MOLARITET: KONCENTRATION, ENHEDER, BEREGNING, ØVELSER - KEMI - 2025

Den molaritet er den koncentration af en opløsning udtrykt i mol opløst stof pr liter opløsning. Det forkortes som M og udtrykker et forhold mellem massen af ​​opløst stof og volumen af ​​opløsningen (m / v); skønt denne traditionelle form udtrykkes som vægt til volumen.

En mol er antallet af atomer eller molekyler indeholdt i atom- eller molekylvægten; Det udtrykkes i gram / mol. En mol svarer til 6,02 · 10 ²³ atomer eller molekyler, kendt som Avogadros nummer.

Molaritetsformel. Kilde: Gabriel Bolívar.

Der er andre måder at udtrykke forholdet mellem massen af ​​et opløst stof og voluminet, herunder: det procentvise forhold mellem massen af ​​opløst stof og volumen af ​​opløsningen og normalitet. Sidstnævnte udtrykkes som antallet af ækvivalenter af et opløst stof pr. Liter opløsning.

I mellemtiden udtrykker molalitet, der er defineret som antallet af mol pr. Kg opløsningsmiddel, normalt vand, et forhold mellem massen af ​​det opløste stof og massen af ​​opløsningsmidlet (m / m).

Formen for ekspression af koncentrationen af ​​en opløsning i dele pr. Million (ppm) udtrykker et forhold mellem en del af opløsningen og en million dele af opløsningen, og bruges generelt til at udtrykke et massemasse-forhold (m / m). Men du kan udtrykke et massevolumen-forhold (m / v).

Den molære koncentration kan ud over at blive udtrykt i mol pr. Liter udtrykkes som millimol / liter (millimolar opløsning); mikromol / liter (mikromolær opløsning); etc.

Molaritetsproblemer kan løses ved hjælp af en analysemetode og ved hjælp af “regel om tre”. Valget af en metode afhænger af den dygtighed, du har i brugen af ​​en af ​​metoderne.

Molkoncentration

Det bruges til at udtrykke koncentrationen af ​​et opløst stof i et givet volumen opløsning.

M = n / V (1)

Hvor M er lig med molaritet, er n antallet af mol, og V er volumen af ​​opløsningen. Så molariteten af ​​en opløsning er antallet af mol opløst stof pr. Volumen opløsning udtrykt i liter.

På den anden side er antallet af mol

n = m / PM (2)

Hvor m er massen af ​​det opløste stof og PM dets molære masse.

Ved at erstatte (2) i (1):

M = (m / PM) / V

Enheder

Enheden i det internationale system for molkoncentration er mol / m ³. Dette svarer til en millimolar opløsning, fordi en m ^{3 er} lig med 1.000 liter. I grene af kemi og biologi udtrykkes molkoncentration normalt som mol / L. Denne enhed udtrykkes med M (stor bogstav).

En opløsning af en mol / l svarer til en opløsning M; en opløsning på ^10-3 mol / l, lig med 1 mM (millimolar); og en opløsning på ^10-6 mol / l svarer til 1 uM (mikromolær).

Hvordan beregnes molaritet?

Det er praktisk at bruge de udtryk, der er angivet ovenfor, fordi dette sikrer, at resultatet af anvendelse af formlen vil være i mol / liter, hvilket er definitionen af ​​molkoncentration.

For at beregne molariteten af ​​en opløsning er det derefter nødvendigt at udtrykke koncentrationen af ​​det opløste stof i g / L. Find derefter molekylvægten af ​​det opløste stof (g / mol) og find forholdet mellem koncentrationen og molekylvægten. Det opnåede resultat er molariteten udtrykt i mol / liter.

Gå fra molaritet til molalitet

Et nødvendigt stykke information for at gå fra molaritet til molalitet er at kende opløsningens densitet. Dette tillader, at massen af ​​opløsningen er kendt, et væsentligt krav til beregning af molalitet.

Første skridt

Først skal du gå fra molkoncentrationen til gram / liter. For at gøre dette multipliceres simpelthen opløsningens molaritet med den opløste molekylvægt.

Gram / liter opløst stof = molaritet (mol / liter) · molekylvægt af opløst stof (gram / mol).

Dette gør det muligt at opnå massen af ​​det opløste stof i 1 1 opløsning.

Andet trin

Derefter er det nødvendigt at beregne opløsningens masse. Til dette bruges densiteten for det samme. Densitet udtrykkes normalt i gram / kubikcentimeter eller milliliter.

Opløsningsmasse (g) = opløsningsmængde (ml) densitet (g / ml)

Tredje trin

Opnåelse af opløsningsmidlets masse. Da massen af ​​opløsningen er lig med massen af ​​det opløste stof og massen af ​​opløsningsmidlet, er det tilstrækkelig at trække massen af ​​det opløste stof (trin 1) fra massen af ​​opløsningen (trin 2) til at opnå massen af ​​sidstnævnte.

Fjerde trin

Endelig skal opløst masse (g) af opløsningen overføres til den opløste masse, der svarer til 1.000 g eller 1 kg opløsningsmiddel. For at gøre dette skal du blot udføre en simpel regel for tre eller en anden tilsvarende matematisk operation.

Femte trin

Del g opløst stof / 1000 g opløsningsmiddel med molekylvægten af ​​det opløste stof (g / mol) for at opnå molaliteten af ​​opløsningen.

Numerisk eksempel

En 3 M glukoseopløsning (molekylvægt 180 g / mol) har en densitet på 1,15 g / ml. Beregn moløsiteten af ​​denne opløsning.

Vi beregner først gram glukose opløst i en liter opløsning:

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

= 540 g / l

Derefter beregner vi opløsningens masse ud fra dens densitet:

g opløsning (masse) = 1.000 ml 1,15 g / ml

= 1.150 g

Opløsningsmidlets masse er angivet ved forskellen:

Opløsningsmasse = opløsningsmasse - opløsningsmasse

= 1.150 g - 540 g

= 610 g

Men 610 g er ikke 1000 g opløsningsmiddel som fastlagt i definitionen af ​​molalitet. Derfor skal det beregnes, hvor mange gram glucose, der er opløst i 1000 g opløsningsmiddel:

Opløsningsmasse = 540 g opløsningsmiddel (1.000 g opløsningsmiddel / 610 g opløsningsmiddel)

= 885,25 g

Og endelig beregnes molaliteten ved at returnere gram til mol:

Molalitet = (885,25 g opløst stof / 180 g / mol)

= 4,92 mol opløsningsmiddel / kg opløsningsmiddel

= 4,92 m

Problemer løst

Problem 1

Hvor meget cuprisk sulfat tager det at fremstille 500 ml af en 0,4 M opløsning? Udtrykk resultatet i gram. Molekylvægt på cuprisulfat (CuSO ₄): 160 g / mol.

Vi bestemmer først molerne, der skal opløses i en sådan opløsning:

M = n / V

n = M V

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

= 0,2 mol

Når man ved det antal mol cuprinsulfat, kan dens masse opnås

n = m / PM

m = nmolekylær vægt

m = 0,2 mol 160 g / mol

= 32 g CuSO ₄

Det vil sige, 32 gram af dette salt skal opløses i 500 ml opløsningsmiddel.

Problem 2

Hvilket volumen af ​​en opløsning er nødvendigt, så at når 0,4 mol opløst stof opløses, har det en koncentration på 0,25 M?

Volumen af ​​opløsningen opnås fra begrebet molaritet

M = n / V

V = n / M

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

= 1,6 l

Det betyder, at opløsningen skal have et volumen på 1,6 liter for at opnå en sådan koncentration på 0,25 M.

Problem 3

En masse på 8 g natriumhydroxid (NaOH) opløses i 60 g af en opløsning, der har en densitet på 1,6 g / ml. Hvad vil være molariteten i løsningen? Molekylvægt af natriumhydroxid: 40 g / mol.

Mol af NaOH skal først beregnes:

n = m / PM

= 8 g natriumhydroxid / (40 g / mol)

= 0,2 mol

Nu fortsætter vi med at beregne opløsningsmængden:

m = V d

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

v = 37,5 ml

For at opnå molariteten skal opløsningsvolumenet i liter anbringes:

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

= 0,0375 l

M = 0,2 mol / 0,0375 liter

5,33 mol / l

5,33 M

Problem 4

Beregn molariteten i en saltsyreopløsning (HCI) med en densitet på 1,25 g / ml og en 35% koncentration, udtrykt masse / masse. Molekylvægt af saltsyre: 36,5 g / mol.

Bestemm massen af ​​35% saltsyre

m = V d

m = 1.000 ml 1,25 g / ml

= 1.250 g

Men ikke alt er HCl, der er også vand:

masse HCI = 1.250 g (35/100)

= 437,5 g

Hvilket er det samme som at sige, at der i en liter 35% HCI-opløsning er 437,5 gram HCI.

Derefter beregnes mol HCI for straks at bestemme molariteten:

n = m / PM

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

= 11,98 mol / l

Molaritet = 11,98 M

Problem 5

Beregn molariteten i en opløsning indeholdende 5 g NaCl i 2 L opløsning. Molekylvægt af natriumchlorid: 58,5 g / mol.

Du kan få mol / l NaCl i et enkelt trin:

molaritet = (5 g NaCl / 2 L opløsning) x (1 mol NaCI / 58,5 g NaCI)

= 0,043 mol / l

Molaritet = 0,043 M

En anden procedure kan være:

g / L NaCl = 5 g / 2 1

= 2,5 g / l

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

= 0,043 mol / l

= 0,043 M

Referencer

1. Rodríguez, M. (2007). Kemi. Salesian Editorial Foundation
2. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Kemi. (8. udgave). CENGAGE Læring.
3. Wikipedia. (2019). molaritet Gendannet fra: es.wikipedia.org
4. Atarés Huerta. (Sf). Molaritet og molalitet.. Gendannes fra: riunet.upv.es
5. Softchools. (2019). Molaritetsformel. Gendannes fra: softschools.com