Nồng độ phần trăm là gì?

Nồng độ phần trăm là gì?

Nồng độ phần trăm là đại lượng cho biết khối lượng chất tan chiếm bao nhiêu phần trăm khối lượng dung dịch. Nồng độ phần trăm thường được ký hiệu là C%, đơn vị là %. Đây là cách biểu diễn nồng độ rất thường gặp trong chương trình hoá học phổ thông và trong đời sống.

Ví dụ, dung dịch NaCl 10% nghĩa là trong 100 gam dung dịch có 10 gam NaCl và 90 gam nước hoặc dung môi khác nếu chỉ gồm một chất tan và một dung môi. Dung dịch đường 5% nghĩa là trong 100 gam dung dịch có 5 gam đường.

Để học tốt nồng độ phần trăm, bạn cần hiểu dung dịch, chất tan, dung môi, khối lượng dung dịch và khối lượng chất tan. Khi bài toán có chất hoá học cụ thể, kiến thức từ bảng tuần hoàn hóa học cũng giúp tính khối lượng mol hoặc số mol nếu cần kết hợp với phản ứng.

Công thức tính nồng độ phần trăm

Công thức tính nồng độ phần trăm là:

C% = m_ct / m_dd × 100%

Trong đó:

Khối lượng dung dịch thường được tính bằng:

m_dd = m_ct + m_dm

Trong đó m_dm là khối lượng dung môi.

Ý nghĩa của nồng độ phần trăm

Nồng độ phần trăm cho biết trong 100 phần khối lượng dung dịch có bao nhiêu phần khối lượng chất tan. Ví dụ, dung dịch muối 20% nghĩa là trong 100 gam dung dịch có 20 gam muối. Phần còn lại thường là dung môi, nếu dung dịch chỉ có một chất tan.

Cần nhớ rằng C% là phần trăm theo khối lượng, không phải phần trăm theo thể tích, trừ khi đề bài nói rõ loại phần trăm khác.

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

Nếu biết khối lượng chất tan và khối lượng dung dịch, thay trực tiếp vào công thức:

C% = m_ct / m_dd × 100%

Ví dụ 1

Hoà tan 10 gam NaCl vào nước thu được 100 gam dung dịch. Tính nồng độ phần trăm.

Lời giải:

C% = 10 / 100 × 100% = 10%

Ví dụ 2

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

Lời giải:

C% = 15 / 300 × 100% = 5%

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, trước hết cần tính khối lượng dung dịch:

m_dd = m_ct + m_dm

Sau đó tính C%.

Ví dụ

Hoà tan 20 gam muối vào 180 gam nước. Tính nồng độ phần trăm của dung dịch.

Lời giải:

m_dd = 20 + 180 = 200 gam

C% = 20 / 200 × 100% = 10%

Điểm dễ sai là dùng 180 gam nước làm khối lượng dung dịch. Thực tế, khối lượng dung dịch là tổng khối lượng chất tan và dung môi.

Cách tính khối lượng chất tan từ nồng độ phần trăm

Nếu biết C% và khối lượng dung dịch, có thể tính khối lượng chất tan:

m_ct = C% × m_dd / 100%

Ví dụ

Tính khối lượng NaCl có trong 250 gam dung dịch NaCl 8%.

Lời giải:

m_ct = 8 × 250 / 100 = 20 gam

Vậy trong 250 gam dung dịch NaCl 8% có 20 gam NaCl.

Cách tính khối lượng dung dịch từ nồng độ phần trăm

Nếu biết khối lượng chất tan và C%, có thể tính khối lượng dung dịch:

m_dd = m_ct × 100% / C%

Ví dụ

Cần pha dung dịch 10% từ 15 gam chất tan. Tính khối lượng dung dịch thu được.

Lời giải:

m_dd = 15 × 100 / 10 = 150 gam

Nếu dung dịch chỉ gồm chất tan và nước, khối lượng nước cần dùng là 150 – 15 = 135 gam.

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

Nồng độ mol cho biết số mol chất tan trong 1 lít dung dịch, còn nồng độ phần trăm cho biết khối lượng chất tan trong 100 gam dung dịch. Hai đại lượng có cách dùng và đơn vị khác nhau.

Ví dụ, dung dịch NaCl 10% không trực tiếp giống dung dịch NaCl 10 M. Một bên biểu diễn theo khối lượng, một bên biểu diễn theo số mol trên thể tích.

Nồng độ phần trăm trong pha chế dung dịch

Nồng độ phần trăm rất hữu ích khi pha chế dung dịch theo khối lượng. Nếu cần pha 200 gam dung dịch đường 5%, ta tính khối lượng đường cần dùng:

m_đường = 5 × 200 / 100 = 10 gam

Khối lượng nước cần dùng là:

m_nước = 200 – 10 = 190 gam

Cách làm này áp dụng tốt cho các dung dịch đơn giản gồm một chất tan và một dung môi.

Bài tập tự luyện về nồng độ phần trăm

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 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%.

Bài 3

Tính khối lượng chất tan trong 400 gam dung dịch KCl 15%.

Lời giải: m_ct = 15 × 400 / 100 = 60 gam.

Bài 4

Cần pha 500 gam dung dịch NaCl 8%. Tính khối lượng NaCl và nước cần dùng.

Lời giải: m_NaCl = 8 × 500 / 100 = 40 gam. m_nước = 500 – 40 = 460 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. Nếu hoà tan 20 gam muối vào 180 gam nước, khối lượng dung dịch là 200 gam, không phải 180 gam.

Lỗi thứ hai là quên nhân 100%. Công thức C% luôn có nhân 100% để ra 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 chú ý chất tan có phản ứng với nước hoặc chất khác hay không. Trong các bài pha dung dịch đơn giản, thường xem chất tan chỉ hoà tan; nhưng trong bài phản ứng, cần xét phương trình hoá học.

Kết luận

Nồng độ phần trăm là đại lượng cho biết khối lượng chất tan chiếm bao nhiêu phần trăm khối lượng dung dịch. Công thức quan trọng là C% = m_ct / m_dd × 100%.

Muốn làm tốt bài tập nồng độ phần trăm, hãy xác định đúng khối lượng chất tan, khối lượng dung dịch, phân biệt dung dịch với dung môi và chú ý đơn vị. Đây là kiến thức nền tảng khi học dung dịch và các bài toán pha chế hoá học.

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 – Solution Concentrations: https://chem.libretexts.org/Bookshelves/General_Chemistry