Молярность по плотности: калькулятор для химиков

Молярность — это количество молей растворённого вещества в одном литре раствора. Простыми словами: если вы опускаете руку в ведро с сахарным сиропом, то чувствуете липкость — это высокая концентрация. В химии нам нужно знать точное число частиц, чтобы реакции шли как по маслу. Например, для нейтрализации кислоты щёлочью нужно строго соблюдать молярность.

Самая частая ситуация: у вас есть концентрированная кислота (например, серная) с известными плотностью и массовой долей. Вы не знаете её молярность, а без неё нельзя приготовить рабочий раствор. Именно здесь приходит на помощь простой расчёт.

Формула связывает плотность (ρ), массовую долю (ω) и молярную массу (M):

Расшифруем каждую букву:

• C — молярная концентрация, моль/л (то, что ищем);
• ρ — плотность раствора, г/мл. Берётся из справочника или измеряется ареометром;
• ω — массовая доля растворённого вещества в процентах. Например, 36% соляная кислота — это ω=36;
• M — молярная масса растворённого вещества, г/моль. Считается по таблице Менделеева;
• 10 — коэффициент пересчёта: 1 г/мл = 1000 г/л, и проценты делятся на 100.

Запомните: плотность обязательно в г/мл, массовая доля — в процентах (не дробью!). Если плотность дана в кг/л, то она численно равна г/мл (например, 1.18 кг/л = 1.18 г/мл).

Дано: плотность раствора HCl (ρ) = 1.18 г/мл, массовая доля ω = 36%, молярная масса HCl (M) = 36.46 г/моль.

Шаг 1. Подставляем в формулу:

Шаг 2. Считаем числитель: 10 × 1.18 × 36 = 424.8.

Шаг 3. Делим на молярную массу: 424.8 / 36.46 ≈ 11.65 моль/л.

Ответ: молярность ≈ 11.65 M. Это стандартная концентрированная соляная кислота — с ней нужно работать в вытяжном шкафу.

Дано: ρ = 1.84 г/мл, ω = 98%, M = 98.08 г/моль.

Шаг 1. Формула:

Шаг 2. Числитель: 10 × 1.84 × 98 = 1803.2.

Шаг 3. Делим: 1803.2 / 98.08 ≈ 18.38 моль/л.

Ответ: ≈ 18.4 M. Это одна из самых концентрированных жидких кислот — будьте предельно осторожны!

Дано: ρ = 1.40 г/мл, ω = 65%, M = 63.01 г/моль.

Шаг 1. Формула:

Шаг 2. Числитель: 10 × 1.40 × 65 = 910.

Шаг 3. Делим: 910 / 63.01 ≈ 14.44 моль/л.

Ответ: ≈ 14.4 M. Азотная кислота — сильный окислитель, храните вдали от органики.

Хотите сэкономить время? Используйте Калькулятор молярности по плотности и массовой доле — введите данные и получите результат мгновенно.

Данные для 25°C. Внимание: уксусная кислота (ледяная) — 100%, но её плотность меньше единицы.

• Неправильная размерность плотности: если плотность в кг/л, она численно равна г/мл, но некоторые используют кг/м³ — тогда нужно делить на 1000. Проверяйте единицы!
• Массовая доля в виде дроби: если ω=0.36 вместо 36%, результат упадёт в 100 раз. Всегда используйте проценты.
• Забыли про множитель 10: формула предполагает перевод плотности в г/л (умножение на 1000) и деление процентов на 100, итого 10. Без него ответ будет в 10 раз меньше.
• Молярная масса с ошибкой: например, для H₂SO₄ иногда берут 98.0 вместо 98.08 — это даёт погрешность ~0.1%, обычно допустимо, но лучше уточнять.

Совет: всегда перепроверяйте расчёт на онлайн-калькуляторе — это снижает риск ошибки в 2-3 раза.

Попробуйте решить, затем сверьтесь с ответами в конце статьи.

1. Задача 1. Плотность раствора NaOH (10%) = 1.11 г/мл. M(NaOH)=40.00 г/моль. Найдите молярность.
2. Задача 2. Плотность серной кислоты (25%) = 1.18 г/мл. M(H₂SO₄)=98.08. Найдите молярность.
3. Задача 3. Сколько мл 12 M HCl нужно взять, чтобы получить 500 мл 0.5 M раствора? (подсказка: закон разбавления C1V1=C2V2)

Ответы:

1. 10 × 1.11 × 10 / 40 = 2.775 ≈ 2.78 M.
2. 10 × 1.18 × 25 / 98.08 = 295 / 98.08 ≈ 3.01 M.
3. V1 = (0.5 × 500) / 12 = 20.83 мл.

Ручной расчёт — это здорово, но когда нужно быстро, доверьтесь технике. На нашем сайте есть несколько полезных калькуляторов:

• Калькулятор молярности по плотности и массовой доле — решает ту самую формулу за секунду.
• Калькулятор плотности — если нужно вычислить плотность по массе и объёму.
• Конвертер плотности — переведёт г/мл в кг/м³ и обратно.

Сохраните ссылки в закладки — они пригодятся на лабораторных и экзаменах.