Chemisch Rekenen
3. Verhoudingen van stoffen
In de vorige sectie zijn al een aantal verhoudingen besproken zoals de dichtheid en de concentratie van de stof. Bij de dichtheid is er namelijk een verdeling van de massa van de stof over een bepaald volume. Dit kan weer worden omgerekend naar de molariteit van de stof door de dichtheid te delen door de molaire massa. \[c=\frac{\rho}{M_w},\ \ 1\ mol\ L^{-1}=\frac{1\ g\ L^{-1}}{1\ g\ mol^{-1}}\label{molariteit}\] Toch zijn er meerdere manieren om gehaltes van stoffen aan te noteren. Zo gebruiken vele huishoudartikelen bijvoorbeeld het percentage van een stof in een mengsel. Met percentages wordt de verdeling van een stof weergegeven. Bij de massa-volume percentage wordt bijvoorbeeld de massa van een stof verdeeld over 100 mL van een oplossing. \[\rm{percentage\ (m/v)=\frac{m(stof)}{V(oplossing)}\cdot 100\%}\]
Voorbeeld 6. Massa volume-verhouding en dichtheid
Waterstofperoxide oplossingen worden verkocht in oplossingen van 3% m/v. Bereken de dichtheid van waterstofperoxide in de oplossing. \[\rm{\frac{3\ \%}{100\ %}=\frac{3\ g}{100\ mL}}\] De dichtheid (\(\rho\)) in de oplossing is dan: \[\rm{\rho=\frac{3\ g}{100\ mL}\cdot\frac{10}{10}=\frac{30\ g}{1\ L}=30\ g\ L^{-1}}\]
Wanneer de massa van een stof verdeeld over de massa van een geheel wordt de voorkeur gegeven aan de massapercentage. \[\rm{massa\ percentage=\frac{m\left(stof\right)}{100\ g}\cdot100\%}\] De dichtheid kan namelijk ook worden weergegeven als een massa-volume gehalte. \[\rm{percentage\ (m/v)=\frac{m\left(oplosmiddel\right)\ g}{100\ mL\ oplossing}\cdot100\%}\]
Voorbeeld 7. Massapercentage berekenen
Bereken het massapercentage van calcium in CaCO3.
Uitwerking De massa van calciumcarbonaat en calcium zijn nodig. Met deze gegevens kan het massapercentage worden berekend.
\[\frac{40,08\ u}{\left(40,08+3\cdot12,01+3\cdot16,00\right) u}\cdot100\ \%=40,0\%\]
Naast de percentages er andere soort verdelingen op kleinere schalen. Dit is wat duidelijker in het Engelse woord percent, dat van het Grieks komt per centum dat ‘per honderd’ betekent. Wanneer de schaal 10 maal kleiner wordt kan de promille (permille, of per mille – per duizend) worden gebruikt. Andere schalen zijn de parts per million (ppm) en parts per billion (ppb) Dus het enige dat veranderd is de schaal waarin iets verdund is, als je dus met procenten kan rekenen, kun je ook met ppm en ppb rekenen. De schalen met verdunningsfactor \(\rm{F}\) zijn weergegeven in onderstaande tabel.
| schaal | F | Voorbeeld | |
| Procent | 1:102 | 102 | 1mg/100mg |
| Promille | 1:103 | 103 | 1mg/1g |
| Ppm | 1:106 | 106 | 1μg/1g |
| Ppb | 1:106 | 109 | 1ng/1g |
De vergelijking is op de schaal na gelijk, \[\rm{verdeling}=\frac{\rm{deel}}{\rm{totaal}}\cdot \rm{F}\]
Test je kennis
a. Bereken de molaire concentratie ethanol in een fles.