Все формулы РФ

Химия / Растворы

Масса растворенного вещества в растворе

Массу растворенного вещества находят умножением массовой доли на массу раствора. Так процентный состав переводят в граммы вещества.

Опубликовано: Обновлено:

Школьная программаОГЭЕГЭРастворыРассчитать концентрацию, долю или разбавлениеПроцентыКалькуляторЕсть историческая справка

Формула

$$m_{\text{вещества}}=w\cdot m_{\text{раствора}}$$
Схема Процент в граммы

От массы раствора и массовой доли стрелки ведут к массе вещества.

Массовая доля показывает, какую часть всей массы нужно взять.

Обозначения

$m_{вещества}$
масса растворенного вещества, г
$w$
массовая доля растворенного вещества, доля единицы
$m_{раствора}$
масса раствора, г

Условия применения

  • Массовая доля должна быть записана как доля единицы: 8% = 0,08.
  • Масса раствора означает массу всей смеси, а не только воды.
  • Доля и масса раствора должны относиться к одному и тому же раствору.

Ограничения

  • Формула не определяет массу растворителя; ее находят вычитанием массы вещества из массы раствора.
  • Если раствор содержит несколько веществ, долю нужно брать именно для нужного компонента.
  • При реакциях в растворе масса исходного растворенного вещества может отличаться от массы вещества после реакции.

Подробное объяснение

Формула получается из определения массовой доли. Если w = mвещества / mраствора, то масса вещества равна w, умноженной на массу раствора. Это обычное нахождение части от целого.

Процентная запись требует аккуратности. Знак процента означает деление на 100, поэтому 12% в вычислении становится 0,12. Если этого не сделать, ответ будет в сто раз больше и обычно сразу нарушит физический смысл.

Масса растворенного вещества всегда меньше массы раствора, если 0 < w < 1. Эта проверка помогает обнаружить ошибку в записи процента или в выборе величин. Если найденная масса больше массы раствора, нужно вернуться к условию.

От молярной концентрации расчет отличается тем, что не использует литры и моли. Если после нахождения массы нужно получить количество вещества, делают отдельный шаг n = m/M. Так не смешиваются массовая доля и молярность.

Практическая проверка формулы всегда начинается с единиц и с вопроса, какая величина является частью, целым, количеством вещества, объемом или энергией. Такая проверка не заменяет расчет, но быстро показывает, не смешаны ли массовая доля, молярная концентрация, выход реакции и газовые условия.

Как пользоваться формулой

  1. Запишите массу раствора.
  2. Переведите массовую долю из процентов в долю единицы.
  3. Проверьте, что доля относится к нужному веществу.
  4. Умножьте массу раствора на массовую долю.
  5. Сравните ответ с массой раствора и при необходимости найдите массу растворителя вычитанием.

Историческая справка

Расчет массы вещества по процентному раствору стал стандартным в аптечной и лабораторной практике, где нужно было приготовить раствор заданной крепости. Массовые проценты позволяли сразу перейти от описания состава к навеске вещества, которую можно взвесить. С развитием химического образования эта операция стала одной из базовых задач о растворах. Она показывает, что процент - не самостоятельная масса, а отношение, которое нужно умножить на массу конкретной порции раствора. В современной химии такие расчеты продолжают использоваться для грубой подготовки растворов, технологических инструкций и проверки состава смесей. Позднее эта запись закрепилась в учебных курсах как короткий расчетный прием: она связывает измеряемые величины с химической моделью и позволяет ученику проверить не только число, но и выбранный способ рассуждения.

Историческая линия формулы

Формула не имеет персонального автора. Она является преобразованием определения массовой доли и отражает практику количественного приготовления растворов. Ее исторические корни находятся в аналитической химии, фармации и лабораторном взвешивании.

Пример

Есть 500 г раствора NaOH с массовой долей 12%. Нужно найти массу щелочи. Переводим процент в долю: w = 0,12. Подставляем: mвещества = 0,12 * 500 = 60 г. Значит, в растворе содержится 60 г NaOH, а остальная масса приходится на воду и возможные другие компоненты: 500 - 60 = 440 г. Проверка по смыслу: 12 г вещества содержатся в 100 г раствора, значит в 500 г раствора, который в пять раз больше, будет 60 г вещества. Дополнительная проверка результата состоит в том, чтобы вернуть найденную величину в исходную формулу и убедиться, что единицы сокращаются именно так, как требует химический смысл задачи.

Частая ошибка

Часто умножают массу раствора на 12 вместо 0,12 и получают невозможные 6000 г вещества в 500 г раствора. Вторая ошибка - считать, что 12%-ный раствор всегда содержит 12 г вещества, независимо от массы раствора. Третья ошибка - путать массу растворенного вещества с количеством вещества: граммы можно перевести в моли только после деления на молярную массу.

Практика

Задачи с решением

Соль в растворе

Условие. Сколько NaCl в 200 г 5%-ного раствора?

Решение. w=0,05. m=0,05 * 200 = 10 г.

Ответ. 10 г

Кислота

Условие. Найдите массу HCl в 300 г 10%-ного раствора.

Решение. m=0,10 * 300 = 30 г.

Ответ. 30 г HCl

Щелочь

Условие. В 150 г раствора w(NaOH)=0,20. Сколько граммов NaOH?

Решение. m=0,20 * 150 = 30 г.

Ответ. 30 г

Калькулятор

Посчитать по формуле

Введите значения и нажмите «Рассчитать».

Дополнительные источники

  • IUPAC Gold Book: mass fraction
  • OpenStax Chemistry 2e: solution concentration calculations
  • Chemistry LibreTexts: Mass Percent Problems

Связанные формулы

Химия

Массовая доля растворенного вещества

$w=\frac{m_{\text{вещества}}}{m_{\text{раствора}}}$

Массовая доля растворенного вещества показывает, какая часть массы раствора приходится на растворенное вещество. Ее выражают долей единицы или процентами.