Расчёт массовой растворимости: формула, примеры и онлайн-калькулятор
- Массовая растворимость показывает, сколько граммов растворенного вещества содержится в 100 г растворителя при данной температуре.
- Формула массовой растворимости: S = (m_вещества / m_растворителя) × 100.
- Температура сильно влияет на растворимость: для большинства твердых веществ она растет с нагревом.
- Для газов растворимость с ростом температуры падает, а с ростом давления — растёт (закон Генри).
- На 2026 год типичная растворимость NaCl в воде при 20°C составляет 35,9 г на 100 г воды.
- Что такое массовая растворимость и зачем её считать?
- Формула массовой растворимости: просто о сложном
- Пример 1 (простой): Соль для салата
- Пример 2 (средний): Раствор сахара для варенья
- Пример 3 (сложный): Газ в воде — растворимость углекислого газа
- Типичные ошибки при расчёте массовой растворимости
- Мини-задачи для самопроверки
- Как зависит растворимость от температуры и давления?
- Онлайн-калькуляторы: считаем за секунды
Что такое массовая растворимость и зачем её считать?
Представьте, что вы готовите рассол для помидоров. Если насыпать слишком мало соли — огурцы испортятся, слишком много — будет несъедобно. Массовая растворимость (S) — это точное число, которое говорит: сколько граммов вещества может раствориться в 100 граммах растворителя (обычно воды) при заданной температуре.
Она бывает трёх видов:
- Молярная растворимость — в молях на литр (моль/л).
- Массовая растворимость — в граммах на 100 г растворителя (г/100 г).
- Объёмная растворимость — в граммах на 100 мл растворителя (г/100 мл).
В этой статье мы говорим именно о массовой — она самая популярная в быту и школе. Зная её, вы можете:
- Уверенно солить огурцы, не боясь пересолить.
- Готовить точные растворы удобрений для растений.
- Понимать, сколько сахара можно растворить в чае (и почему горячий чай слаще).
Формула массовой растворимости: просто о сложном
Формула похожа на рецепт пиццы: есть основа (растворитель) и начинка (вещество). Записывается так:
Где:
- S — массовая растворимость (г/100 г растворителя).
- m_вещества — масса растворенного вещества (г).
- m_растворителя — масса растворителя, в котором это вещество растворилось (г).
Умножение на 100 нужно, чтобы привести к стандартному виду — на 100 г растворителя. Если вы знаете массу раствора (вещество + растворитель), можно сначала найти массу растворителя: m_растворителя = m_раствора - m_вещества.
Также бывает обратная задача: зная растворимость, рассчитать, сколько вещества нужно для приготовления раствора. Тогда формула превращается в:
Пример 1 (простой): Соль для салата
Задача: Вы хотите приготовить 200 г раствора поваренной соли (NaCl) с массовой растворимостью 35,9 г/100 г воды. Сколько соли и сколько воды нужно взять?
Шаг 1: Растворимость S = 35,9 г/100 г воды. Это значит: на 100 г воды нужно 35,9 г соли.
Шаг 2: Пусть масса растворителя (воды) = x г. Тогда масса соли = (35,9 × x) / 100 = 0,359x.
Шаг 3: Масса раствора = масса воды + масса соли = x + 0,359x = 1,359x. По условию это 200 г: 1,359x = 200 → x = 200 / 1,359 ≈ 147,2 г воды.
Шаг 4: Масса соли = 200 - 147,2 = 52,8 г.
Ответ: Возьмите 147,2 г воды и 52,8 г соли, и получите насыщенный раствор при 20°C.
Пример 2 (средний): Раствор сахара для варенья
Задача: Для варенья нужен 60%-й раствор сахара. Какова массовая растворимость сахарозы в этом растворе, если на 200 г воды взяли 300 г сахара?
Шаг 1: Масса растворителя m_воды = 200 г, масса сахара m_сахара = 300 г.
Шаг 2: По формуле S = (m_сахара / m_воды) × 100 = (300 / 200) × 100 = 150 г/100 г воды.
Шаг 3: Проверяем: на 100 г воды приходится 150 г сахара. Это значит, что раствор очень концентрированный (сахар частично не растворится при комнатной температуре, так как растворимость сахарозы ~200 г/100 г при 20°C, но 150 г — ещё в пределах).
Ответ: Массовая растворимость в данном растворе 150 г/100 г воды.
Если бы вы готовили сироп для пропитки торта, то Калькулятор массовой растворимости помог бы быстро пересчитать на любое количество воды.
- 1Запишите данные
Выпишите известные массы вещества и растворителя или массу раствора.
- 2Определите m_растворителя
Если дана масса раствора, вычтите массу вещества: m_р-ля = m_р-ра - m_в-ва.
- 3Примените формулу
S = (m_в-ва / m_р-ля) × 100 — это и есть растворимость в г/100 г.
- 4Приведите к стандарту
Если нужно узнать массу для другого количества воды, используйте пропорцию.
Пример 3 (сложный): Газ в воде — растворимость углекислого газа
Задача: При 0°C и давлении 1 атм растворимость CO₂ в воде составляет 0,334 г на 100 г воды. Сколько граммов CO₂ растворится в 500 г воды при тех же условиях?
Шаг 1: Дано S = 0,334 г/100 г, m_воды = 500 г.
Шаг 2: Масса CO₂ = (S × m_воды) / 100 = (0,334 × 500) / 100 = 1,67 г.
Шаг 3: Ответ: 1,67 г.
Обратите внимание: для газов растворимость сильно зависит от давления (закон Генри). При повышении давления в 2 раза растворимость тоже удваивается. Именно поэтому газировка шипит, когда открываешь бутылку — давление падает, газ выходит.
Если вы решаете задачи по химии, вам может пригодиться Калькулятор pOH раствора для определения кислотно-основных свойств.
✅ Чек-лист: проверка правильности расчёта растворимости
0 из 7
Типичные ошибки при расчёте массовой растворимости
Вот 4 самые частые ошибки, которые допускают ученики и даже взрослые:
| Ошибка | Неправильно | Правильно |
|---|---|---|
| 1. Путают 100 г раствора и 100 г растворителя | Думают, что S = (m_вещества / 100 г раствора)×100 | S = (m_вещества / m_растворителя)×100, где m_растворителя — масса воды, а не раствора |
| 2. Не учитывают температуру | Используют значение растворимости для 20°C, когда нужно для 80°C | Всегда проверяйте таблицу растворимости для нужной температуры |
| 3. Путают массу раствора и объём | Используют объём (мл) как массу (г), особенно для воды | Для воды при 20°C 1 мл ≈ 1 г, но для других жидкостей нужна плотность |
| 4. Пропускают умножение на 100 | S = m_вещества / m_растворителя (получают долю) | Обязательно умножают на 100, чтобы получить граммы на 100 г растворителя |
Мини-задачи для самопроверки
Проверьте себя: решите три задачки, а затем сверьтесь с ответами.
- Задача А: Растворимость медного купороса (CuSO₄·5H₂O) в воде при 20°C равна 31,6 г на 100 г воды. Сколько граммов купороса нужно для приготовления 250 г насыщенного раствора?
- Задача Б: В 300 г воды растворили 90 г нитрата калия (KNO₃). Какова его массовая растворимость?
- Задача В: При 50°C растворимость хлорида аммония (NH₄Cl) составляет 50,4 г/100 г воды. Какую массу соли можно растворить в 80 г воды?
Ответы:
- А: Масса растворителя = 250 - x, где x — масса купороса. По формуле: x / (250 - x) × 100 = 31,6 → x = 31,6×(250 - x)/100 → x = 79 - 0,316x → 1,316x = 79 → x ≈ 60,0 г купороса.
- Б: S = (90 / 300) × 100 = 30 г/100 г воды.
- В: m_соли = (50,4 × 80) / 100 = 40,32 г.
Как зависит растворимость от температуры и давления?
Температура — главный враг и друг растворимости. Для большинства твёрдых веществ (соль, сахар, купорос) с ростом температуры растворимость увеличивается. Например, растворимость сахарозы при 20°C — 200 г/100 г, а при 80°C — уже 362 г/100 г. Для газов всё наоборот: чем горячее вода, тем меньше газа в ней остаётся (поэтому газировка в тепле быстро выдыхается).
Давление влияет в основном на растворимость газов: чем выше давление, тем больше газа растворяется (закон Генри). Для твёрдых веществ и жидкостей давление практически не играет роли.
Таблица растворимости для 20°C (на 2026 год данные стандартные):
| Вещество | Растворимость (г/100 г воды) |
|---|---|
| Поваренная соль (NaCl) | 35,9 |
| Сахароза (C₁₂H₂₂O₁₁) | 200 |
| Нитрат калия (KNO₃) | 31,6 |
| Кислород (O₂) | 0,0043 |
| Углекислый газ (CO₂) | 0,17 |
Для точных расчётов удобно использовать Калькулятор массовой растворимости.
Онлайн-калькуляторы: считаем за секунды
Зачем мучиться с ручными расчётами, если есть бесплатные инструменты? На нашем сайте вы найдёте несколько полезных калькуляторов:
- Калькулятор массовой растворимости — мгновенно вычисляет растворимость или массу вещества/воды.
- Калькулятор pOH раствора — для расчёта кислотности растворов.
- Калькулятор раствора удобрения — помогает садоводам приготовить точную подкормку.
- Калькулятор массовой доли серы — для анализа удобрений и топлива.
- Калькулятор плотности раствора — если нужно перевести объём в массу.
Все калькуляторы работают в браузере, не требуют установки и дают точный результат на 2026 год.
🧮 Посчитайте сами — инструменты по теме
🧭 Разделы по теме
Частые вопросы
Чем отличается массовая растворимость от массовой доли?
Массовая доля — это отношение массы вещества к массе раствора (выражается в долях или процентах). Массовая растворимость — это отношение массы вещества к массе растворителя (на 100 г растворителя). Например, если в 100 г воды растворили 50 г соли, массовая доля соли = 50/150 = 33,3%, а растворимость = 50/100×100 = 50 г/100 г воды.
Как найти растворимость по таблице при другой температуре?
В справочниках обычно приводят данные для 20°C, 40°C, 60°C и т.д. Если нужна температура, которой нет в таблице, можно интерполировать (найти среднее между соседними значениями). Для точных расчётов используйте онлайн-калькулятор.
Может ли растворимость быть больше 100?
Да, если вещество хорошо растворяется. Например, растворимость сахарозы при 20°C = 200 г/100 г воды. Это значит, что на 100 г воды можно растворить 200 г сахара. Раствор получается очень густым.
Как влияет давление на растворимость газов?
Согласно закону Генри, при постоянной температуре растворимость газа прямо пропорциональна его парциальному давлению над раствором. Удвоили давление — растворимость увеличилась вдвое. Это используют в газированных напитках.
Что такое насыщенный раствор?
Насыщенный раствор — это раствор, в котором при данной температуре больше нельзя растворить вещество: оно выпадает в осадок. Его концентрация равна массовой растворимости. Если добавить ещё вещества, оно не растворится.
Как приготовить раствор заданной растворимости в домашних условиях?
Вам понадобятся весы и вода. По формуле m_в-ва = (S × m_воды) / 100 рассчитайте массу вещества. Например, для растворимости 35,9 г/100 г на 500 г воды нужно 179,5 г соли. Нагрейте воду (растворимость соли от температуры почти не меняется), растворите соль, охладите.
В каких единицах измеряют растворимость в США?
В США часто используют единицы «граммов на 100 мл растворителя» или «унций на галлон». Для пересчёта: 1 г/100 мл ≈ 1 г/100 г только для воды с плотностью 1. Для других жидкостей требуется знать плотность.
Почему растворимость твёрдых веществ обычно растёт с температурой?
При нагревании увеличивается кинетическая энергия молекул, разрушаются кристаллические решётки, и вещество легче переходит в раствор. Исключения (например, CaSO₄) редки.
Источники и нормативные документы
- Таблицы растворимости солей и кислот (справочник) - на 2026 год актуальны данные из ГОСТ 28128-89
- Ресурс по химическим расчётам - WebQC
- Закон Генри - статья на Wikipedia