Chapter 6 · Section 4Textbook pages 117–118

Concentration and Mass Percentage ലായനിയുടെ ഗാഢത · മാസ് പെർസെന്റേജ്

"Too much salt in the sambar!" "The curry needs a pinch more!" We all taste the difference between a little and a lot of salt. This page puts a number on it. You will drop potassium permanganate crystals into water, meet dilute and concentrated solutions, and learn the chemist's favourite way to write concentration: the mass percentage. There is also ppm for very tiny amounts, and a calculator that solves problems both forwards and backwards.

📖 What you need (pages 2 and 3 of this guide)

Solute ലീനം + solvent ലായകം = solution ലായനി. In an aqueous solution ജലീയ ലായനി the solvent is water (page 3).
Per cent means "out of 100": 10 % = 10 parts in every 100 parts (page 2).
1 mL of water has a mass of about 1 g, so 90 mL of water ≈ 90 g.

1. Light pink or deep purple? (the KMnO₄ experiment)

ആഹാരപദാർഥങ്ങൾക്ക് ഉപ്പ് കൂടിപ്പോയി, കുറഞ്ഞുപോയി എന്നൊക്കെയുള്ള പരാതികൾ നിങ്ങൾ കേട്ടിരിക്കും. – You must have heard complaints that the food has too much salt, or too little. That difference in taste depends on the amount of salt added. Let us see the same idea with colour.

രണ്ട് ബീക്കറുകളിൽ ഒരേ അളവിൽ ജലം എടുക്കുക. ഒരെണ്ണത്തിൽ ഒന്നോ രണ്ടോ തരി പൊട്ടാസ്യം പെർമാംഗനേറ്റ് (KMnO₄) ഇടുക. രണ്ടാമത്തേതിൽ അഞ്ചോ ആറോ തരികൾ ഇടുക. Take the same amount of water in two beakers. Put one or two crystals of potassium permanganate (KMnO₄) in the first, and five or six crystals in the second.

⚠️ Potassium permanganate is an oxidiser and leaves brown stains on skin and clothes. Pick up the crystals with tweezers or a spatula, never with your fingers, use only a few crystals, and never taste or swallow the solution.

🟣 Virtual lab – KMnO₄ crystals in two beakers of water

Beaker 1: crystals Beaker 2: crystals

Both beakers hold the same volume of water. The colour depth in the model grows with the number of crystals, as it does in real life. The exact shades are illustrative.

Observe (page 117). രണ്ട് ബീക്കറുകളിലെയും നിറവ്യത്യാസം നിരീക്ഷിക്കുക. Observe the difference in colour in the two beakers.

Beaker 1 (1–2 crystals):

Beaker 2 (5–6 crystals):

രണ്ട് ലായനികളിലെയും നിറവ്യത്യാസത്തിന് കാരണം എന്താണ്? Q. What is the reason for the difference in colour between the two solutions?

Both beakers have the same amount of water, but beaker 2 has more solute (KMnO₄) dissolved in it. More solute in the same amount of solution means a higher concentration ഗാഢത, so the colour is deeper. Beaker 1 holds a dilute solution നേർത്ത ലായനി and beaker 2 holds a concentrated solution ഗാഢലായനി.

ലീനത്തിന്റെ അളവ് കൂടുതലുള്ള ലായനിക്ക് ഗാഢത കൂടുതലാണെന്ന് പറയാം. ലായനിയുടെ ഗാഢത ലീനത്തിന്റെ അളവിനെ ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നുവെന്ന് ഇതിൽ നിന്ന് മനസ്സിലാക്കാം. – A solution with more solute has a higher concentration. So the concentration of a solution depends on the amount of solute in it.

⭐ Concentration of a solution (page 117)

ഒരു നിശ്ചിത അളവ് ലായനിയിൽ ലയിച്ചു ചേർന്ന ലീനത്തിന്റെ അളവാണ് ലായനിയുടെ ഗാഢത. ഒരു ലായനിയിൽ ലീനത്തിന്റെ അളവ് കുറവാണെങ്കിൽ അത് നേർത്ത ലായനി (dilute solution) യും കൂടുതലാണെങ്കിൽ ഗാഢലായനി (concentrated solution) യുമാണ്.

The amount of solute dissolved in a definite amount of solution is the concentration of the solution ലായനിയുടെ ഗാഢത. If a solution has only a little solute it is a dilute solution നേർത്ത ലായനി; if it has more solute it is a concentrated solution ഗാഢലായനി.

🧠 "Dilute" and "concentrated" are comparisons

A spoon of sugar in a glass of water is dilute compared with sugar syrup for jalebi, but concentrated compared with a pinch of sugar in a bucket. To compare solutions exactly we need a number. ഒരു ലായനിയുടെ ഗാഢത പ്രസ്താവിക്കാൻ പല അളവുകളും ഉപയോഗിച്ച് വരുന്നുണ്ട്. ഇതിൽ ഒന്ന് നമുക്ക് പരിചയപ്പെടാം. Many measures are used to state the concentration of a solution. Let us meet one of them.

2. Mass percentage മാസ് പെർസെന്റേജ്

ലായനിയിൽ ലയിച്ചു ചേർന്ന ലീനത്തിന്റെ മാസ് ശതമാനത്തിൽ പ്രസ്താവിക്കുന്ന രീതിയാണിത്. അതായത് 100 g ലായനിയിൽ എത്ര ഗ്രാം ലീനം അടങ്ങിയിരിക്കുന്നുവെന്ന് പ്രസ്താവിക്കുന്നു. – Mass percentage states the mass of the solute dissolved in the solution as a percentage. In other words, it tells how many grams of solute there are in 100 g of the solution.

Mass percentage of the solution = mass of the solutemass of the solution × 100
ലായനിയുടെ മാസ് പെർസെന്റേജ് = (ലീനത്തിന്റെ മാസ് ÷ ലായനിയുടെ മാസ്) × 100

🔑 Mass of the solution = mass of the solute + mass of the solvent

The bottom of the fraction is the whole solution, not just the water. This is the most common mistake in this chapter!

Worked example: 10 g of salt in 90 g of water

ഉദാഹരണമായി 10 g ഉപ്പ് 90 g ജലത്തിൽ ലയിപ്പിച്ചുവെന്നിരിക്കട്ടെ. മാസ് പെർസെന്റേജിന്റെ അടിസ്ഥാനത്തിൽ എങ്ങനെയാണ് ഗാഢത കണക്കാക്കുന്നത്? Suppose 10 g of salt is dissolved in 90 g of water. How do we work out the concentration as a mass percentage? Step through it:

🎬 Step by step · 10 g salt + 90 g water

Mass of the solute ലീനത്തിന്റെ മാസ്	= 10 g
Mass of the solvent ലായകത്തിന്റെ മാസ്	= 90 g
Mass of the solution ലായനിയുടെ മാസ്	= 10 g + 90 g = 100 g
Mass percentage ലായനിയുടെ മാസ് പെർസെന്റേജ്	= 10100 × 100 = 10 %

What does "15 %" mean?

Q (page 118). ഒരാൾ തയ്യാറാക്കിയ ഉപ്പുവെള്ളത്തിന്റെ ഗാഢത 15% ആണ് എന്ന് പറഞ്ഞാൽ അതിന്റെ അർഥമെന്താണ്? If someone says the concentration of the salt water they made is 15 %, what does it mean?

15 g of salt is present in 100 g of the solution. 15 g ഉപ്പാണ് 100 g ലായനിയിൽ ഉള്ളത്. The other 100 − 15 = 85 g is water. (It does not mean 15 g of salt in 100 g of water.) Step through the picture below.

🎬 Step by step · the meaning of a 15 % salt solution

Your turn: the in-text question

? (page 118). 18 g ജലത്തിൽ A എന്ന പദാർഥത്തിന്റെ 2 g ചേർത്ത് ഒരു ലായനി തയ്യാറാക്കി. ലായനിയുടെ മാസ് പെർസെന്റേജ് കണക്കാക്കുക. A solution is made by adding 2 g of a substance A to 18 g of water. Calculate the mass percentage of the solution.

Your answer: %

Mass of solute (A) = 2 g · mass of solvent (water) = 18 g · mass of solution = 2 + 18 = 20 g
Mass percentage = 220 × 100 = 10 %.
(If you divided by 18 and got 11.1 %, you used the solvent instead of the solution.) Watch it step by step below.

🎬 Step by step · 2 g of A + 18 g of water

3. Why industry cares: the bleaching solution

മാസ് പെർസെന്റേജിന്റെ അടിസ്ഥാനത്തിൽ ലായനിയുടെ ഗാഢത കണ്ടെത്തുന്നത് പല വ്യാവസായിക ഉൽപന്നങ്ങളുടെ നിർമ്മാണത്തിലും പ്രധാനമാണ്. ഉദാഹരണത്തിന് വ്യാവസായിക ആവശ്യത്തിനായി ഉപയോഗിക്കുന്ന ബ്ലീച്ചിങ് ലായനി എന്നത് 3.62 മാസ് പെർസെന്റേജ് സോഡിയം ഹൈപ്പോക്ലോറൈറ്റിന്റെ (NaOCl) ജലീയലായനിയാണ്. – Finding concentration as a mass percentage is important when many industrial products are made. For example, the bleaching solution used in industry is an aqueous solution ജലീയ ലായനി of sodium hypochlorite (NaOCl) with a mass percentage of 3.62.

🧴 What 3.62 % NaOCl means

100 g of the bleaching solution contains 3.62 g of sodium hypochlorite and 100 − 3.62 = 96.38 g of water.
1 kg (1000 g) of it contains 3.62 × 10 = 36.2 g of NaOCl.
Too weak and it will not bleach or disinfect; too strong and it damages cloth and is dangerous. അളവുകൾ കൃത്യമായിരിക്കേണ്ടതിന്റെ പ്രാധാന്യമാണല്ലോ ഇത് നമ്മെ ബോധ്യപ്പെടുത്തുന്നത്. This shows why measurements must be exact.

⚠️ Bleach is corrosive. Never mix bleach with acids (toilet cleaners) or with ammonia: poisonous gases form. Use it only as the label says, with gloves, in a well-aired place.

4. Very tiny amounts: parts per million (ppm) പാർട്സ് പെർ മില്ല്യൺ

📚 Side box (page 118) – other measures of concentration ലായനിയുടെ ഗാഢത പ്രസ്താവിക്കുന്ന മറ്റ് ചില അളവുകൾ

ഒരു നിശ്ചിത മാസ് ലായനിയുടെ ദശലക്ഷം (10⁶) ഭാഗത്തിൽ എത്രഭാഗം ലീനം ഉണ്ടെന്ന് സൂചിപ്പിക്കുന്ന അളവാണ് പാർട്സ് പെർ മില്ല്യൺ. വളരെ കുറഞ്ഞ അളവിൽ അടങ്ങിയിരിക്കുന്ന ലീനത്തിന്റെ സാന്നിധ്യം പ്രസ്താവിക്കാനാണ് സാധാരണ ppm ഉപയോഗിക്കുന്നത്.

Parts per million (ppm) tells how many parts of solute there are in a million (10⁶) parts of the solution, by mass. It is used for solutes present in very small amounts.
Chlorine in drinking water: 4 ppm.
Oxygen dissolved in sea water: 5.8 ppm.
Carbon dioxide (CO₂), a greenhouse gas, in the atmosphere: 270 ppm before industrialisation → 414 ppm today. This rise is one of the causes of global warming.
Other measures of concentration: volume percentage, molarity and molality വോളിയം പെർസെന്റേജ്, മൊളാരിറ്റി, മൊളാലിറ്റി (you will meet these in higher classes).

🔎 What does a ppm look like?

Example

1 ppm = 1 g in 1 000 000 g = 1 mg in 1 kg. 1 % = 10 000 ppm.

🔭 Go further

For gases in the air, scientists usually count ppm by volume (molecules), not by mass. 414 ppm of CO₂ means 414 out of every million molecules of air. As a percentage that is only 414 ÷ 10 000 = 0.0414 %, yet the rise from 270 ppm (an increase of 144 ppm, about 53 %) is enough to warm the whole planet.

5. Mass-percentage calculator – forwards and backwards

Real problems come in three shapes. Pick one, type the numbers and read the working. The bar shows the whole solution split into solute and solvent; the 100-square grid shows the percentage.

🧮 Mass-percentage calculator

I know …

Practice: backwards problems (type the number, then check)

1. How much sugar is needed to make 250 g of an 8 % sugar solution? How much water?

sugar g · water g

2. Anu has 25 g of salt. How much water must she add to make a 10 % salt solution?

water g

3. A bottle holds 500 g of the 3.62 % bleaching solution. What mass of NaOCl does it contain?

NaOCl g

1. Solute = 250 × 8 ÷ 100 = 20 g sugar; water = 250 − 20 = 230 g.
2. 25 g must be 10 % of the solution, so the solution = 25 × 100 ÷ 10 = 250 g; water = 250 − 25 = 225 g (225 mL).
3. NaOCl = 500 × 3.62 ÷ 100 = 18.1 g.

⚠️ Common mistakes

Dividing by the mass of the solvent ✗ – always divide by the mass of the solution (solute + solvent).
"15 % means 15 g in 100 g of water" ✗ – it means 15 g in 100 g of solution (85 g water).
Forgetting "× 100" and writing 0.1 instead of 10 %.
Thinking a dark colour always means "concentrated" – a colourless sugar solution can be very concentrated too. Colour is only a clue for coloured solutes like KMnO₄.

🌐 Explore online needs internet · opens in a new tab

🧪 Concentration (PhET simulation) PhET, University of Colorado Boulder
Add solute, add or remove water, and watch the concentration and saturation.
📄 Mass fraction (chemistry) Wikipedia
Mass percentage = mass of solute ÷ mass of solution × 100.
📄 Parts-per notation Wikipedia
What ppm means (chlorine in drinking water, CO₂ in air).
🧪 Molarity (PhET simulation) PhET, University of Colorado Boulder
Go further: another way to measure concentration.

6. Check yourself

🧭 Summary

Concentration ലായനിയുടെ ഗാഢത = the amount of solute in a definite amount of solution. Little solute → dilute നേർത്ത ലായനി; more solute → concentrated ഗാഢലായനി.
Mass percentage മാസ് പെർസെന്റേജ് = (mass of solute ÷ mass of solution) × 100 = grams of solute in 100 g of solution.
10 g salt + 90 g water → 10 %. 2 g A + 18 g water → 10 %. 15 % → 15 g salt in 100 g solution.
Industrial bleaching solution: 3.62 % NaOCl. ppm = parts in 10⁶ parts: chlorine in drinking water 4 ppm, O₂ in sea water 5.8 ppm, CO₂ in air 270 → 414 ppm.

Next: Saturated, unsaturated and supersaturated solutions ▶