MOLARNOST: KONCENTRACIJA, ENOTE, IZRAČUN, VAJE - KEMIJA - 2026

Molarnost je koncentracija raztopine, izraženo v molih topljenca na liter raztopine. Skrajšano je kot M in izraža razmerje med maso topljene snovi in ​​prostornino raztopine (m / v); čeprav se v tradicionalni obliki to razmerje izraža kot teža do prostornine.

Mol je število atomov ali molekul, ki jih vsebuje atomska ali molekulska teža; Izražena je v gramih / mol. En mol je enak 6,02 · 10 ²³ atomov ali molekul, znan kot Avogadrovo število.

Formula molarnosti. Vir: Gabriel Bolívar.

Obstajajo tudi drugi načini za izražanje razmerja med maso topljene snovi in ​​prostornino, vključno z: odstotno razmerjem med maso topljene snovi in ​​prostornino raztopine ter normalnostjo. Slednje je izraženo kot število ekvivalentov topljenca na liter raztopine.

Medtem molalnost, ki je opredeljena kot število molov na kilogram topila, običajno vode, izraža razmerje med maso topljene snovi in ​​maso topila (m / m).

Oblika izražanja koncentracije raztopine v delih na milijon (ppm) izraža razmerje med enim delom topljene snovi in ​​enim milijonom delov raztopine, ki se običajno uporablja za izražanje razmerja masa-masa (m / m). Lahko pa izrazite razmerje med maso in volumnom (m / v).

Molarna koncentracija se poleg izražanja v molih na liter lahko izrazi kot milimole / liter (milimolarna raztopina); mikromolov / liter (mikromolarna raztopina); itd.

Težave z molarnostjo je mogoče rešiti z analitično metodo in z uporabo "pravila treh". Izbira metode bo odvisna od spretnosti, ki jo imate pri uporabi ene od metod.

Molarna koncentracija

Uporablja se za izražanje koncentracije topljenca v danem volumnu raztopine.

M = n / V (1)

Kjer je M enaka molarnosti, je n število molov, V pa volumen raztopine. Molarnost raztopine je torej število molov topljene snovi na prostornino raztopine, izraženo v litrih.

Po drugi strani je število molov

n = m / PM (2)

Kjer je m masa raztopljenega topila in PM njegova molarna masa.

Nadomestitev (2) v (1):

M = (m / PM) / V

Enote

Enota v mednarodnem sistemu za molarno koncentracijo je mol / m ³ . To ustreza milimolarni raztopini, ker je en m ³ enak 1.000 litrov. V vejah kemije in biologije se molarna koncentracija ponavadi izraža kot moli / L. Ta enota je izražena z M (veliko začetnico).

Raztopina enega mola / L je enakovredna raztopini M; raztopina 10 ^-3 molov / L je enaka 1mM (milimolarno); in raztopina 10 ^-6 molov / L je enaka 1 uM (mikromolarna).

Kako izračunati molarnost?

Priročno je uporabljati zgoraj navedene izraze, ker to zagotavlja, da bo rezultat uporabe formule v molih / litrih, kar je definicija molske koncentracije.

Nato je za izračun molarnosti raztopine potrebno izraziti koncentracijo topljene snovi v g / L. Nato poiščite molekulsko maso topljene snovi (g / mol) in poiščite razmerje med koncentracijo in molekulsko maso. Dobljeni rezultat je molarnost, izražena v molih / liter.

Pojdi od molarnosti do molalnosti

Potreben podatek za prehod od molarnosti do molalnosti je poznavanje gostote raztopine. To omogoča poznavanje mase raztopine, kar je bistvena zahteva za izračun molalnosti.

Prvi korak

Najprej morate preiti od molske koncentracije do gramov / litrov. Če želite to narediti, preprosto pomnožite molarnost raztopine z molekulsko maso topljene snovi.

Grami / liter topljene snovi = molarnost (moli / liter) · molekulska masa topljene snovi (grami / mol).

Tako lahko dobimo maso topljenca v 1 L raztopine.

Drugi korak

Potem je potrebno izračunati maso raztopine. Za to se uporablja gostota iste. Gostota je ponavadi izražena v gramih / kubičnem centimetru ali mililitru.

Masa raztopine (g) = prostornina gostote raztopine (ml) (g / ml)

Tretji korak

Dobivanje mase topila. Ker je masa raztopine enaka masi topljene snovi in ​​masi topila, je za pridobitev mase slednjega dovolj, da odstopimo od mase raztopine (korak 2) od mase mase raztopine (korak 2).

Četrti korak

Na koncu je treba topila (g) raztopine prenesti v maso topljene snovi, ki ustreza 1.000 g ali 1 kg topila. Če želite to narediti, bi bilo dovolj, da izvedite preprosto pravilo treh ali drugih enakovrednih matematičnih operacij.

Peti korak

G raztopine / 1000 g topila razdelimo na molekulsko maso topila (g / mol), da dobimo molalnost raztopine.

Numerični primer

3 M raztopina glukoze (molekulska masa 180 g / mol) ima gostoto 1,15 g / ml. Izračunajte molalnost te raztopine.

Najprej izračunamo grame glukoze, raztopljene v litru raztopine:

g / L = 3 moli / L 180 g / mol

= 540 g / L

Nato izračunamo maso raztopine iz njene gostote:

g raztopine (masa) = 1.000 ml 1.15 g / ml

= 1.150 g

Masa topila je izražena z razliko:

Masa topila = masa raztopine - masa topljenca

= 1.150 g - 540 g

= 610 g

Toda 610 g ni 1000 g topila, kot določa definicija molalnosti. Zato je treba izračunati, koliko gramov glukoze je raztopljenih v 1000 g topila:

Masa topljene snovi = 540 g topljene snovi (1.000 g topila / 610 g topila)

= 885,25 g

In na koncu se molalnost izračuna z vrnitvijo gramov molom:

Molalnost = (885,25 g topljene / 180 g / mol)

= 4,92 mol topila / kg topila

= 4,92 m

Težave rešene

Problem 1

Koliko kurikovega sulfata boste potrebovali, da pripravite 500 ml 0,4 M raztopine? Rezultat izrazite v gramih. Molekularna teža klor sulfata (CuSO ₄ ): 160 g / mol.

Najprej določimo molove, ki jih je treba raztopiti v takšni raztopini:

M = n / V

n = M V

n = (0,4 mol / L) 0,5 L

= 0,2 molov

Če vemo, koliko molov klorovega sulfata je mogoče dobiti,

n = m / PM

m = nmolekularna teža

m = 0,2 mol 160 g / mol

= 32 g CuSO ₄

Se pravi, 32 gramov te soli je treba raztopiti v 500 ml topila.

Problem 2

Kolikšen volumen raztopine je potreben, da ima koncentracija raztopine 0,4 mol koncentracije 0,25 M?

Prostornina raztopine je pridobljena iz koncepta molarnosti

M = n / V

V = n / M

V = 0,4 molov / (0,25 molov / L)

= 1,6 L

Pomeni, da mora imeti raztopina prostornino 1,6 litra, da dobimo takšno koncentracijo 0,25 M.

Problem 3

Maso 8 g natrijevega hidroksida (NaOH) raztopimo v 60 g raztopine z gostoto 1,6 g / ml. Kakšna bo molarnost rešitve? Molekularna teža natrijevega hidroksida: 40 g / mol.

Najprej je treba izračunati molove NaOH:

n = m / PM

= 8 g natrijevega hidroksida / (40 g / mol)

= 0,2 molov

Zdaj nadaljujemo z izračunom prostornine raztopine:

m = V d

v = 60 g / (1,6 g / ml)

v = 37,5 ml

Za dosego molarnosti je treba dati prostornino raztopine v litrih:

V = 37,5 ml 10 ^-3 L / ml

= 0,0375 L

M = 0,2 molov / 0,0375 L

5,33 molov / L

5,33 M

Problem 4

Izračunajte molarnost raztopine klorovodikove kisline (HCl) z gostoto 1,25 g / ml in 35% koncentracijo, izraženo z maso / maso. Molekularna teža klorovodikove kisline: 36,5 g / mol.

Določite maso 35% klorovodikove kisline

m = V d

m = 1.000 ml 1.25 g / ml

= 1.250 g

Vendar ni vse HCl, obstaja tudi voda:

masa HCl = 1.250 g (35/100)

= 437,5 g

Kar pomeni, da je v litru 35% raztopine HCl 437,5 gramov HCl.

Nato se izračunajo moli HCl, da se takoj ugotovi molarnost:

n = m / PM

n = (437,5 g / L) / (36,5 g / mol)

= 11,98 molov / L

Molarnost = 11,98 M

Problem 5

Izračunamo molarnost raztopine, ki vsebuje 5 g NaCl v 2 L raztopine. Molekularna teža natrijevega klorida: 58,5 g / mol.

Mole / L NaCl lahko dobite v enem koraku:

molarnost = (5 g raztopine NaCl / 2 L) x (1 mol NaCl / 58,5 g NaCl)

= 0,043 mol / L

Molarnost = 0,043 M

Drug postopek je lahko:

g / L NaCl = 5 g / 2 L

= 2,5 g / L

moli / L = (2,5 g / l) / (58,5 g / mol)

= 0,043 mol / L

= 0,043 M

Reference

1. Rodríguez, M. (2007). Kemija. Salezijanska uredniška fundacija
2. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Kemija. (8. izd.). CENGAGE Učenje.
3. Wikipedija. (2019). Molarnost Pridobljeno: es.wikipedia.org
4. Atarés Huerta. (sf). Molarnost in molalnost. . Pridobljeno: riunet.upv.es
5. Softchools. (2019). Formula molarnosti. Pridobljeno od: softschools.com