывает объём и массу раствора.
- 10 — это согласование г/мл и литров, а не физическая константа.