Cách tính nồng độ phần trăm

Cách tính nồng độ phần trăm

Cách tính nồng độ phần trăm của dung dịch là lấy khối lượng chất tan chia cho khối lượng dung dịch rồi nhân với 100%. Công thức thường dùng là C% = m_ct / m_dd × 100%. Đây là dạng bài rất phổ biến khi học dung dịch trong hoá học phổ thông.

Ví dụ, hoà tan 10 gam muối vào nước thu được 100 gam dung dịch. Nồng độ phần trăm của dung dịch là 10 / 100 × 100% = 10%. Điều này nghĩa là trong 100 gam dung dịch có 10 gam muối.

Nồng độ phần trăm liên quan trực tiếp đến khối lượng chất tan, khối lượng dung môi và khối lượng dung dịch. Nếu bài toán có chất cụ thể và cần tính khối lượng mol, bạn có thể tra nguyên tử khối từ bảng tuần hoàn hóa học.

Công thức tính nồng độ phần trăm

Công thức cơ bản:

C% = m_ct / m_dd × 100%

Nếu dung dịch gồm một chất tan và một dung môi, khối lượng dung dịch được tính bằng:

m_dd = m_ct + m_dm

Trong đó m_dm là khối lượng dung môi.

Các công thức biến đổi từ C%

Từ công thức C% = m_ct / m_dd × 100%, có thể suy ra:

m_ct = C% × m_dd / 100

m_dd = m_ct × 100 / C%

Cách tính nồng độ phần trăm khi biết chất tan và dung dịch

Ví dụ 1

Trong 200 gam dung dịch có 20 gam NaCl. Tính nồng độ phần trăm của dung dịch.

Lời giải:

C% = 20 / 200 × 100% = 10%.

Ví dụ 2

Dung dịch đường có 15 gam đường trong 300 gam dung dịch. Tính C%.

Lời giải:

C% = 15 / 300 × 100% = 5%.

Dạng này đơn giản vì đề đã cho sẵn khối lượng dung dịch.

Cách tính nồng độ phần trăm khi biết chất tan và dung môi

Nếu đề cho khối lượng chất tan và khối lượng dung môi, cần tính khối lượng dung dịch trước:

m_dd = m_ct + m_dm

Ví dụ

Hoà tan 25 gam đường vào 225 gam nước. Tính nồng độ phần trăm dung dịch.

Lời giải:

m_dd = 25 + 225 = 250 gam.

C% = 25 / 250 × 100% = 10%.

Lỗi hay gặp là lấy 25 / 225 × 100%. Cách đó sai vì mẫu số phải là khối lượng dung dịch, không phải khối lượng nước.

Cách tính khối lượng chất tan từ C%

Nếu biết nồng độ phần trăm và khối lượng dung dịch, có thể tính khối lượng chất tan:

m_ct = C% × m_dd / 100

Ví dụ 1

Tính khối lượng NaCl trong 500 gam dung dịch NaCl 8%.

Lời giải:

m_NaCl = 8 × 500 / 100 = 40 gam.

Ví dụ 2

Tính khối lượng đường trong 250 gam dung dịch đường 12%.

Lời giải:

m_đường = 12 × 250 / 100 = 30 gam.

Cách tính lượng nước cần dùng để pha dung dịch

Nếu cần pha một dung dịch có nồng độ phần trăm xác định, thường tính khối lượng chất tan trước, rồi lấy khối lượng dung dịch trừ đi khối lượng chất tan để ra khối lượng nước.

Ví dụ

Cần pha 400 gam dung dịch NaCl 5%. Tính khối lượng NaCl và nước cần dùng.

Lời giải:

m_NaCl = 5 × 400 / 100 = 20 gam.

m_nước = 400 – 20 = 380 gam.

Vậy cần 20 gam NaCl và 380 gam nước.

Cách tính C% sau khi trộn hai dung dịch cùng chất tan

Khi trộn hai dung dịch cùng chất tan, nếu không có phản ứng, khối lượng chất tan sau trộn bằng tổng khối lượng chất tan ban đầu; khối lượng dung dịch sau trộn bằng tổng khối lượng các dung dịch.

Ví dụ

Trộn 100 gam dung dịch NaCl 10% với 200 gam dung dịch NaCl 5%. Tính C% dung dịch sau trộn.

Lời giải:

Khối lượng NaCl trong dung dịch thứ nhất: 10 × 100 / 100 = 10 gam.

Khối lượng NaCl trong dung dịch thứ hai: 5 × 200 / 100 = 10 gam.

Tổng khối lượng NaCl = 20 gam.

Tổng khối lượng dung dịch = 100 + 200 = 300 gam.

C% sau trộn = 20 / 300 × 100% ≈ 6,67%.

Cách tính C% sau phản ứng hoá học

Trong bài toán có phản ứng, cần tính khối lượng chất tan sau phản ứng và khối lượng dung dịch sau phản ứng. Nếu có khí thoát ra hoặc kết tủa tách khỏi dung dịch, khối lượng dung dịch có thể thay đổi.

Ví dụ, nếu kim loại phản ứng với acid tạo khí H₂ bay ra, khối lượng dung dịch sau phản ứng thường bằng khối lượng ban đầu cộng khối lượng kim loại đã tan trừ khối lượng khí thoát ra.

Dạng này khó hơn vì cần kết hợp phương trình hoá học, số mol, khối lượng chất và nồng độ phần trăm. Khi mới học, hãy nắm chắc dạng pha dung dịch cơ bản trước.

Nồng độ phần trăm và nồng độ mol khác nhau thế nào?

Nồng độ mol dùng số mol chất tan trên thể tích dung dịch, còn nồng độ phần trăm dùng khối lượng chất tan trên khối lượng dung dịch.

Không nên nhầm dung dịch 10% với dung dịch 10 M. Đây là hai cách biểu diễn nồng độ hoàn toàn khác nhau.

Bài tập tự luyện có lời giải

Bài 1

Hoà tan 12 gam muối vào nước thu được 240 gam dung dịch. Tính C%.

Lời giải: C% = 12 / 240 × 100% = 5%.

Bài 2

Hoà tan 30 gam đường vào 270 gam nước. Tính C%.

Lời giải: m_dd = 30 + 270 = 300 gam. C% = 30 / 300 × 100% = 10%.

Bài 3

Tính khối lượng chất tan trong 600 gam dung dịch KCl 15%.

Lời giải: m_KCl = 15 × 600 / 100 = 90 gam.

Bài 4

Cần pha 250 gam dung dịch NaCl 4%. Tính khối lượng NaCl và nước cần dùng.

Lời giải: m_NaCl = 4 × 250 / 100 = 10 gam. m_nước = 250 – 10 = 240 gam.

Những lỗi thường gặp khi tính nồng độ phần trăm

Lỗi đầu tiên là nhầm khối lượng dung môi với khối lượng dung dịch. Mẫu số của công thức C% phải là khối lượng dung dịch.

Lỗi thứ hai là quên nhân 100%. Nếu chỉ lấy m_ct/m_dd, kết quả là dạng thập phân, chưa phải phần trăm.

Lỗi thứ ba là nhầm C% với nồng độ mol. C% dùng khối lượng, còn nồng độ mol dùng số mol và thể tích dung dịch.

Lỗi thứ tư là không xét khí bay ra hoặc kết tủa trong bài toán phản ứng. Khi có chất rời khỏi dung dịch, khối lượng dung dịch sau phản ứng có thể thay đổi.

Kết luận

Cách tính nồng độ phần trăm dựa trên công thức C% = m_ct/m_dd × 100%. Muốn tính đúng, cần xác định chính xác khối lượng chất tan và khối lượng dung dịch. Nếu đề cho chất tan và dung môi, phải cộng lại để được khối lượng dung dịch.

Nồng độ phần trăm rất hữu ích trong bài toán pha chế dung dịch, trộn dung dịch và tính lượng chất tan. Hãy chú ý đơn vị, công thức và bản chất của dung dịch để tránh nhầm lẫn.

Tài liệu tham khảo

• IUPAC Gold Book – Mass fraction: https://goldbook.iupac.org/terms/view/M03722
• NIST – SI Units: https://www.nist.gov/pml/owm/metric-si/si-units
• Royal Society of Chemistry – Periodic Table: https://periodic-table.rsc.org/
• Chemistry LibreTexts – Concentration Units: https://chem.libretexts.org/Bookshelves/General_Chemistry