Расчет раствора: Онлайн калькулятор расчета и подбора состава цементно-песчанного раствора различных марок прочности.

Онлайн калькулятор: расчет цементного раствора и бетона

Калькулятор предназначен для быстрого расчета цементно-песчаного раствора или бетона на основании используемой марки цемента.

Ниже калькулятора приведены таблицы состава цементно-известковых, цементно-глиняных и цементных растворов для каменных конструкций и расхода цемента из расчета кг на 1 м³ песка (раствора).

Ознакомьтесь также со статьями о марках цемента и о марках бетона.

Калькулятор расчета бетона

Начинайте вводить цифры, калькулятор произведет расчет автоматически.

Ниже — пару вспомогательных таблиц.

Составы цементно-известковых, цементно-глиняных и цементных растворов для каменных конструкций

Расход цемента, кг на 1 м³ песка (раствора)

Расчет строительного раствора (состав и пропорции) – Онлайн калькулятор бесплатно!

Строительные растворы — это смеси из вяжущего вещества, воды и мелкого заполнителя, приобретающие в результате процесса твердения однородную камнеподобную структуру. До затвердевания их называют растворными смесями и используют для каменной кладки стен, фундаментов и оштукатуривания поверхностей различных конструкций.

Состав цементного раствора, онлайн расчет позволит вам рассчитать сколько потребуется цемента, песка и воды, для приготовления цементного раствора, а также их цену, в зависимости от требуемого объема и марки раствора и цемента.

При строительстве частного дома, гаража приходится иметь дело со строительным раствором – смесью цемента, песка и воды. Такой раствор в различных пропорциях используется для кладки и оштукатуривания стен, стяжки полов и прочих работ. Самостоятельно сделать смету — расчет количества и стоимости материалов, не так просто, как кажется. Калькулятор онлайн поможет быстро и удобно произвести расчет состава раствора для кладки, расчет состава раствора для стяжки, расчет состава раствора для штукатурки и определить стоимость необходимых стройматериалов.

Калькулятор строительного раствора предназначен для расчета пропорций и состава цементно-песчанных и цементно-керамзитовых растворов, подбора необходимой подвижности и расчета стоимости.

При заполнении данных, обратите внимание на дополнительную информацию со знаком ❗

Строительство — сфера, в которой невозможно обойтись без цементного раствора. Прочность раствора зависит от того, какую марку цемента вы будете применять, от модуля крупности песка и соблюдении правил твердения. Строительный раствор необходимо использовать не позднее чем через 30 минут после изготовления.

Способ приготовления строительного раствора

Песок и цемент на сухую смешивают в необходимых пропорциях, и постепенно порциями заливают водой, до получения нужной подвижности. При необходимости в воде изначально разводят расчетное количество пластификаторов. Во избежание налипания раствора на стенки бетоносмесителя, воду необходимо вливать именно в смесь малыми порциями.

Необходимая марка раствора зависит от марки используемых материалов. Например, при кирпичной кладке с маркой кирпича М100, необходимо замешать раствор такой же марки. Для приготовления раствора под основание фундамента можно использовать раствор меньшей прочности, чем марка прочности фундамента. Для расчета необходимой марки и подвижности, воспользуйтесь калькулятором подбора состава и пропорций строительного раствора.

Расчет состава строительных растворов производится в соответствии с СП82-101-98: «Приготовление и применение строительных растворов» и ГОСТ 28013—98: «Растворы строительные. Общие технические условия».

Для более комфортной работы с цементными растворами необходимо применять пластификаторы, либо для бытовых работ обычные моющие средства. Они помогают достичь пластичности раствора и упрощают процесс замешивания. Выбор пластификаторов достаточно большой, необходимо выбирать наиболее подходящий для ваших условий, например в холодное время нужно использовать пластификаторы с противоморозными добавками.

Для кладки кирпича и строительных блоков существуют «теплые» растворы, с добавлением теплосберегающих связующих, таких как пенополистирол, керамзитовый и перлитовый песок. Такие растворы препятствуют потере тепла через «мостики холода» и делают стену более монолитной по своим свойствам.

Важным параметром является подвижность раствора. Необходимо подбирать именно ту, которая соответствует виду работ. Примерная таблица подвижности строительных растворов:

• П1 — кладка бутовых камней методом вибрирования.
• П2 — обычная кладка бутовых камней; Монтаж стен и расшивка швов в стенах из крупных панелей и блоков.
• П3 — кладка пустотелых и полнотелых кирпичей, строительных блоков; заливка пустот бутовой кладки.
• П4 — Штукатурные работы.

Существуют 3 основных типа строительных растворов, различающихся составом.

1. Известковые растворы — Прочность их меньше чем у чистого цементного раствора, однако, они теплее и имеет большую пластичность. Для изготовления используется известковое тесто, молотую негашеную известь и песок.
2. Цементно-известковый раствор — В него входит цемент и известковое тесто. Он очень пластичен и обладает высокой прочностью, может применяться практически для любого вида кладки.
3. Цементно-песчанный раствор — В его основе цемент и песок. Такая смесь без пластификаторов достаточно жесткая, а также малоподвижная.

Далее представлен полный список выполняемых расчетов с кратким описанием каждого пункта. Если вы не нашли ответа на свой вопрос, вы можете написать в комментариях ниже.

Свойства строительных растворов

1️⃣ Удобоукладываемость – это свойство растворной смеси легко укладываться плотным и тонким слоем на пористое основание и не расслаиваться при хранении, перевозке и перекачивании растворонасосами. Она зависит от подвижности и способности смеси.

• Подвижность смесей характеризуется глубиной погружения металлического конуса (массой 300 г) стандартного прибора. Подвижность назначают в зависимости от вида и отсасывающей способности основания. Для кирпичной кладки подвижность раствора составляет 9-13 см, для заполнения швов между панелями и другими сборными элементами – 4-6 см, а для вибрирования бутовой кладки – 1-3 см.
• Водоудерживающая способность – это свойство растворной смеси сохранять воду при укладке на пористое основание, что необходимо для сохранения подвижности смеси, предотвращения расслоения и хорошего сцепления раствора с пористым основанием. Водоудерживающую способность увеличивают путем введения в растворную смесь неорганических дисперсных (состоящих из мелких частиц) добавок и органических пластификаторов. Смесь с этими добавками отдает воду пористому основанию постепенно, при этом он становится плотнее, хорошо сцепляется с кирпичом, отчего кладка становится прочнее. Удобоукладываемую растворную смесь получают, если правильно назначен зерновой состав ее твердых составляющих, определяемой соотношением песка, вяжущего и дисперсной добавки. Тесто вяжущего заполняет пустоты между зернами песка и равномерно покрывает песчинки тонким слоем, уменьшая внутреннее трение. С удобоукладываемой растворной смесью удобно работать, в результате повышается производительность труда. От удобоукладываемости растворной сети зависит качество каменной кладки.
  Правильно подобранная растворная смесь заполняет неровности, трещины, углубления в кирпиче или камне, поэтому получается большая площадь контакта между раствором кирпичом (камнем), в результате прочность и монолитность кладки возрастает. Увеличивается долговечность стен.

Основным свойством строительных растворов являются: прочность (марка) к заданному сроку твердения, сцепление с основанием, морозостойкость и Деформативные характеристики: усадка в процессе твердения, влияющая на трещиностойкости, модуль упругости, коэффициент Пуассона.

2️⃣ Прочность при сжатии определяют испытанием образцов-кубиков с длиной ребра 7,07 см в возрасте, установленном в стандарте или технический условиях на данный вид раствора. Изготовление образцов из растворной смеси подвижностью менее 5 см производят в обычных формах с поддоном, а из смеси с подвижностью 5 см и более – в формах без поддона, установленных на основании-кирпиче (покрытой смоченной водой газетной бумагой).

Прочность смешанных растворов зависит от количества введенной в раствор извести или глины. Оптимальная добавка известкового или глинистого теста, позволяющие получить удобоукладываемые растворные смеси и плотные растворы, соответствует максимуму на кривых прочности (см. В.Г. Микульского Строительные материалы, с. 307 — график влияния дисперсных добавок (извести, глины) на прочность растворов состава (цемент : песок 1-1; 2-1:4; 3-1:5; 4-1:6; 5-1:9) для растворных смесей разного состава – от жирных 1:3 до «тощих» состава 1:9; состав указан в объемных частях – цемент : тесто : песок.

На основании Закономерностей, управляющих прочностью растворов, составлены таблицы рекомендованных составов разных марок, которыми широко пользуются на практике.

Строительные растворы по прочности в 28-суточном возрасте при сжатии делят на марки: 4, 10 25, 50, 75, 100, 150, 200. Растворы марок 4 и 10 изготовляют на воздушной и гидравлической смеси и др.

Понижение температуры замедляет рост прочности растворов.

Следовательно при низких положительных температурах прочность раствора в возрасте 28 суток составляет 55-72% от марки.

Поэтому в зимнее время широко применяют растворы с химическими добавками (поташа, нитрата натрия) понижающим температуру замерзания раствора и ускоряющими набор его прочности. Зимой марку раствора для каменной кладки (без тепляков) и монтажа крупнопанельных стен обычно повышают на одну ступень против марки при летних работах (например, 75 вместо 50).

3️⃣ Морозостойкость раствора характеризуется числом циклов попеременного замораживания и оттаивания, которое выдерживают насыщения водой стандартные образцы-кубики размером 7,07х7,07х7,07 см (допускается снижение прочности образцов не более 25% и потеря массы не свыше 5%).

Строительные растворы для каменной кладки наружных стен и наружной штукатурки имеют марки по морозостойкости: F10, F15, F25, F35, F50, причем марка повышается для влажных условий эксплуатации. В таких условиях растворы удовлетворяют и более высоким требованиям по морозостойкости: F 100, F 150, F 200, F 300. Морозостойкость растворов зависит от вида вяжущего вещества, водоцементного отношения, введенных добавок и условий твердения.

Классификация строительных растворов

1️⃣ По плотности в сухом состоянии растворы делят на:

• тяжелые с плотностью 1500 кг/м³ и более, для их изготовления применяют тяжелые кварцевые или другие пески;
• легкие растворы, имеющие плотность менее 1500 кг/м³ , заполнителями в них являются легкие пористые пески из пемзы, туфов, шлаков, керамзита и других легких мелких заполнителей.

2️⃣ По виду вяжущего строительные растворы бывают:

• цемент­ные, приготовленные на портландцементе или его разновиднос­тях; известковые — на воздушной или гидравлической извести;
• гипсовые — на основе гипсовых вяжущих веществ — гипсового вяжущего, ангидритовых вяжущих;
• смешанные — на цементно-известковом вяжущем.

Выбор вида вяжущего производят в зависимости от назначения раствора, предъявляемых к нему требований, температурно-влажностного режима твердения и условий эксплуатации здания или сооружения.

3️⃣ По назначению строительные растворы делят на:

• кладочные для каменных кладок и кладки стен из крупных элементов;
• отделочные для штукатурки, изготовления архитектурных деталей, нанесение декоративных слоев на стеновые блоки и панели;
• специальные, обладающие некоторыми ярко выраженными или особыми свойствами (акустические, рентгенозащитные, тампонажные и т.д.). Специальные растворы имеют узкое применение.

4️⃣ По физико-механическим свойствам растворы классифицируют по двум важнейшим показателям: прочности и морозостойкости, характеризующим долговечность раствора. По величине прочности при сжатии строительные растворы подразделяют на восемь марок: 4, 10, 25, 50, 75, 100, 150 и 200. Растворы М4 и 10 изготовляют на местных вяжущих (воздушной и гидравлической извести и др. ). По степени морозостойкости в циклах замораживания растворы имеют девять марок морозостойкости: от F10 до F300.

5️⃣ Состав раствора обозначают количеством (по массе или объему) материалов на 1 м³ раствора или относительным соотношением (также по массе или объему) исходных сухих материалов. При этом расход вяжущего принимают за 1. Для простых растворов, состоящих из вяжущего и не содержащих минеральных добавок (цементных или известковых растворов) состав будет обозначен, например, 1:6, т. е. на 1 ч. вяжущего приходится 6 ч. песка. Состав смешанных растворов, состоящих из двух вяжущих или содержащих минеральные добавки, обозначают тремя цифрами, например 1:0,4:5 (цемент:известь:песок). Однако следует учитывать, что в цементных смешанных растворах за вяжущее принимают цемент совместно с известью.

6️⃣ В качестве мелкого заполнителя применяют:

• для тяжелых растворов — кварцевые и полевошпатовые природные пески, а также пески, полученные дроблением плотных горных пород;
• для легких растворов — пемзовые, туфовые, ракушечные, шлаковые пески.

Для обычной кладки кирпича, камней правильной формы, в том числе и блоков, наибольший размер зерен песка не должен превышать 2,5 мм; для бутовой кладки, а также замоноличивания стыков сборных железобетонных конструкций и для песчаного бетона — не более 5 мм; для отделочного слоя штукатурки— не более 1,2 мм.

7️⃣ Минеральные и органические добавки применяют для получения удобоукладываемой растворной смеси при использовании портландцементов. В качестве эффективных минеральных добавок в цементные растворы вводят известь в виде теста. Добавка извести в цементных растворах повышает водоудерживающую способность, улучшает удобоукладываемость и дает экономию цемента. В качестве неорганических дисперсных добавок применяют активные минеральные добавки — диатомит, трепел, молотые шлаки и т. д.

8️⃣ Поверхностно-активные добавки используют для повышения пластичности растворной смеси и уменьшения расхода вяжущего, вводят в растворы десятые и сотые доли процента от количества вяжущих. В качестве поверхностно-активной органической добавки применяют сульфитно-дрожжевую бражку (СДБ), гидролизированную боенскую кровь (ГК), мылонафт, гидрофобнопластифицирующую добавку «флегматор» и др.

Требования к качеству вяжущих, заполнителей, добавок и воды такие же, как и к материалам, применяемым для приготовления бетонов.

Общие сведения по результатам расчетов

1. Количество цемента — Общее расчетное количество необходимого цемента на весь раствора.
2. Количество воды — Общее расчетное количество необходимой воды на весь объем. Внимание! Окончательное количество воды подбирается опытным путем, в зависимости от влажности песка.
3. Количество заполнителей — Общее количество песка (заполнителя) на весь объем в килограммах.
4. Плотность раствора — Плотность раствора в сыром состоянии.
5. В/Ц — Водоцементное соотношение.
6. Пропорции — Относительное соотношение компонентов раствора. Ц — часть цемента; П — часть песка; В – часть воды.
7. Стоимость — Стоимость каждого материала и общая на весь объем.

Справка

Строительный раствор – смесь из нескольких компонентов: вяжущего вещества (цемент, известь, глина, гипс), заполнителя (песка, золы) и воды, которая при затвердевании превращается в искусственный камень. Иногда в раствор для улучшения свойств добавляют пластифицирующие или противоморозные добавки.

Цемент – минеральное гидравлическое вяжущее вещество искусственного происхождения. При смешивании с водой образует пластичную массу, быстро затвердевает и превращается в камень. Цемент получают путем тонкого помола гипсового камня и клинкера — материала, получаемого при обжиге известняка и глины. Является одним из основных строительных материалов.

Бутовая кладка – каменная кладка из бута, крупных неровных колотых или цельных камней. В основном, для бутовой кладки используют камни из твердых горных пород: известняка, песчаника, ракушечника, туфа, гранита, доломита, базальта и габбро.

Расшивка швов – строительно-отделочные работы, выполняемые после кладки кирпича, блоков и т. д., направленные на придание стене красивого внешнего вида. Работы заключаются в формировании ровного шва определенного профиля с помощью специального инструмента – расшивки.

Загрузка…

Понравилось? Поделись с друзьями!

Концентрация раствора

Водный раствор состоит не менее чем из двух компоненты, растворитель (вода) и растворенное вещество (вещество, растворенное в вода). Обычно нужно отслеживать количество растворенного вещества. в растворе. Мы называем это концентрациями. Можно было бы сделать, сохраняя отслеживать концентрацию путем определения массы каждого компонента, но Обычно жидкости легче измерять по объему, а не по массе. Сделать это обычно используется мера, называемая молярностью. Молярность (M) определяется как число количество молей растворенного вещества (n), деленное на объем (V) раствора в литрах.

Важно отметить, что молярность определяется как моль растворенного вещества на литр раствора, а не моль растворенного вещества на литр растворителя. Это потому, что когда вы добавляете вещество, например, соль, к некоторому объему воды объем полученного раствора будет другим чем исходный объем каким-то непредсказуемым образом. Чтобы обойти эту проблему химики обычно готовят растворы в мерных колбах. Это колбы, имеющие длинное горлышко с вытравленной линией, указывающей объем. Сначала в колбу добавляют растворенное вещество (возможно, соль), а затем воду. добавляют до тех пор, пока раствор не достигнет отметки. Колбы имеют очень хорошую калибровку поэтому объемы обычно известны как минимум с четырьмя значащими цифрами.

Пример #1 :

Расчет молярности

Уравнение для расчета молярности по моли и объем очень прост. Просто разделите моли растворенного вещества на объем решение.

Какова молярность (с правильными цифрами значительных цифры) 0,40 моль NaCl растворить в 0,250 л?

Ответ

Пример #2 :

Разведение

Раствор можно сделать менее концентрированным путем разбавления растворителем. Если раствор разбавить от V ₁ до V ₂ , молярность этого решения изменяется согласно уравнению:

Единицы объема должны быть одинаковыми для обоих томов. в этом уравнении. В общем, М ₁ обычно называют начальным молярность раствора. V ₁ относится к объему, который перенесено. M ₂ относится к конечной концентрации раствора и V ₂ — конечный общий объем раствора.

Помните, что номер молей растворенного вещества не меняется при добавлении к раствору большего количества растворителя. Однако концентрация изменяется при добавлении количества растворителя. (иллюстрация)

Не забывайте об этой концепции. Вы будете использовать его снова в кислотно-щелочном равновесии.

Пример расчета разбавления:

Как приготовить 100 мл 0,40 М MgSO ₄ из исходный раствор 2,0 М MgSO ₄ ?

Ответ:

Есть два решения в этой проблеме. Обратите внимание, что вам даны две концентрации, но только один том. Решение № 1 — это то, для которого у вас есть только концентрация — решение, которое уже лежит на полке. Решение №2 это тот, для которого у вас есть и концентрация, и объем — решение, которое ты собираешься готовиться.

По крайней мере, пока вы не почувствуете себя комфортно с этим типом проблемы может быть полезно написать, какие числа идут с какими буквами в нашем уравнении.

М ₁ = 2,0 М MgSO ₄ ; V ₁ = неизвестно
M ₂ = 0,40M MgSO ₄ ; V ₂ = 100 мл

3.

4: Концентрации растворов — Химия LibreTexts

1. Последнее обновление

2. Сохранить как PDF

Идентификатор страницы

221455

• Эллисон Сульт
• Университет Кентукки

Результаты обучения

• Определение концентрации.
• Используйте термины «концентрированный» и «разбавленный» для описания относительной концентрации раствора.
• Рассчитайте молярность раствора.
• Расчет процентной концентрации (м/м, об/об, м/об).
• Опишите раствор с концентрацией в \(\text{ppm}\) или \(\text{ppb}\).
• Используйте единицы измерения концентрации в расчетах.
• Определите эквиваленты иона.
• Завершите вычисления относительно эквивалентов молей, объемов или массы.
• Завершить расчет разбавления.

Существует несколько способов выражения количества растворенного вещества в растворе. концентрация раствора является мерой количества растворенного вещества, растворенного в данном количестве растворителя или раствора . Концентрированный раствор содержит относительно большое количество растворенного вещества. Разбавленный раствор содержит относительно небольшое количество растворенного вещества . Однако эти термины относительны, и нам нужно уметь выражать концентрацию более точным, количественным образом. Тем не менее, концентрированный и разбавленный полезны как термины для сравнения одного раствора с другим (см. рисунок ниже). Также имейте в виду, что термины «концентрировать» и «разбавлять» могут использоваться как глаголы. Если бы вы нагревали раствор, вызывая испарение растворителя, вы бы концентрировали его, потому что отношение растворенного вещества к растворителю увеличивалось бы. Если бы вы добавили больше воды в водный раствор, вы бы разбавили его, потому что отношение растворенного вещества к растворителю уменьшилось бы.

Рисунок 8.1.1: Растворы красного красителя в воде от самого разбавленного (слева) до самого концентрированного (справа).

Концентрация в процентах

Один из способов описания концентрации раствора — процентная доля раствора, состоящего из растворенного вещества. Этот процент может быть определен одним из трех способов: (1) масса растворенного вещества, деленная на массу раствора, (2) объем растворенного вещества, деленная на объем раствора, или (3) масса растворенного вещества. растворенного вещества разделить на объем раствора. Поскольку эти методы обычно дают немного разные значения, важно всегда указывать, как был рассчитан данный процент.

Массовый процент

Когда растворенное вещество в растворе является твердым, удобным способом выражения концентрации является массовый процент (масса/масса), который представляет собой граммы растворенного вещества на \(100 \: \text{g} \) решения.

\[\text{Проценты по массе} = \frac{\text{масса растворенного вещества}}{\text{масса раствора}} \times 100\%\]

Предположим, что раствор был приготовлен путем растворения \ (25,0 \: \text{г}\) сахара в \(125 \: \text{г}\) воды. Процент по массе будет рассчитываться следующим образом: 93 \: \text{g} \right)\), чтобы вычислить массу воды, которую необходимо добавить.

Объемный процент

Процентное содержание растворенного вещества в растворе легче определить по объему, когда растворяемое вещество и растворитель оба являются жидкостями. Объем растворенного вещества, разделенный на объем раствора, выраженный в процентах, дает процент по объему (объем/объем) раствора. Если раствор готовят, беря \(40. \: \text{мл}\) этанола и добавляя достаточное количество воды, чтобы получить \(240. \: \text{мл}\) раствора, процент по объему равен:

\[\begin{align} \text{Проценты по объему} &= \frac{\text{объем растворенного вещества}}{\text{объем раствора}} \times 100\% \\ &= \frac{ 40 \: \text{мл этанола}}{240 \: \text{мл раствора}} \times 100\% \\ &= 16,7\% \: \text{этанол} \end{align}\]

Часто , на этикетках ингредиентов пищевых продуктов и лекарств количества указаны в процентах (см. рисунок ниже).

Рисунок 8.1.2: Перекись водорода обычно продается в виде \(3\%\) по объему раствора для использования в качестве дезинфицирующего средства.

Следует отметить, что, в отличие от массы, нельзя просто сложить объемы растворенного вещества и растворителя, чтобы получить окончательный объем раствора. При совместном добавлении растворенного вещества и растворителя масса сохраняется, но не всегда сохраняется объем. В некоторых случаях, как в приведенном выше примере, раствор готовили, начиная с \(40 \: \text{мл}\) этанола и добавляя достаточное количество воды, чтобы получить \(240 \: \text{мл}\) этанола. решение. Простое смешивание \(40 \: \text{мл}\) этанола и \(200 \: \text{мл}\) воды не даст вам такого же результата, так как окончательный объем, вероятно, не будет точно \( 240 \: \text{мл}\).

Массово-объемный процент

Массово-объемный процент также используется в некоторых случаях и рассчитывается аналогично предыдущим двум процентам. Процент массы/объема рассчитывается путем деления массы растворенного вещества на объем раствора и выражения результата в процентах.

Например, если раствор готовится из \(10 \: \ce{NaCl}\) в воде, достаточной для приготовления раствора \(150 \: \text{мл}\), массовая концентрация равна

\[\begin{align} \text{Объемно-массовая концентрация} & \frac{\text{масса растворенного вещества}}{\text{объем раствора}} \times 100\% \\ &= \frac{10 \: \text{g} \: \ce{NaCl}}{150 \: \text{мл раствора}} \times 100\% \\ &= 6,7\% \end{align}\]

Части на миллион и Части на миллиард

Двумя другими единицами концентрации являются части на миллион и части на миллиард. Эти единицы используются для очень малых концентраций растворенных веществ, таких как количество свинца в питьевой воде. Понять эти две единицы намного проще, если рассматривать процент как часть на сотню. Помните, что \(85\%\) эквивалентно 85 из ста. Раствор, который является \(15 \: \text{ppm}\), составляет 15 частей растворенного вещества на 1 миллион частей раствора. Раствор \(22 \: \text{ppb}\) содержит 22 части растворенного вещества на миллиард частей раствора. Хотя существует несколько способов выражения двух единиц \(\text{ppm}\) и \(\text{ppb}\), мы будем рассматривать их как \(\text{mg}\) или \(\mu \ text{g}\) растворенных веществ на \(\text{L}\) раствор соответственно.

Например, \(32 \: \text{ppm}\) может быть записано как \(\frac{32 \: \text{мг растворенного вещества}}{1 \: \text{L раствор}}\), а \(59 \: \text{ppb}\) можно записать как \(\frac{59 \: \mu \text{g раствор}}{1 \: \text{L раствор}}\).

Молярность

Химикам в первую очередь необходимо, чтобы концентрация растворов выражалась таким образом, чтобы учитывать количество присутствующих частиц, которые могут реагировать в соответствии с конкретным химическим уравнением. Поскольку процентные измерения основаны либо на массе, либо на объеме, они, как правило, бесполезны для химических реакций. Предпочтительной является единица концентрации, основанная на молях. молярность \(\left( \text{M} \right)\) раствора — это количество молей растворенного вещества, растворенного в одном литре раствора . Чтобы рассчитать молярность раствора, нужно количество молей растворенного вещества разделить на объем раствора, выраженный в литрах.

\[\text{Молярность} \: \left( \text{M} \right) = \frac{\text{моли растворенного вещества}}{\text{литры раствора}} = \frac{\text{ mol}}{\text{L}}\]

Обратите внимание, что объем указан в литрах раствора, а не в литрах растворителя. Когда сообщается молярность, единицей измерения является символ \(\text{M}\), который читается как «молярность». Например, раствор, обозначенный как \(1,5 \: \text{M} \: \ce{NH_3}\), представляет собой «1,5 молярный раствор аммиака».

Пример 8.1.1

Раствор готовят путем растворения \(42,23 \: \text{g}\) \(\ce{NH_4Cl}\) в достаточном количестве воды, чтобы получить \(500,0 \: \text{мл }\) решения. Вычислите его молярность.

Решение:

Шаг 1: Перечислите известные количества и спланируйте задачу.

Известные

• Масса \(\ce{NH_4Cl} = 42,23 \: \text{g}\)
• Молярная масса \(\ce{NH_4Cl} = 53,50 \: \text{г/моль}\)
• Объем раствора \(= 500,0 \: \text{мл} = 0,5000 \: \text{л}\)

Неизвестно

• Молярность \(= ? \: \text{M}\)

Массу хлорида аммония сначала переводят в моли. Затем вычисляют молярность путем деления на литры. Обратите внимание, что данный объем был преобразован в литры.

Шаг 2: Решить.

\[42,23 \: \text{g} \: \ce{NH_4Cl} \times \frac{1 \: \text{моль} \: \ce{NH_4Cl}}{53,50 \: \text{g} \: \ce{NH_4Cl}} = 0,7893 \: \text{моль} \: \ce{NH_4Cl}\]

\[\frac{0,7893 \: \text{моль} \: \ce{NH_4Cl}}{0,5000 \: \text{L}} = 1,579 \: \text{M}\]

Шаг 3: Подумайте о своем результате .

Молярность равна \(1,579 \: \text{M}\), что означает, что литр раствора будет содержать 1,579 моль \(\ce{NH_4Cl}\). Уместно наличие четырех значащих цифр.

Рисунок 8.1.3: Мерные колбы бывают разных размеров, каждая из которых предназначена для приготовления разного объема раствора.

Разведения

При добавлении дополнительного количества воды к водному раствору концентрация этого раствора уменьшается. Это связано с тем, что количество молей растворенного вещества не меняется, а общий объем раствора увеличивается. Мы можем установить равенство между молями растворенного вещества до разбавления (1) и молями растворенного вещества после разбавления (2).

\[\text{моль}_1 = \text{моль}_2\]

Поскольку моль растворенного вещества в растворе равна молярности, умноженной на объем в литрах, мы можем установить их равными.

\[M_1 \times L_1 = M_2 \times L_2\]

Наконец, поскольку две части уравнения установлены равными друг другу, объем может быть в любых выбранных нами единицах, если эта единица является одинаково с обеих сторон. Наше уравнение для расчета молярности разбавленного раствора принимает следующий вид:

\[M_1 \times V_1 = M_2 \times V_2\]

Кроме того, концентрация может быть выражена в любых других единицах, если \(M_1\) и \( M_2\) находятся в одном блоке.

Предположим, что у вас есть \(100. \: \text{mL}\) раствора \(2.0 \: \text{M}\) \(\ce{HCl}\). Вы разбавляете раствор, добавляя достаточное количество воды, чтобы сделать объем раствора \(500. \: \text{мл}\). Новую молярность можно легко рассчитать, используя приведенное выше уравнение и решив \(M_2\).

\[M_2 = \frac{M_1 \times V_1}{V_2} = \frac{2.0 \: \text{M} \times 100. \: \text{mL}}{500. \: \text{мл}} = 0,40 \: \text{M} \: \ce{HCl}\]

Раствор разбавлен в пять раз, так как новый объем в пять раз больше исходного оригинальный объем. Следовательно, молярность составляет одну пятую от первоначального значения. Другая распространенная проблема разбавления заключается в том, чтобы решить, сколько высококонцентрированного раствора требуется для получения желаемого количества раствора с более низкой концентрацией. Высококонцентрированный раствор обычно называют исходным раствором.

Пример 8.1.2

Азотная кислота \(\left( \ce{HNO_3} \right)\) является мощной и агрессивной кислотой. При заказе в компании-поставщике химикатов его молярность составляет \(16 \: \text{M}\). Сколько исходного раствора азотной кислоты нужно использовать, чтобы получить \(8,00 \: \text{L}\) из \(0,50 \: \text{M}\) раствора?

Решение:

Шаг 1: Перечислите известные количества и спланируйте задачу.

Известный

• Запас \(\ce{HNO_3} \: \left( M_1 \right) = 16 \: \text{M}\)
• \(V_2 = 8.00 \: \text{L}\)
• \(М_2 = 0,50 \: \текст{М}\)

Неизвестно

• Объем запаса \(\ce{HNO_3} \: \left( V_1 \right) = ? \: \text{L}\)

Неизвестным в уравнении является \(V_1\), необходимый объем концентрированного маточного раствора.

Шаг 2: Решить.

\[V_1 = \frac{M_2 \times V_2}{V_1} = \frac{0,50 \: \text{M} \times 8,00 \: \text{L}}{16 \: \text{M} } = 0,25 \: \text{L} = 250 \: \text{мл}\]

Шаг 3: Подумайте о своем результате.

\(250 \: \text{мл}\) исходного \(\ce{HNO_3}\) раствора необходимо разбавить водой до конечного объема \(8,00 \: \text{л}\ ). Разбавление от \(16 \: \text{M}\) до \(0,5 \: \text{M}\) равно 32.

Эквиваленты

много способов. Также очень важно использовать единицы с любыми значениями, чтобы обеспечить правильную дозировку лекарств или сообщать об уровнях веществ в крови, и это только два.