MOLARITET: KONCENTRATION, ENHETER, BERÄKNING, ÖVNINGAR - KEMI - 2025

Den molaritet är koncentrationen av en lösning uttryckt i mol av löst ämne per liter lösning. Den är förkortad som M och uttrycker ett förhållande mellan massan av det lösta ämnet och volymen av lösningen (m / v); även i traditionell form uttrycks denna relation som vikt till volym.

En mol är antalet atomer eller molekyler som finns i atom- eller molekylvikten; Det uttrycks i gram / mol. En mol är lika med 6,02 · 10 ²³ atomer eller molekyler, känd som Avogadros antal.

Molaritetsformel. Källa: Gabriel Bolívar.

Det finns andra sätt att uttrycka förhållandet mellan massan av ett lösta ämne och volymen, inklusive: det procentuella förhållandet mellan massan av lösta ämnet och volymen av lösningen och normaliteten. Det senare uttrycks som antalet ekvivalenter av en lösning per liter lösning.

Under tiden uttrycker molalitet, som definieras som antalet mol per kilogram lösningsmedel, vanligtvis vatten, ett förhållande mellan massan för det lösta ämnet och massan av lösningsmedlet (m / m).

Formen för expression av koncentrationen av en lösning i delar per miljon (ppm) uttrycker ett förhållande mellan en del av det lösta ämnet och en miljon delar av lösningen, och används i allmänhet för att uttrycka ett mass-massförhållande (m / m). Men du kan uttrycka en massvolymrelation (m / v).

Molkoncentrationen, förutom att uttryckas i mol per liter, kan uttryckas som millimol / liter (millimolar lösning); mikromol / liter (mikromolär lösning); etc.

Molaritetsproblem kan lösas med en analysmetod och med ”regeln om tre”. Valet av en metod beror på den färdighet du har för att använda en av metoderna.

Molkoncentration

Det används för att uttrycka koncentrationen av ett löst ämne i en given volym av lösningen.

M = n / V (1)

När M är lika med molaritet, är n antalet mol och V är volym av lösningen. Så, molariteten hos en lösning är antalet mol löst ämne per volym lösning uttryckt i liter.

Å andra sidan är antalet mol

n = m / PM (2)

Där m är massan för det upplösta lösta ämnet och PM dess molära massa.

Att ersätta (2) i (1):

M = (m / PM) / V

Enheter

Enheten i det internationella systemet för molkoncentration är mol / m ³ . Detta motsvarar en millimolar lösning, eftersom en m ^{3 är} lika med 1 000 liter. I grenarna för kemi och biologi uttrycks molekoncentrationen vanligtvis som mol / L. Denna enhet uttrycks med M (versaler).

En lösning av en mol / L motsvarar en lösning M; en lösning av ^10-3 mol / l, lika med 1 mM (millimolar); och en lösning av ^10-6 mol / l, är ekvivalent med 1 uM (mikromolär).

Hur man beräknar molaritet?

Det är bekvämt att använda ovan angivna uttryck, eftersom detta säkerställer att resultatet av applicering av formeln är i mol / liter, vilket är definitionen av molkoncentration.

För att beräkna molariteten hos en lösning är det nödvändigt att uttrycka koncentrationen av det lösta ämnet i g / L. Sedan hittar du molekylvikten för det lösta ämnet (g / mol) och finner förhållandet mellan koncentrationen och molekylvikten. Det erhållna resultatet är molariteten uttryckt i mol / liter.

Gå från molaritet till molalitet

En nödvändig information för att gå från molaritet till molalitet är att känna till lösningens densitet. Detta tillåter att lösningens massa är känd, ett väsentligt krav för att beräkna molalitet.

Första steget

Först måste du gå från molkoncentrationen till gram / liter. För att göra detta multiplicerar du helt enkelt molariteten hos lösningen med molekylvikten för det lösta ämnet.

Gram / liter solute = molaritet (mol / liter) · molekylvikt av löst ämne (gram / mol).

Detta gör det möjligt att erhålla massan av det lösta ämnet i 1 1 lösning.

Andra steg

Då är det nödvändigt att beräkna lösningens massa. För detta används densiteten för densamma. Densitet uttrycks vanligtvis i gram / kubikcentimeter eller milliliter.

Lösningens massa (g) = volym av lösningens (ml) densitet (g / ml)

Tredje steget

Få massan av lösningsmedlet. Eftersom lösningens massa är lika med massan för det lösta ämnet plus massan av lösningsmedlet, är det tillräckligt för att erhålla massan hos det sistnämnda för att subtrahera massan för det lösta ämnet (steg 1) från lösningens massa (steg 2).

Fjärde steget

Slutligen måste lösningens lösta massa (g) överföras till den lösta massan som motsvarar 1 000 g eller 1 kg lösningsmedel. För att göra detta skulle det räcka med att utföra en enkel regel om tre eller annan motsvarande matematisk operation.

Femte steget

Dela upp g löst / 1000 g lösningsmedel med molekylvikten för det lösta ämnet (g / mol) för att erhålla lösningens molalitet.

Numeriskt exempel

En 3 M glukoslösning (molekylvikt 180 g / mol) har en densitet av 1,15 g / ml. Beräkna molaliteten hos denna lösning.

Vi beräknar först gram glukos upplöst i en liter lösning:

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

= 540 g / L

Därefter beräknar vi lösningens massa utifrån densitet:

g lösning (massa) = 1 000 ml 1,15 g / ml

= 1150 g

Lösningsmedlets massa ges av skillnaden:

Lösningsmassa = lösningsmassa - massa lösta ämnen

= 1150 g - 540 g

= 610 g

Men 610 g är inte 1000 g lösningsmedel enligt vad som anges i definitionen av molalitet. Därför måste det beräknas hur många gram glukos som löses i 1000 g lösningsmedel:

Lösningsmassa = 540 g lösningsmedel (1000 g lösningsmedel / 610 g lösningsmedel)

= 885,25 g

Och slutligen beräknas molaliteten genom att returnera gram till mol:

Molalitet = (885,25 g lösningsmedel / 180 g / mol)

= 4,92 mol löst / kg lösningsmedel

= 4,92 m

Problem löst

Problem 1

Hur mycket kopparsulfat kommer det att ta för att bereda 500 ml av en 0,4 M-lösning? Uttryck resultatet i gram. Molekylvikt av kopparsulfat (CuSO ₄ ): 160 g / mol.

Vi bestämmer först molarna som måste lösas i en sådan lösning:

M = n / V

n = M V

n = (0,4 mol / L) 0,5 1

= 0,2 mol

Då man vet antalet mol kuprisulfat kan dess massa erhållas

n = m / PM

m = nmolekylvikt

m = 0,2 mol 160 g / mol

= 32 g CuSO ₄

Det vill säga 32 gram av detta salt måste lösas i 500 ml lösningsmedel.

Problem 2

Vilken volym av en lösning behövs så att när 0,4 mol lösningsmedel löses upp har den en koncentration av 0,25 M?

Lösningens volym erhålls från begreppet molaritet

M = n / V

V = n / M

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

= 1,6 L

Det betyder att lösningen måste ha en volym på 1,6 liter för att erhålla en sådan koncentration av 0,25 M.

Problem 3

En massa av 8 g natriumhydroxid (NaOH) löses i 60 g av en lösning som har en densitet av 1,6 g / ml. Vad kommer att vara molariteten i lösningen? Molekylvikt av natriumhydroxid: 40 g / mol.

Molerna av NaOH måste först beräknas:

n = m / PM

= 8 g natriumhydroxid / (40 g / mol)

= 0,2 mol

Nu fortsätter vi med att beräkna lösningens volym:

m = V d

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

v = 37,5 ml

För att få molariteten måste lösningens volym i liter placeras:

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

Beräkna molariteten för en saltsyra (HCl) -lösning med en densitet av 1,25 g / ml och en 35% koncentration, uttryckt massa / massa. Molekylvikt saltsyra: 36,5 g / mol.

Bestäm massan av 35% saltsyra

m = V d

m = 1 000 ml 1,25 g / ml

= 1 250 g

Men inte allt är HCl, det finns också vatten:

massa HCl = 1 250 g (35/100)

= 437,5 g

Vilket är detsamma som att säga att i en liter 35% HCl-lösning finns det 437,5 gram HCl.

Därefter beräknas molerna HCl för att omedelbart bestämma molariteten:

n = m / PM

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

= 11,98 mol / l

Molaritet = 11,98 M

Problem 5

Beräkna molariteten hos en lösning innehållande 5 g NaCl i 2 1 lösning. Molekylvikt av natriumklorid: 58,5 g / mol.

Du kan få mol / l av NaCl i ett enda steg:

molaritet = (5 g NaCl / 2 1 lösning) x (1 mol NaCl / 58,5 g NaCl)

= 0,043 mol / L

Molaritet = 0,043 M

En annan procedur kan vara:

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

referenser

1. Rodríguez, M. (2007). Kemi. Salesian Redaktionsstiftelse
2. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Kemi. (8: e upplagan). CENGAGE Learning.
3. Wikipedia. (2019). molaritet Återställd från: es.wikipedia.org
4. Atarés Huerta. (Sf). Molaritet och molalitet. . Återställd från: riunet.upv.es
5. Softchools. (2019). Molaritetsformel. Återställs från: softschools.com