MOLARNOŚĆ: KONCENTRACJA, JEDNOSTKI, OBLICZENIA, ĆWICZENIA - CHEMIA - 2026

Stężenie molowe stężenie roztworu wyrażonej w molach rozpuszczonej na litr roztworu. Jest w skrócie M i wyraża zależność między masą substancji rozpuszczonej a objętością roztworu (m / v); chociaż w tradycyjnej formie stosunek ten jest wyrażony jako waga do objętości.

Mol to liczba atomów lub cząsteczek zawartych w masie atomowej lub cząsteczkowej; Jest wyrażana w gramach / mol. Jeden mol to 6,02 · 10 ²³ atomów lub cząsteczek, czyli liczba Avogadro.

Wzór na molarność. Źródło: Gabriel Bolívar.

Istnieją inne sposoby wyrażenia związku między masą substancji rozpuszczonej a objętością, w tym: procentowy związek między masą substancji rozpuszczonej a objętością roztworu oraz normalność. Ta ostatnia jest wyrażona jako liczba równoważników substancji rozpuszczonej na litr roztworu.

Tymczasem molalność, która jest definiowana jako liczba moli na kilogram rozpuszczalnika, zwykle wody, wyraża zależność między masą substancji rozpuszczonej a masą rozpuszczalnika (m / m).

Forma wyrażenia stężenia roztworu w częściach na milion (ppm) wyraża zależność między jedną częścią substancji rozpuszczonej a milionem części roztworu i jest zwykle używana do wyrażenia stosunku masy do masy (m / m). Ale możesz wyrazić zależność masa-objętość (m / v).

Stężenie molowe, oprócz wyrażenia go w molach na litr, można wyrazić w milimolach / litr (roztwór milimolowy); mikromole / litr (roztwór mikromolowy); itp.

Problemy molarności można rozwiązać metodą analityczną i stosując „zasadę trzech”. Wybór metody będzie zależał od umiejętności posługiwania się jedną z metod.

Stężenie molowe

Służy do wyrażenia stężenia substancji rozpuszczonej w danej objętości roztworu.

M = n / V (1)

Gdzie M jest równe molarności, n to liczba moli, a V to objętość roztworu. Zatem molarność roztworu to liczba moli substancji rozpuszczonej na objętość roztworu wyrażona w litrach.

Z drugiej strony liczba moli to

n = m / PM (2)

Gdzie m jest masą rozpuszczonej substancji rozpuszczonej, a PM jej masą molową.

Podstawiając (2) w (1):

M = (m / PM) / V

Jednostki

Jednostką stężenia molowego w międzynarodowym systemie jest mol / m ³ . Odpowiada to milimolowego roztworu, ponieważ jeden m ³ wynosi 1000 litrów. W działach chemii i biologii stężenie molowe jest zwykle wyrażane jako mole / l. Jednostka ta jest wyrażana przez M (wielką literę).

Roztwór jednego mola / l jest równoważny rozwiązaniu M; roztwór ^10-3 moli / l, równy 1 mM (milimolowy); a roztwór ^10-6 moli / l odpowiada 1 µM (mikromol).

Jak obliczyć molarność?

Wygodne jest używanie wskazanych powyżej wyrażeń, ponieważ zapewnia to, że wynik zastosowania wzoru będzie wyrażony w molach / litr, co jest definicją stężenia molowego.

Następnie, aby obliczyć molarność roztworu, konieczne jest wyrażenie stężenia substancji rozpuszczonej wg / l. Następnie znajdź masę cząsteczkową substancji rozpuszczonej (g / mol) i znajdź stosunek między stężeniem a masą cząsteczkową. Otrzymany wynik to molarność wyrażona w molach / litr.

Przejdź od molarności do molalności

Niezbędną informacją, aby przejść od molarności do molalności, jest znajomość gęstości roztworu. Pozwala to na poznanie masy roztworu, co jest podstawowym wymogiem przy obliczaniu molalności.

Pierwszy krok

Najpierw musisz przejść od stężenia molowego do gramów / litrów. Aby to zrobić, wystarczy pomnożyć molarność roztworu przez masę cząsteczkową substancji rozpuszczonej.

Gramy / litr substancji rozpuszczonej = molarność (mole / litr) · masa cząsteczkowa substancji rozpuszczonej (gramy / mol).

Umożliwia to uzyskanie masy substancji rozpuszczonej w 1 l roztworu.

Drugi krok

Następnie należy obliczyć masę roztworu. W tym celu używana jest gęstość tego samego. Gęstość jest zwykle wyrażana w gramach / centymetr sześcienny lub mililitrach.

Masa roztworu (g) ​​= objętość roztworu (ml) Gęstość (g / ml)

Trzeci krok

Uzyskanie masy rozpuszczalnika. Ponieważ masa roztworu jest równa masie substancji rozpuszczonej powiększonej o masę rozpuszczalnika, aby uzyskać masę tego ostatniego, wystarczy odjąć masę substancji rozpuszczonej (krok 1) od masy roztworu (krok 2).

Czwarty krok

Na koniec masę substancji rozpuszczonej (g) roztworu należy przenieść do masy substancji rozpuszczonej, która odpowiada 1000 g lub 1 kg rozpuszczalnika. Aby to zrobić, wystarczyłoby wykonać prostą regułę trzech lub innej równoważnej operacji matematycznej.

Piąty krok

Podzielić g substancji rozpuszczonej / 1000 g rozpuszczalnika przez masę cząsteczkową substancji rozpuszczonej (g / mol), aby otrzymać molowość roztworu.

Przykład liczbowy

3 M roztwór glukozy (masa cząsteczkowa 180 g / mol) ma gęstość 1,15 g / ml. Oblicz molalność tego rozwiązania.

Najpierw obliczamy gramy glukozy rozpuszczonej w litrze roztworu:

g / L = 3 mole / L 180 g / mol

= 540 g / l

Następnie obliczamy masę roztworu z jego gęstości:

g roztworu (masa) = 1000 ml 1,15 g / ml

= 1150 g

Masę rozpuszczalnika wyraża różnica:

Masa rozpuszczalnika = masa roztworu - masa substancji rozpuszczonej

= 1150 g - 540 g

= 610 g

Ale 610 g to nie 1000 g rozpuszczalnika, jak określono w definicji molalności. Dlatego należy obliczyć, ile gramów glukozy jest rozpuszczonych w 1000 g rozpuszczalnika:

Masa substancji rozpuszczonej = 540 g substancji rozpuszczonej (1000 g rozpuszczalnika / 610 g rozpuszczalnika)

= 885,25 g

I wreszcie molalność oblicza się, zwracając gramy do moli:

Molalność = (885,25 g substancji rozpuszczonej / 180 g / mol)

= 4,92 mola substancji rozpuszczonej / kg rozpuszczalnika

= 4,92 m

Rozwiązane problemy

Zadanie 1

Ile siarczanu miedziowego będzie potrzebne do przygotowania 500 ml 0,4 M roztworu? Wyrazić wynik w gramach. Masa cząsteczkowa siarczanu miedzi (CuSO ₄ ): 160 g / mol.

Najpierw określamy mole, które należy rozpuścić w takim roztworze:

M = n / V

n = M V

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

= 0,2 mola

Znając wtedy liczbę moli siarczanu miedziowego można obliczyć jego masę

n = m / PM

m = masa cząsteczkowa

m = 0,2 mola 160 g / mol

= 32 g CuSO ₄

Oznacza to, że 32 gramy tej soli należy rozpuścić w 500 ml rozpuszczalnika.

Problem 2

Jaka objętość roztworu jest potrzebna, aby po rozpuszczeniu 0,4 mola substancji rozpuszczonej miała stężenie 0,25 M?

Objętość roztworu uzyskuje się z pojęcia molarności

M = n / V

V = n / M

V = 0,4 mola / (0,25 mola / l)

= 1,6 l

Oznacza to, że roztwór musi mieć objętość 1,6 litra, aby uzyskać takie stężenie 0,25 M.

Problem 3

Masę 8 g wodorotlenku sodu (NaOH) rozpuszcza się w 60 g roztworu o gęstości 1,6 g / ml. Jaka będzie molowość rozwiązania? Masa cząsteczkowa wodorotlenku sodu: 40 g / mol.

Najpierw należy obliczyć liczbę moli NaOH:

n = m / PM

= 8 g wodorotlenku sodu / (40 g / mol)

= 0,2 mola

Teraz przystępujemy do obliczenia objętości roztworu:

m = V d

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

v = 37,5 ml

Aby uzyskać molarność, objętość roztworu w litrach należy umieścić:

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

= 0,0375 l

M = 0,2 mola / 0,0375 l

5,33 mola / l

5,33 M

Problem 4

Obliczyć molarność roztworu kwasu chlorowodorowego (HCl) o gęstości 1,25 g / ml i stężeniu 35%, wyrażoną masę / masę. Masa cząsteczkowa kwasu solnego: 36,5 g / mol.

Określić masę 35% kwasu solnego

m = V d

m = 1000 ml 1,25 g / ml

= 1250 g

Ale nie wszystko to HCl, jest też woda:

masa HCl = 1250 g (35/100)

= 437,5 g

Co oznacza to samo, co powiedzenie, że w litrze 35% roztworu HCl znajduje się 437,5 grama HCl.

Następnie oblicza się mole HCl, aby natychmiast określić molarność:

n = m / PM

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

= 11,98 mola / l

Molarność = 11,98 M.

Zadanie 5

Obliczyć molarność roztworu zawierającego 5 g NaCl w 2 l roztworu. Masa cząsteczkowa chlorku sodu: 58,5 g / mol.

Możesz uzyskać liczbę moli / l NaCl w jednym kroku:

molarność = (5 g NaCl / 2 L roztworu) x (1 mol NaCl / 58,5 g NaCl)

= 0,043 mola / l

Molarność = 0,043 M.

Inną procedurą może być:

g / l NaCl = 5 g / 2 l

= 2,5 g / l

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

= 0,043 mola / l

= 0,043 M

Bibliografia

1. Rodríguez, M. (2007). Chemia. Salezjańska Fundacja Redakcyjna
2. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Chemia. (8th ed.). CENGAGE Learning.
3. Wikipedia. (2019). Molarność Odzyskane z: es.wikipedia.org
4. Atarés Huerta. (sf). Molarność i molalność. . Odzyskany z: riunet.upv.es
5. Softchools. (2019). Wzór na molarność. Odzyskane z: softschools.com