UŁAMEK MOLOWY: SPOSÓB OBLICZANIA, PRZYKŁADY, ĆWICZENIA - CHEMIA - 2026

Ułamek molowy jest sposobem wyrażania stężenia pierwiastków obecnych w związku lub stężenia związku w mieszaninie.

Ułamek molowy pierwiastków w związku definiuje się jako iloraz liczby moli każdego z różnych pierwiastków obecnych w związku i ich całkowitej liczby moli.

Równanie do wyznaczania ułamka molowego. Źródło: Gabriel Bolívar.

Na przykład: jeśli związek ma pierwiastek A i pierwiastek B, ułamek molowy A to liczba moli A podzielona przez liczbę moli A plus liczba moli B. Podobnie dla ułamka molowego B Ta sama operacja jest wykonywana, ale umieszcza się mole B.

Ta operacja jest przedstawiona na powyższym obrazku. Suma ułamków molowych jest równa 1 (jeden). Ułamek molowy to bezwymiarowa (bezwymiarowa) liczba. Wiele praw można wyrazić za pomocą ich terminów, na przykład prawo Daltona.

Charakterystyka i symbol

Wartość ułamka molowego jest niezależna od temperatury iw idealnej mieszaninie gazów można ją wykorzystać do obliczenia ciśnień cząstkowych każdego z gazów obecnych w mieszaninie gazów; zgodnie z prawem Daltona.

Ułamek molowy jest zwykle reprezentowany lub symbolizowany przez wielką X (X) po prawej stronie, jako indeks dolny, symbol pierwiastka lub wzór związku, jeśli występuje mieszanina związków.

Jak to jest obliczane

Jeśli znana jest liczba moli dla każdego z pierwiastków tworzących dany związek, dodanie moli pierwiastków może dać całkowitą liczbę moli, które istnieją w związku.

Następnie, aby otrzymać ułamek molowy każdego pierwiastka, liczbę jego moli należy podzielić przez liczbę wszystkich moli występujących w związku. Suma wartości ułamka molowego różnych pierwiastków jest równa jedności (1).

Przykłady

Poniżej podano przykłady zastosowań ułamka molowego.

Przykład 1

Molalność roztworu, wyrażona jako liczba moli substancji rozpuszczonej na kilogram wody, można przekształcić we ułamek molowy substancji rozpuszczonej. W tym celu 1000 g wody zamienia się na mole wody, po prostu dzieląc masę wody 1000 g przez masę cząsteczkową wody (18 g / mol).

Następnie, dzieląc liczbę moli substancji rozpuszczonej przez liczbę moli wody i substancji rozpuszczonej, otrzymamy ułamek molowy substancji rozpuszczonej.

Na przykład substancja A ma molowość 0,03 m. Oznacza to, że masz 0,3 mola A rozpuszczonego w jednym kilogramie wody. Jeden kilogram wody odpowiada 55,55 molom wody (1000 g ÷ 18 g / mol). W ten sposób ułamek molowy A staje się:

X (A) lub X _A = 0,03 ÷ (55,55 + 0,03)

= 0,0005398 lub 5,398 10 ^-4

Przykład 2

Obliczanie ciśnień parcjalnych gazów w funkcji ich ułamków molowych. Prawo ciśnień cząstkowych zostało ogłoszone przez Daltona i wskazuje, że w mieszaninie gazów każdy gaz wywiera swoje ciśnienie tak, jakby zajmował całą objętość mieszaniny gazów.

Całkowite ciśnienie mieszaniny gazów jest sumą ciśnień wywieranych oddzielnie przez każdy z gazów wchodzących w skład mieszaniny gazów.

Atmosfera składa się głównie z mieszaniny czterech gazów: azotu, tlenu, dwutlenku węgla i pary wodnej, z których każdy wywiera osobno następujące ciśnienia cząstkowe:

Azot: 596 mmHg

Tlen: 158 mmHg

Dwutlenek węgla: 0,3 mmHg

Para wodna: 5,7 mmHg.

Który wytwarza ciśnienie atmosferyczne 760 mmHg. Korzystając z tych ciśnień gazu, można obliczyć następujące wartości ich ułamków molowych:

Azot

X _N2 = 596 mmHg / 760 mmHg

= 0,7842

Tlen

X _O2 = 158 mmHg / 760 mmHg

= 0,2079

Dwutlenek węgla

X _CO2 = 0,3 mmHg / 760 mmHg

= 0,00039

Para wodna

X _H2O = 5,7 mmHg / 760 mmHg

= 0,075

Odwrotnie, ciśnienie cząstkowe każdego z gazów obecnych w mieszaninie można obliczyć, mnożąc wartość jego ułamka molowego przez całkowite ciśnienie wywierane przez mieszaninę gazową.

Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Jaki jest ułamek molowy roztworu metanolu (CH ₃ OH) i wody (H ₂ O) zawierającego 145 g CH ₃ OH i 120 g H ₂ O? Masy cząsteczkowe: CH ₃ OH = 32 g / mol, a woda = 18 g / mol.

Najpierw obliczamy liczbę moli metanolu i wody:

Mole CH ₃ OH = 145 g · 1 mol CH ₃ OH ÷ 32 g CH ₃ OH

= 4,53 mola CH ₃ OH

Liczba moli H ₂ O = 120 g · 1 mol H ₂ O ÷ 18 g H ₂ O

= 6,67 mol H ₂ O

Następnie obliczamy całkowitą liczbę moli:

Całkowitej liczby moli CH ₃ OH i H ₂ O = 4,53 + 6,67

= 11,2 mola

I tak określamy ułamki molowe metanolu i wody:

X (CH ₃ OH) = 4,53 mol / 11,2 moli

= 0,404

X (H ₂ O) = 6,67 mol / 11,2 moli

= 0,596

Ćwiczenie 2

Mieszanina 1,56 mola azotu (N ₂ ) i 1,2 mola tlenu (O ₂ ) wywiera ciśnienie 0,8 atmosfery (atm). Oblicz ciśnienie cząstkowe wywierane przez każdy z gazów.

Pierwszym krokiem w rozwiązaniu problemu jest obliczenie ułamków molowych gazów. W drugim etapie uzyskuje się ciśnienia cząstkowe wywierane przez gazy, mnożąc ich ułamek molowy przez całkowite ciśnienie wywierane przez mieszaninę gazów.

Ułamek molowy azotu:

X _N2 = 1,56 mola / (1,56 mola + 1,2 mola)

= 0,565

Ułamek molowy tlenu:

X _O2 = 1,2 mola / (1,56 mola + 1,2 mola)

= 0,435

Na koniec obliczamy ciśnienia cząstkowe każdego gazu:

P _N2 = X _N2 P _T

= 0,565 · 0,8 atm

= 0,452 atm

P _O2 = X _O2 P _t

= 0,435 · 0,8 atm

= 0,348 atm

Ćwiczenie 3

Jaki jest ułamek molowy formaldehydu (CH ₂ O), jeśli 23 g związku rozpuści się w 4 molach czterochlorku węgla (CCl ₄ )? Masa cząsteczkowa CH ₂ O = 30,03 g / mol.

Najpierw obliczamy mole formaldehydu:

Mole CH ₂ O = 23 g CH ₂ O · 1 mol CH ₂ O ÷ 30,03 g CH ₂ O

= 0,766 mola

Po drugie obliczamy ułamek molowy:

X _CH2OH = 0,766 mola CH ₂ OH / (0,766 mola CH ₂ OH + 4 mole CCl ₄ )

= 0,161

Bibliografia

1. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Chemia (8th ed.). CENGAGE Learning.
2. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (11 lutego 2020). Co to jest ułamek kretów? Odzyskany z: thinkco.com
3. Wikipedia. (2020). Ułamek molowy. Odzyskane z: en.wikipedia.org
4. Fundacja CK-12. (16 października 2019). Ułamek molowy. Chemistry LibreTexts. Odzyskane z: chem.libretexts.org
5. Chris Deziel. (12 listopada 2018). Jak obliczyć ułamek mola. Odzyskany z: sciencing.com