Рассчитать массовую долю кислоты онлайн: формула и примеры

Что такое массовая доля кислоты

Массовая доля кислоты (ω) — это отношение массы чистого вещества (кислоты) к общей массе раствора. Выражается в долях единицы (от 0 до 1) или в процентах (от 0% до 100%). Этот показатель концентрации широко применяется в химии для характеристики растворов кислот, щелочей и солей.

Массовая доля отвечает на вопрос: сколько граммов кислоты содержится в 100 граммах раствора (при выражении в процентах). Чем выше значение, тем концентрированнее раствор. Например, 98% серная кислота содержит 98 г H₂SO₄ в каждых 100 г раствора.

В отличие от молярной концентрации или нормальности, массовая доля не зависит от температуры и не требует знания молекулярной массы — только весов и внимательности.

Формула расчёта массовой доли

Основная формула для расчёта массовой доли кислоты:

ω = m(кислоты) / m(раствора)

где:

• ω — массовая доля (безразмерная величина)
• m(кислоты) — масса чистой кислоты, г
• m(раствора) — масса всего раствора, г

Для выражения в процентах умножаем на 100:

ω(%) = (m(кислоты) / m(раствора)) × 100%

Масса раствора складывается из массы кислоты и массы растворителя (обычно воды):

m(раствора) = m(кислоты) + m(растворителя)

Если известны объём раствора V (мл) и его плотность ρ (г/мл), массу находим так:

m(раствора) = V × ρ

Как пользоваться калькулятором

1. Введите массу кислоты — количество чистого вещества в граммах (например, 30 г уксусной кислоты).
2. Укажите массу раствора — общий вес раствора в граммах (например, 500 г).
3. Выберите формат вывода — в долях единицы (0,06) или в процентах (6%).
4. Нажмите «Рассчитать» — калькулятор мгновенно покажет массовую долю.

Если известен объём, сначала умножьте его на плотность (для разбавленных растворов кислот плотность близка к 1 г/мл, для концентрированных — выше, смотрите справочные таблицы).

Примеры расчётов

Пример 1: разбавленная соляная кислота

Дано: в лаборатории приготовили раствор, растворив 18 г HCl в 182 г воды.

Решение:

• m(кислоты) = 18 г
• m(растворителя) = 182 г
• m(раствора) = 18 + 182 = 200 г
• ω = 18 / 200 = 0,09
• ω(%) = 0,09 × 100% = 9%

Ответ: массовая доля HCl составляет 9%.

Пример 2: концентрированная серная кислота

Дано: имеется 500 г раствора серной кислоты, в котором 490 г H₂SO₄.

Решение:

• m(кислоты) = 490 г
• m(раствора) = 500 г
• ω = 490 / 500 = 0,98
• ω(%) = 98%

Ответ: массовая доля серной кислоты — 98%.

Пример 3: уксусная кислота через объём

Дано: 200 мл раствора уксусной кислоты плотностью 1,05 г/мл содержит 15 г CH₃COOH.

Решение:

• V = 200 мл, ρ = 1,05 г/мл
• m(раствора) = 200 × 1,05 = 210 г
• m(кислоты) = 15 г
• ω = 15 / 210 ≈ 0,0714
• ω(%) ≈ 7,14%

Ответ: массовая доля уксусной кислоты около 7,14%.

Обратный расчёт: нахождение массы кислоты

Если известна массовая доля и общая масса раствора, можно найти массу кислоты:

m(кислоты) = ω × m(раствора)

Пример: сколько азотной кислоты в 300 г 40%-го раствора?

• ω = 40% = 0,40
• m(кислоты) = 0,40 × 300 = 120 г

Связь с другими единицами концентрации

Массовая доля — не единственный способ выразить концентрацию. Для перехода к молярности (моль/л) нужна плотность раствора и молярная масса кислоты:

C(моль/л) = (ω × ρ × 1000) / M

где M — молярная масса кислоты, г/моль.

Для нормальности учитывается эквивалентная масса (зависит от основности кислоты).

Массовую долю легче измерить экспериментально: достаточно весов, не требуется титрование или сложное оборудование.

Приготовление раствора заданной концентрации

Чтобы получить раствор с нужной массовой долей, рассчитайте необходимые массы кислоты и воды.

Задача: приготовить 1 кг 25%-го раствора серной кислоты.

Решение:

• m(раствора) = 1000 г
• ω = 25% = 0,25
• m(кислоты) = 0,25 × 1000 = 250 г
• m(воды) = 1000 − 250 = 750 г

Ход работы: к 750 г воды (750 мл) осторожно добавляйте 250 г концентрированной серной кислоты, постоянно перемешивая и охлаждая. Важно: всегда вливайте кислоту в воду, а не наоборот — реакция идёт с выделением тепла, обратный порядок опасен разбрызгиванием.

Типичные ошибки и как их избежать

Ошибка 1: путают массу кислоты с массой раствора.
Решение: помните, масса раствора = масса кислоты + масса растворителя.

Ошибка 2: забывают умножить на 100 при переводе в проценты.
Решение: доля 0,2 — это 20%, а не 0,2%.

Ошибка 3: используют объём вместо массы без учёта плотности.
Решение: для концентрированных кислот плотность может быть 1,2–1,8 г/мл, обязательно уточняйте справочные данные.

Ошибка 4: неправильный порядок смешивания.
Решение: разбавляя серную или азотную кислоту, добавляйте кислоту в воду малыми порциями, охлаждая смесь.

Справочные данные: плотность растворов кислот

Данные приближённые, для точных расчётов используйте справочники химика.

Применение в учебных задачах и практике

Массовую долю рассчитывают:

• В школьной химии — задачи на растворы, часть ОГЭ и ЕГЭ.
• В лабораториях — приготовление реактивов заданной концентрации для анализов.
• На производстве — контроль качества кислот в металлургии, фармацевтике, пищевой промышленности.
• В аналитике — определение содержания кислоты в неизвестном растворе методом титрования, затем пересчёт в массовую долю.

Понимание массовой доли помогает экономить реактивы, соблюдать технологические нормы и получать воспроизводимые результаты экспериментов.

Безопасность при работе с кислотами

• Надевайте защитные очки, перчатки и халат.
• Работайте в вытяжном шкафу или хорошо проветриваемом помещении.
• Разбавляйте концентрированные кислоты только добавлением их в воду.
• Храните кислоты в плотно закрытой таре, вдали от оснований и органических веществ.
• При попадании на кожу — немедленно промойте большим количеством воды.

Заключение

Рассчитать массовую долю кислоты — базовый навык в химии. Формула проста: масса кислоты делится на массу раствора, результат выражается в долях или процентах. Калькулятор избавляет от рутинных вычислений, снижает риск ошибок и ускоряет работу с растворами. Пользуйтесь им для учебных задач, лабораторных и производственных расчётов — точность и скорость гарантированы.

Часто задаваемые вопросы

Что ещё может пригодиться после

Мы подобрали калькуляторы, которые помогут вам с разными задачами, связанными с текущей темой.