Калькулятор объема раствора

Что такое объем раствора

Объем раствора — это физическая величина, показывающая пространство, занимаемое раствором, состоящим из растворителя (обычно воды) и растворенного вещества. Измеряется в литрах (л), миллилитрах (мл) или кубических сантиметрах (см³).

Основные характеристики раствора:

• Растворенное вещество — компонент, который растворяется (соль, кислота, щелочь)
• Растворитель — жидкость, в которой растворяется вещество (чаще всего вода)
• Концентрация — количество растворенного вещества в единице объема или массы раствора
• Плотность раствора — отношение массы раствора к его объему (г/мл или кг/л)

Типы концентраций растворов

Молярная концентрация (молярность)

Молярная концентрация (M) показывает количество молей растворенного вещества в 1 литре раствора. Измеряется в моль/л или М.

Формула:

C(M) = n / V

где n — количество вещества (моль), V — объем раствора (л).

Пример: 2М раствор NaCl содержит 2 моля хлорида натрия на 1 литр раствора.

Процентная концентрация (массовая доля)

Массовая процентная концентрация (w%) показывает отношение массы растворенного вещества к общей массе раствора, выраженное в процентах.

Формула:

w% = (m_в / m_р) × 100%

где mв — масса вещества (г), mр — масса раствора (г).

Пример: 10% раствор сахара содержит 10 г сахара на 100 г раствора.

Нормальная концентрация (нормальность)

Нормальная концентрация (N) показывает количество эквивалентов растворенного вещества в 1 литре раствора. Измеряется в моль-экв/л или н.

Формула:

C(N) = n_экв / V

где n_экв — число эквивалентов, V — объем раствора (л).

Объемная концентрация

Показывает отношение объема растворенного вещества к объему раствора, используется для жидких компонентов (например, спирта в воде).

Формулы для расчета объема раствора

Расчет по молярной концентрации

V = n / C(M)

где V — объем раствора (л), n — количество вещества (моль), C(M) — молярная концентрация (моль/л).

Пример: Сколько литров 0,5М раствора NaOH нужно для получения 0,2 моль гидроксида натрия?

V = 0,2 моль / 0,5 моль/л = 0,4 л = 400 мл

Расчет по массе и процентной концентрации

V = (m_в / (w% × ρ)) × 100

где V — объем раствора (мл), m_в — масса вещества (г), w% — процентная концентрация, ρ — плотность раствора (г/мл).

Пример: Какой объем 20% раствора соли (плотность 1,15 г/мл) содержит 50 г соли?

V = (50 / (20 × 1,15)) × 100 = 217,4 мл

Формула разбавления растворов

При разбавлении раствора количество растворенного вещества остается постоянным:

C₁ × V₁ = C₂ × V₂

где C₁, V₁ — начальные концентрация и объем; C₂, V₂ — конечные значения.

Пример: Сколько мл воды нужно добавить к 100 мл 10% раствора, чтобы получить 5% раствор?

10 × 100 = 5 × V₂ V₂ = 1000 / 5 = 200 мл Нужно добавить: 200 - 100 = 100 мл воды

Как пользоваться калькулятором объема раствора

1. Выберите тип концентрации — молярная, процентная или нормальная
2. Введите известные параметры:
   • Массу или количество вещества
   • Концентрацию раствора
   • Плотность (для процентных растворов)
3. Нажмите кнопку “Рассчитать” — калькулятор автоматически определит объем раствора
4. Получите результат в выбранных единицах измерения (мл, л)

Калькулятор позволяет переключаться между разными единицами измерения и автоматически конвертирует значения.

Пошаговые примеры расчетов

Пример 1: Приготовление молярного раствора

Задача: Нужно приготовить 0,1М раствор серной кислоты (H₂SO₄). Сколько мл раствора получится из 9,8 г кислоты?

Решение:

1. Молярная масса H₂SO₄ = 98 г/моль
2. Количество вещества: n = 9,8 / 98 = 0,1 моль
3. Объем раствора: V = 0,1 / 0,1 = 1 л = 1000 мл

Ответ: 1000 мл раствора

Пример 2: Расчет для процентного раствора

Задача: Какой объем 15% раствора глюкозы (плотность 1,06 г/мл) содержит 30 г глюкозы?

Решение:

1. Масса раствора: m_р = (30 / 15) × 100 = 200 г
2. Объем раствора: V = 200 / 1,06 = 188,7 мл

Ответ: 188,7 мл раствора

Пример 3: Разбавление концентрированного раствора

Задача: Имеется 50 мл 30% раствора NaCl. До какого объема нужно разбавить его водой для получения 10% раствора?

Решение:

1. Используем формулу разбавления: C₁ × V₁ = C₂ × V₂
2. 30 × 50 = 10 × V₂
3. V₂ = 1500 / 10 = 150 мл

Ответ: Нужно довести объем до 150 мл, добавив 100 мл воды

Таблица плотностей распространенных растворов

Частые ошибки при расчете объема раствора

Путаница между массой и объемом

Масса раствора и его объем связаны через плотность. Для растворов с плотностью ≠ 1 г/мл необходимо учитывать плотность при пересчетах.

Неправильное использование процентной концентрации

Процентная концентрация — это массовая доля, а не объемная. Для пересчета в объем всегда нужна плотность раствора.

Игнорирование изменения объема при смешивании

При смешивании растворов итоговый объем может быть не равен сумме исходных объемов из-за межмолекулярных взаимодействий.

Неправильный расчет молярной массы

Для точных расчетов используйте актуальные значения атомных масс элементов из периодической таблицы.

Забывают учесть температуру

Плотность раствора зависит от температуры. Справочные значения обычно приведены для 20°C.

Применение расчетов объема раствора

В лабораторной практике

• Приготовление стандартных растворов для титрования
• Разбавление концентрированных кислот и щелочей
• Получение растворов точной концентрации для анализа

В медицине и фармацевтике

• Приготовление лекарственных растворов
• Расчет доз при внутривенных инфузиях
• Разведение антисептиков и дезинфицирующих средств

В промышленности

• Производство химической продукции
• Водоподготовка и очистка стоков
• Гальванические процессы и травление металлов

В быту

• Приготовление растворов для уборки
• Разведение удобрений для растений
• Получение растворов для домашних экспериментов

Советы по работе с растворами

1. Всегда добавляйте кислоту в воду, а не наоборот, для предотвращения разбрызгивания и перегрева
2. Используйте мерную посуду — мерные цилиндры, колбы, пипетки для точных измерений
3. Учитывайте температуру — многие растворы меняют плотность при нагревании или охлаждении
4. Перемешивайте растворы до полного растворения вещества перед финальным разбавлением
5. Маркируйте емкости с указанием концентрации, даты приготовления и срока годности
6. Храните растворы правильно — в темной посуде, при нужной температуре, вдали от источников тепла

Единицы измерения объема

Примечание: Данный калькулятор предназначен для образовательных и информационных целей. При работе с опасными химическими веществами соблюдайте правила техники безопасности и используйте средства индивидуальной защиты. Для критически важных расчетов проводите дополнительную проверку результатов и консультируйтесь со специалистами.

Часто задаваемые вопросы

Смотрите также

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