Caractéristiques de la concentration en pourcentage, calculs et exemples

Le concentration en pourcentage c'est une manière d'exprimer la relation du soluté dans cent parties de mélange ou de dissolution. Il convient de noter que ces "parties" peuvent être exprimées en unités de masse ou de volume. Grâce à cette concentration, on connaît la composition d'une solution qui, contrairement à celle d'un composé pur, n'est pas constante.

En outre, non seulement sa composition varie, mais aussi ses propriétés organoleptiques. Le pot de thé dans l'image inférieure acquiert des saveurs (et des colorations) plus intenses à mesure que davantage d'épices se dissolvent dans l'eau glacée. Cependant, bien que leurs propriétés changent, la concentration de ces épices reste constante.

Si nous supposons que 100 grammes de ceux-ci sont dissous dans l'eau et ensuite suffisamment agités pour homogénéiser la solution, les grammes seront distribués dans tout le pot. Le pourcentage de concentration de thé reste constant même si le contenu liquide est divisé en différents contenants.

Cela ne variera que si l'on ajoute plus d'eau au pot, ce qui, bien qu'il ne modifie pas la masse initiale des épices dissoutes (soluté), modifie sa concentration. Pour l'exemple du taux de thé, cette concentration peut être commodément exprimée en une masse de soluté entre le volume d'eau.

Ainsi, il ouvre la voie aux cas infinis où ces calculs de concentration jouent un rôle crucial.

Index

• 1 Qu'est-ce qu'une solution?
• 2 Caractéristiques de la concentration en pourcentage
• 3 Comment est-il calculé?
  • 3.1% en poids en poids% m / m
  • 3,2% en poids en volume% m / v
  • 3.3 Pourcentage de volume en volume% v / v
• 4 Exemples de calculs de concentration en pourcentage
  • 4.1 Exemple 1
  • 4.2 Exemple 2
  • 4.3 Exemple 3
• 5 références

Qu'est-ce qu'une solution?

Il est nécessaire de comprendre le terme "solution" avant d’examiner le pourcentage d’expression de sa concentration.

Une solution est un mélange homogène ou uniforme de deux substances ou plus dont les particules sont de taille atomique ou moléculaire.

Les composants en sont le soluté et le solvant. Le soluté est la matière dissoute dans une solution, qui se trouve dans une proportion inférieure. Le solvant est le milieu de dispersion dans une solution et se trouve en plus grande proportion (comme l'eau dans le pot à thé).

Caractéristiques de la concentration en pourcentage

- La concentration en pourcentage a l'avantage d'éviter les calculs de molarité et d'autres unités de concentration. Dans de nombreux cas, il suffit de connaître la quantité de soluté dissous dans la solution. Cependant, pour les réactions chimiques, un côté est laissé par la concentration molaire.

- Facilite la vérification de la loi de conservation de la masse.

- Il est exprimé en parties par cent de solution, dans lequel le soluté est compté.

- La relation entre le soluté et la solution peut être exprimée en unités de masse (grammes) ou de volume (millilitres).

Comment est-il calculé?

La manière de le calculer dépend des unités dans lesquelles vous souhaitez l'exprimer. Cependant, le calcul mathématique est essentiellement le même.

% En poids en poids% m / m

% (m / m) = (grammes de soluté / grammes de solution) ∙ 100

Le pourcentage en poids d'une solution indique le nombre de grammes de soluté dans chaque 100 grammes de solution.

Par exemple, une solution à 10% m / m de NaOH contient 10 grammes de NaOH pour 100 grammes de solution. On peut également interpréter de cette manière: 10 g de NaOH sont dissous dans 90 g d'eau (100-10).

Pourcentage de poids en volume% m / v

% (m / v) = (grammes de soluté / millilitres de solution) ∙ 100

Le pourcentage en milligrammes est une unité de concentration souvent utilisée dans les rapports cliniques pour décrire des concentrations extrêmement faibles du soluté (par exemple des oligo-éléments dans le sang).

Comme cas concret, nous avons l'exemple suivant: le niveau d'azote dans le sang d'une personne est de 32 mg%, ce qui signifie qu'il y a 32 mg d'azote dissous par 100 ml de sang.

Pourcentage de volume dans le volume% v / v

% (v / v) = (millilitres de soluté / millilitres de solution) ∙ 100

Le pourcentage en volume d'une solution indique le nombre de millilitres de soluté dans chaque 100 millilitres de solution.

Par exemple, une solution à 25% v / v d'alcool dans l'eau contient 25 millilitres d'alcool par 100 millilitres de solution, ou la même chose: 75 ml d'eau dissolvent 25 ml d'alcool.

Exemples de calculs de concentration en pourcentage

Exemple 1

Si vous avez 7 g de KIO₃Combien de grammes de solution à 0,5% m / m peuvent être préparés avec cette quantité de sel?

Une solution à 0,5% m / m est très diluée et est interprétée comme suit: pour 100 grammes de solution, il y a 0,5 gramme de KIO.₃ dissous. Ensuite, pour déterminer les grammes de cette solution pouvant être préparés, on utilise les facteurs de conversion:

7 g de KIO₃ ∙ (100 g Sol / 0,5 g KIO₃) = 1400 g ou 1,4 kg de solution.

Comment est-ce possible? Evidemment, la grande quantité de masse venait de l'eau; Donc, les 7 grammes de KIO₃ ils ont été dissous dans 1393 grammes d'eau.

Exemple 2

Si vous voulez préparer 500 grammes d'une solution de CuSO₄ à 1%, combien de grammes de sel cuivrique sont nécessaires?

Les facteurs de conversion sont appliqués pour éliminer le g de CuSO₄ désiré:

500 g de Sol CuSO₄ ∙ (1 g de CuSO₄/ 100 g de Sol CuSO₄) = 5 g de CuSO₄

C'est-à-dire dissoudre 5 g de CuSO₄ (un sel de couleurs bleu vif) dans 495 g d'eau (environ 495 ml)

Exemple 3

Si vous mélangez 400 ml d’eau, 37 grammes de sucre, 18 grammes de sel et 13 grammes de sulfate de sodium (Na₂SO₄), Quel est le pourcentage de concentration en masse pour chacun des composants du mélange?

En supposant que la densité de l'eau est de 1 g / ml, le mélange contient alors 400 g d'eau. L'ajout de la masse totale des composants de la solution est: (400 + 37 + 18 + 13) = 468 g de solution.

Ici, le calcul est simple et direct:

% D'eau m / m = (400 g d'eau / 468 g de sol) ∙ 100 = 85,47

% Sucre m / m = (37 g de sucre / 468 g de Sol) ∙ 100 = 7,90

% De sel m / m = (18 g de sel / 468 g de sol) ∙ 100 = 3,84

% Na₂SO₄ m / m = (13 g Na₂SO₄/ 468 g Sol) ∙ 100 = 2,77

En ajoutant tous les pourcentages de masse individuels que nous avons: (85,47 + 7,90 + 3,84 + 2,77) = 99,98% ≈ 100%, le mélange total.

Références

1. Christian Rae Figueroa. (14 septembre 2016). Unités de concentration. Chimie Extrait le 11 mai 2018 de: chem.libretexts.org
2. Ian Mills, Tomislav Cvitas, Klaus Homann, Nikola Kallay. (1998). Quantités, unités et symboles en chimie physique. Deuxième édition. Blackwell Science.
3. Whitten, Davis, Peck & Stanley. Chimie (8ème éd.). CENGAGE Learning, p 100-103.
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5. Anne Marie Helmenstine, Ph.D. (9 mai 2018). Volume Pourcentage Concentration (v / v%). Récupéré le 11 mai 2018 de: thoughtco.com
6. Peter J. Mikulecky, Chris Hren. (2018). Comment mesurer la concentration en utilisant la solution de molarité et de pourcentage. Extrait le 11 mai 2018 de: dummies.com
7. Armando Marín B. Concentrations. [PDF] Récupéré le 11 mai 2018 de: amyd.quimica.unam.mx