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