الفرق بين الكتلة الحجمية والتركيز الكتلي

15 دقيقةسهل

درس قصير يوضح الفرق بين الكتلة الحجمية ρ والتركيز الكتلي cm، وهما مقداران يتشابهان في الصيغة لكن يختلفان في معنى الكتلة المستعملة.

الهدف:

التمييز بين الكتلة الحجمية والتركيز الكتلي
حساب كل منهما انطلاقا من معطيات تجريبية
ربط التركيز الكتلي بالتركيز المولي

المقدمة

كثير من التلاميذ يخلطون بين الكتلة الحجمية ورمزها $\rho$ والتركيز الكتلي ورمزه $c_m$ ، لأن الصيغتين متشابهتان شكليا. الفرق الجوهري بينهما هو: أي كتلة نضعها في البسط؟

الكتلة الحجمية

الكتلة الحجمية لمحلول هي نسبة كتلة المحلول كاملا إلى حجمه:

\rho = \dfrac{m}{V}

وحدتها عادة g/mL أو g/L أو kg/m³، و $m$ هنا تمثل كتلة المحلول كله: المذاب زائد المذيب معا.

التركيز الكتلي

التركيز الكتلي لمذاب داخل محلول هو نسبة كتلة المذاب وحده إلى حجم المحلول:

c_m = \dfrac{m}{V}

وحدته g/L، و $m$ هنا تمثل كتلة المذاب فقط، دون كتلة المذيب. يرتبط التركيز الكتلي بالتركيز المولي $c$ بالعلاقة:

c_m = c \cdot M

حيث $M$ الكتلة المولية للمذاب (g/mol).

مثال للتفريق

في محلول سكري (ماء + سكر مذاب):

المقدار	البسط (الكتلة)	يمثل
$\rho$ الكتلة الحجمية	كتلة الماء + كتلة السكر	كتلة المحلول كاملا
$c_m$ التركيز الكتلي	كتلة السكر فقط	كتلة المذاب وحده

قاعدة عملية

إذا طُلبت منك الكتلة الحجمية فاحسب كتلة كل ما في الكأس؛ وإذا طُلب منك التركيز الكتلي فاحسب كتلة المادة المذابة فقط.

الأسئلة

نذيب $20\ g$ من السكر في $500\ g$ من الماء، ونعتبر حجم المحلول $V = 0{,}5\ L$ . احسب الكتلة الحجمية للمحلول والتركيز الكتلي للسكر.

المقدار	$\rho\ (g/L)$	$c_m\ (g/L)$
القيمة

عرض الحل

في $\rho$ نأخذ كتلة المحلول كله (ماء + سكر): $\rho = \dfrac{500 + 20}{0{,}5} = 1040\ g/L$ .

في $c_m$ نأخذ كتلة المذاب وحده (السكر): $c_m = \dfrac{20}{0{,}5} = 40\ g/L$ .

تعاريف مهمة

الكتلة الحجمية

نسبة كتلة المحلول كاملا (المذاب زائد المذيب) إلى حجمه، رمزها ρ.

التركيز الكتلي

نسبة كتلة المذاب وحده إلى حجم المحلول، رمزها cm، ويساوي cm = c × M.

القوانين

قانون : التركيز الكتلي من التركيز المولي

cm = c · M

يحول التركيز المولي c (mol/L) إلى تركيز كتلي cm (g/L) بضربه في الكتلة المولية M.

العلاقات الأساسية

الكتلة الحجمية

ρ = m / V

m هنا كتلة المحلول كله (المذاب زائد المذيب).

التركيز الكتلي

cm = m / V

m هنا كتلة المذاب فقط.

العلاقة مع التركيز المولي

cm = c · M

M الكتلة المولية للمذاب بـ g/mol.

تذكّر

الكتلة الحجمية تستعمل كتلة المحلول كاملا (ρ=m/V)، بينما التركيز الكتلي يستعمل كتلة المذاب فقط (cm=m/V=c×M)؛ الفرق بينهما هو أصل الكتلة الموضوعة في البسط لا الصيغة.

انتبه

احذر: لا تضع أبدا كتلة المحلول كاملا في حساب التركيز الكتلي، ولا كتلة المذاب فقط في حساب الكتلة الحجمية.

سجل الدخول لتتبع تقدمك التالي: التطبيقات