Làm thế nào để bạn chuyển đổi từ nồng độ mol sang phần triệu hoặc ppm?

Artículo revisado y aprobado por nuestro equipo editorial, siguiendo los criterios de redacción y edición de YuBrain.


Nồng độ là một trong những đặc điểm quan trọng nhất xác định thành phần của dung dịch. Đây là một tính chất chuyên sâu của các dung dịch biểu thị mối quan hệ giữa lượng chất tan và lượng dung dịch (trong hầu hết các trường hợp) hoặc lượng dung môi (ví dụ trong trường hợp nồng độ mol). Điều này có thể được biểu thị bằng các đơn vị khác nhau, tùy thuộc vào ngữ cảnh mà nó sẽ được sử dụng, và cũng tùy thuộc vào mức độ đậm đặc hoặc pha loãng của chất tan được tìm thấy trong dung môi.

Vì những lý do tương tự mà chúng ta sẽ không biểu thị kích thước của một ô tính bằng km hoặc khoảng cách từ Trái đất đến hành tinh sao Hỏa bằng nanomet, chúng ta phải lựa chọn cẩn thận đơn vị nồng độ nào phù hợp nhất trong từng tình huống và cho từng mức độ tập trung.

Ngoài ra, nồng độ cũng có thể được biểu thị theo đơn vị vật lý, dựa trên độ lớn như khối lượng và thể tích, hoặc theo đơn vị hóa học, trong đó lượng chất tan và/hoặc dung môi và/hoặc dung dịch được biểu thị theo số lượng hạt, nốt ruồi, tương đương hoặc những thứ khác.

Bất kể những điều trên, một giải pháp chỉ có một nồng độ duy nhất và biết cách chuyển đổi nồng độ đó giữa các đơn vị hiện có khác nhau là một kỹ năng cơ bản cho bất kỳ sinh viên hóa học nào.

Trong bài viết này, chúng tôi trình bày cách biến đổi hoặc chuyển đổi nồng độ từ nồng độ mol sang phần triệu hoặc ppm.

nồng độ mol là gì?

Nồng độ mol, được biểu thị bằng ký hiệu M, là một trong những đơn vị nồng độ được các nhà hóa học sử dụng rộng rãi nhất. Nó là một đơn vị nồng độ hóa học cho biết số mol chất tan có trong một lít dung dịch. Về mặt toán học, nồng độ mol được đưa ra theo công thức sau.

Công thức tính nồng độ mol

trong đó n sto là số mol chất tan và V sol là thể tích dung dịch tính bằng lít. Sử dụng mối quan hệ giữa số mol và khối lượng, là n=m/MM, công thức trên có thể được viết dưới dạng khối lượng của chất tan tính bằng gam và khối lượng mol của nó tính bằng g/mol.

Công thức tính nồng độ mol

trong đó m đây là khối lượng của chất tan tính bằng gam và MM đây là khối lượng mol của chất tan được biểu thị bằng g/mol.

phần triệu là gì?

Không giống như nồng độ mol, phần triệu tương ứng với một đơn vị nồng độ vật lý. Điều này cho biết có bao nhiêu “phần” chất tan cho mỗi triệu “phần” dung dịch. Theo nghĩa này, nó là một khái niệm tương tự như tỷ lệ phần trăm, chỉ khác ở chỗ nó dựa trên một phần triệu thay vì 100 phần của giải pháp.

Theo “bộ phận” của chất tan và dung dịch, được hiểu là khối lượng hoặc thể tích, nên có 3 loại ppm, đó là:

  • Phần triệu khối lượng/khối lượng hoặc ppm m/m
  • Phần triệu Khối lượng/Thể tích hoặc ppm m/V
  • Phần triệu thể tích/thể tích hoặc ppm V/V

Hai loại được sử dụng phổ biến nhất và thường được chuyển đổi thành nồng độ mol và ngược lại là ppm m/m và ppm m/V. Trong cả hai trường hợp, nó là một đơn vị nồng độ rất nhỏ, lý tưởng để biểu thị nồng độ của các dung dịch rất loãng.

Phần triệu khối lượng/khối lượng

Có hai cách diễn đạt khác nhau về công thức tính ppm. Một cách tương tự như công thức phần trăm nhưng nhân với 10 6 (một triệu) thay vì 100 và cách còn lại là tích phân thừa số của 10 6 trong một phép biến đổi đơn vị:

Công thức tính phần triệu m/m

Trong trường hợp đầu tiên, bất kỳ đơn vị khối lượng nào cũng có thể được sử dụng cho chất tan và dung dịch, miễn là chúng giống nhau. Trong trường hợp thứ hai, khối lượng của chất tan phải được biểu thị bằng miligam nếu lượng dung dịch được biểu thị bằng kilôgam. Để chuyển đổi nồng độ mol sang ppm m/m, chúng tôi sẽ sử dụng công thức thứ hai, vì nó được sử dụng thường xuyên nhất.

Công thức này cho phép chúng ta hiểu ppm m/m là miligam chất tan có trong mỗi kilogam dung dịch.

Phần triệu khối lượng/thể tích

Trong trường hợp ppm m/V, chúng được tính theo công thức sau:

Công thức tính phần triệu m/V

Nhờ điều này, người ta thường nói rằng ppm m/V đại diện cho miligam chất tan có trong mỗi lít dung dịch.

Làm thế nào để bạn chuyển đổi từ nồng độ mol sang ppm?

Tất nhiên, việc chuyển đổi từ nồng độ mol sang ppm phụ thuộc vào việc bạn muốn chuyển đổi sang ppm m/V hay ppm m/m. Nói chung, khi bạn không chỉ định đó là ppm nào, sẽ khá an toàn khi cho rằng đó là ppm m/V, vì vậy hãy bắt đầu với chuyển đổi này.

Chuyển đổi giữa các đơn vị nồng độ luôn có thể được thực hiện theo hai cách khác nhau, do thực tế rằng nó là một thuộc tính chuyên sâu:

  • Giả sử bất kỳ lượng dung dịch nào và xác định lượng chất tan, sau đó sử dụng dữ liệu này trong công thức cho đơn vị nồng độ mới, hoặc
  • Kết hợp hai công thức để thu được một công thức mới cung cấp nồng độ dựa trên công thức kia.

Cái đầu tiên dễ hiểu hơn trong khi cái thứ hai dễ áp ​​dụng hơn và nhanh hơn nhiều, một khi bạn có công thức.

Công thức quy đổi từ nồng độ mol sang phần triệu m/V

Vì muốn xác định ppm m/V, trước tiên chúng ta cần tìm khối lượng chất tan tính bằng miligam từ nồng độ mol. Để đạt được điều này, chỉ cần loại bỏ khối lượng chất tan khỏi công thức nồng độ mol là đủ:

Công thức quy đổi từ nồng độ mol sang phần triệu m/V

Nhưng khối lượng này tính bằng gam và chúng tôi cần nó tính bằng miligam, vì vậy chúng tôi thêm hệ số chuyển đổi thích hợp :

Công thức quy đổi từ nồng độ mol sang phần triệu m/V

Bây giờ chúng ta thay thế biểu thức này trong công thức ppm m/V, và thế là xong:

Công thức quy đổi từ nồng độ mol sang phần triệu m/V

Sau khi hủy thể tích dung dịch (cả tính bằng L), công thức vẫn là:

Công thức quy đổi từ nồng độ mol sang phần triệu m/V

Hãy xem cả hai phương pháp hoạt động bằng các ví dụ.

ví dụ 1

Xác định nồng độ theo ppm m/V của dung dịch chứa ion Pb 2+ ở nồng độ 2,83.10 -5 mol.

Giải: Nếu nồng độ là 2,83.10 -5 mol/L nghĩa là trong 1L dung dịch có 2,83.10 -5 mol ion Pb 2+ . Khối lượng mol của chì là 207,2 g/mol nên khối lượng chì có trong 1 L dung dịch là:

Công thức quy đổi từ nồng độ mol sang phần triệu m/V

Bây giờ, ta áp dụng công thức ppm m/V, biết thể tích dung dịch là 1 L (giả sử) và khối lượng chất tan là 5,86 mg (tính theo lượng dung dịch giả định):

Công thức quy đổi từ nồng độ mol sang phần triệu m/V

ví dụ 2

Chuyển đổi nồng độ 0,145 mol/L của ion natri (Na + ) thành phần triệu m/V.

Giải pháp: Trong trường hợp này, chúng tôi sẽ sử dụng công thức để minh họa mức độ đơn giản của nó. Thứ duy nhất chúng ta thiếu là khối lượng mol của natri, là 22,99 g/mol.

Công thức quy đổi từ nồng độ mol sang phần triệu m/V

Công thức quy đổi từ nồng độ mol sang phần triệu m/V

Công thức quy đổi từ nồng độ mol sang phần triệu m/V

Công thức chuyển đổi từ nồng độ mol sang phần triệu m/m

Như trong trường hợp trước, việc chuyển đổi này có thể được thực hiện theo hai cách. Tiếp theo, công thức chuyển đổi nồng độ mol sang ppm m/m được rút ra.

Chúng ta sẽ bắt đầu từ biểu thức của miligam chất tan từ nồng độ mol.

Công thức chuyển đổi từ nồng độ mol sang phần triệu m/m

Vấn đề trong trường hợp này là ppm m/m tính theo khối lượng của dung dịch chứ không phải thể tích của dung dịch như xuất hiện trong công thức này. Vì lý do này, trước khi thay thế biểu thức này trong công thức ppm m/m, mật độ của dung dịch phải được biết để chuyển đổi thể tích của nó thành khối lượng:

Công thức chuyển đổi từ nồng độ mol sang phần triệu m/m

Thể tích theo nồng độ mol tính bằng lít và chúng tôi quan tâm đến khối lượng của dung dịch tính bằng kilôgam (vì đó là cách nó diễn ra trong công thức ppm m/m), vì vậy khối lượng riêng phải tính bằng kg/L. Tuy nhiên, hầu hết mật độ được báo cáo bằng g/mL, do đó cũng phải bao gồm hệ số chuyển đổi:

Công thức chuyển đổi từ nồng độ mol sang phần triệu m/m

Kết hợp biểu thức này, biểu thức của khối lượng chất tan tính bằng miligam và công thức ppm m/m, và sau khi hủy bỏ khối lượng của dung dịch, chúng ta thu được:

Công thức chuyển đổi từ nồng độ mol sang phần triệu m/m

ví dụ 3

Xác định nồng độ tính bằng miligam chất tan trên kilogam dung dịch đối với dung dịch 0,050 mol axit clohydric, biết rằng dung dịch có khối lượng riêng là 1,025 g/mL.

Giải pháp: Trong trường hợp này, chỉ cần đưa dữ liệu vào công thức để chuyển đổi nồng độ mol thành phần triệu và bạn đã hoàn tất. Khối lượng mol của HCl là 36,46 g/mol:

Công thức chuyển đổi từ nồng độ mol sang phần triệu m/m

Công thức chuyển đổi từ nồng độ mol sang phần triệu m/m

Công thức chuyển đổi từ nồng độ mol sang phần triệu m/m

Người giới thiệu

https://www.quimicas.net/2015/05/ejemplos-de-ppm-partes-por-millon.html

-Quảng cáo-

Israel Parada (Licentiate,Professor ULA)
Israel Parada (Licentiate,Professor ULA)
(Licenciado en Química) - AUTOR. Profesor universitario de Química. Divulgador científico.

Artículos relacionados