MOLFRAKTION: HVORDAN DET BEREGNES, EKSEMPLER, ØVELSER - KEMI - 2025

Den molbrøk er en måde at udtrykke koncentrationen af elementer til stede i en forbindelse, eller koncentrationen af en forbindelse i en blanding.

Molfraktionen af ​​elementerne i en forbindelse defineres som en kvotient mellem antallet af mol af hvert af de forskellige elementer, der er til stede i forbindelsen, og det samlede antal mol af dem.

Ligning til bestemmelse af den molære fraktion. Kilde: Gabriel Bolívar.

For eksempel: hvis en forbindelse har et element A og et element B, er molfraktionen af ​​A antallet af mol A divideret med antallet af mol A plus antallet af mol B. Tilsvarende for molfraktionen af ​​B Den samme operation udføres, men placering af molerne i B.

Denne operation er repræsenteret på billedet ovenfor. Summen af ​​molfraktionerne er lig med 1 (en). Mole-fraktionen er et dimensionsfrit (dimensionsfrit) tal. Mange love kan udtrykkes i form af dem, såsom Daltons lov.

Egenskaber og symbol

Værdien af ​​molfraktionen er uafhængig af temperaturen, og i en ideel gasblanding kan den bruges til at beregne deltrykket af hver af de gasser, der er til stede i gasblandingen; som det fremgår af Daltons lov.

Molefraktionen er normalt repræsenteret eller symboliseret med et stort X-bogstav (X) på højre side, som et underskrift, element-symbolet eller forbindelsesformlen er placeret, hvis der er en blanding af forbindelser.

Sådan beregnes det

Hvis antallet af mol er kendt for hvert af elementerne, der udgør en given forbindelse, kan tilføjelse af mol af elementerne give det samlede antal mol, der findes i forbindelsen.

For at opnå molfraktionen af ​​hvert element divideres antallet af dets mol med antallet af totale mol til stede i forbindelsen. Summen af ​​værdierne for molfraktionen af ​​de forskellige elementer er lig med enheden (1).

eksempler

Følgende er eksempler på anvendelser af molfraktionen.

Eksempel 1

Molaliteten af ​​en opløsning, udtrykt som mol opløst stof pr. Kg vand, kan omdannes til molfraktionen af ​​det opløste stof. For at gøre dette konverteres de 1000 g vand til mol vand ved blot at dividere vandmassen på 1.000 g med vandets molekylvægt (18 g / mol).

Derefter opnås molfraktionen af ​​det opløste stof ved at dividere antallet af mol af det opløste stof med antallet af mol vand plus dem af det opløste stof.

For eksempel har stof A en molalitet på 0,03 m. Det betyder, at du har 0,3 mol A opløst i et kilo vand. Et kilo vand svarer til 55,55 mol vand (1.000 g ÷ 18 g / mol). Molefraktionen af ​​A bliver således:

X (A) eller X _A = 0,03 ÷ (55.55 + 0,03)

= 0.0005398 eller 5.398 ^10-4

Eksempel 2

Beregning af det partielle tryk på gasser som en funktion af deres molære fraktioner. Loven om partielle tryk blev udtalt af Dalton og indikerer, at hver gas i en blanding af gasser udøver sit tryk, som om den optog hele volumenet af blandingen af ​​gasser.

Gasblandingens samlede tryk er summen af ​​de tryk, der udøves separat af hver af de gasser, der er en del af gasblandingen.

Atmosfæren består hovedsageligt af en blanding af fire gasser: nitrogen, ilt, kuldioxid og vanddamp, der hver udøver følgende delvist tryk hver for sig:

Nitrogen: 596 mmHg

Oxygen: 158 mmHg

Kuldioxid: 0,3 mmHg

Vanddamp: 5,7 mmHg.

Hvilket producerer en atmosfærisk trykværdi på 760 mmHg. Ved anvendelse af disse gastryk kan følgende værdier for deres molfraktioner beregnes:

Kvælstof

X _N2 = 596 mmHg / 760 mmHg

= 0,77842

Ilt

X _O2 = 158 mmHg / 760 mmHg

= 0,2079

Carbondioxid

X _CO2 = 0,3 mmHg / 760 mmHg

= 0,00039

Vanddamp

X _H20 = 5,7 mmHg / 760 mmHg

= 0,075

Gensidigt kan deltrykket for hver af de tilstedeværende gasser i en blanding beregnes ved at multiplicere værdien af ​​dens molfraktion med det samlede tryk, der udøves af den gasformige blanding.

Øvelser

Øvelse 1

Hvad er molfraktionen af en opløsning af methanol (CH ₃ OH) og vand (H ₂ O) indeholdende 145 g CH ₃ OH og 120 g H ₂ O? Molekylvægte: CH ₃ OH = 32 g / mol og vand = 18 g / mol.

Vi beregner først mol methanol og vand:

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

= 4,53 mol CH ₃ OH

Mol H ₂ O = 120 g · 1 mol af H ₂ O ÷ 18 g H ₂ O

= 6,67 mol H ₂ O

Derefter beregner vi de samlede mol:

Totale mol CH ₃ OH og H ₂ O = 4,53 + 6,67

= 11,2 mol

Og så bestemmer vi molfraktionerne af methanol og vand:

X (CH ₃ OH) = 4,53 mol / 11,2 mol

= 0,404

X (H ₂ O) = 6,67 mol / 11,2 mol

= 0,596

Øvelse 2

En blanding af 1,56 mol nitrogen (N ₂) og 1,2 mol oxygen (O ₂) udøver et tryk på 0,8 atmosfærer (atm). Beregn det delvist tryk, der udøves af hver af gasserne.

Det første trin i løsningen af ​​problemet er beregningen af ​​molfraktionerne af gasserne. I et andet trin opnås det partielle tryk, der udøves af gasserne, ved at multiplicere deres molfraktion med det samlede tryk, der udøves af gasblandingen.

Mol fraktion af nitrogen:

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

= 0,565

Mol fraktion af ilt:

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

= 0,435

Og til sidst beregner vi deltrykket for hver gas:

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

Øvelse 3

Hvad er molfraktionen af formaldehyd (CH ₂ O) hvis 23 g af forbindelsen opløses i 4 mol carbontetrachlorid (CCL ₄)? CH ₂ O molekylvægt = 30.03 g / mol.

Vi beregner først mol af formaldehyd:

Mol CH ₂ O = 23 g CH ₂ O · 1 mol CH ₂ O ÷ 30.03 g CH ₂ O

= 0,766 mol

Og for det andet beregner vi molfraktionen:

X _CH2OH = 0,766 mol CH ₂ OH / (0,766 mol CH ₂ OH + 4 mol CCI ₄)

= 0,161

Referencer

1. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Kemi (8. udgave). CENGAGE Læring.
2. Helmenstine, Anne Marie, ph.d. (11. februar 2020). Hvad er en molfraktion? Gendannes fra: thoughtco.com
3. Wikipedia. (2020). Molefraktion. Gendannet fra: en.wikipedia.org
4. CK-12 Foundation. (16. oktober 2019). Mole Fraktion. Kemi LibreTexts. Gendannes fra: chem.libretexts.org
5. Chris Deziel. (12. november 2018). Sådan beregnes en molfraktion. Gendannes fra: sciencing.com