MOLARITĀTE: KONCENTRĀCIJA, VIENĪBAS, APRĒĶINS, VINGRINĀJUMI - ĶĪMIJA - 2024

Molaritāte ir koncentrācija šķīdumā izteikts moliem izšķīdušās vielas vienā litrā šķīduma. To saīsina kā M un izsaka saistību starp izšķīdušās vielas masu un šķīduma tilpumu (m / v); kaut arī tradicionālā formā šo sakarību izsaka kā svaru pret tilpumu.

Mols ir atomu vai molekulu skaits, kas atrodas atoma vai molekulmasā; To izsaka gramos / mol. Viens mols ir vienāds ar 6,02 · 10 ²³ atomiem vai molekulām, kas pazīstamas ar Avogadro numuru.

Molaritātes formula. Avots: Gabriel Bolívar.

Ir arī citi veidi, kā izteikt sakarību starp izšķīdušās vielas masu un tilpumu, tai skaitā: attiecība starp izšķīdušās vielas masu un šķīduma tilpumu procentos un normalitāte. Pēdējo izsaka kā izšķīdušās vielas ekvivalentu skaitu litrā šķīduma.

Tikmēr molaritāte, ko definē kā molu skaitu uz šķīdinātāja, parasti ūdens, kilogramu, izsaka sakarību starp izšķīdušās vielas masu un šķīdinātāja masu (m / m).

Šķīduma koncentrācijas izteikšanas forma daļās uz miljonu (ppm) izsaka attiecības starp vienu izšķīdušā vielas daļu un vienu miljonu šķīduma daļu, ko parasti izmanto, lai izteiktu masas un masas attiecību (m / m). Bet jūs varat izteikt masas un tilpuma attiecības (m / v).

Molārā koncentrācija, papildus izteikšanai molos litrā, var tikt izteikta arī milimolos litrā (milimolārais šķīdums); mikromoli / litrā (mikromolārs šķīdums); utt.

Molaritātes problēmas var atrisināt, izmantojot analītisko metodi un izmantojot “trīs noteikumu”. Metodes izvēle būs atkarīga no prasmēm, kādas jums ir kādas no metožu izmantošanā.

Molārā koncentrācija

To izmanto, lai izteiktu izšķīdušās vielas koncentrāciju noteiktā šķīduma tilpumā.

M = n / V (1)

Kur M ir vienāds ar molaritāti, n ir molu skaits, un V ir šķīduma tilpums. Tātad, šķīduma molaritāte ir izšķīdušo molu skaits uz šķīduma tilpumu, kas izteikts litros.

No otras puses, molu skaits ir

n = m / PM (2)

Kur m ir izšķīdušā šķīdinātāja masa un PM tā molārā masa.

Aizstājot (2) (1):

M = (m / PM) / V

Vienības

Starptautiskās molārās koncentrācijas sistēmas vienība ir mol / m ³ . Tas atbilst milimolāram šķīdumam, jo ​​viens m ³ ir vienāds ar 1000 litriem. Ķīmijas un bioloģijas nozarēs molāro koncentrāciju parasti izsaka kā molus / L. Šo vienību izsaka ar burtu M (lielais burts).

Viena mol / L šķīdums ir līdzvērtīgs šķīdumam M; šķīdums 10 ^-3 mol / l, vienāds ar 1 mM (milimoliem); un šķīdums ar ^10–6 moliem / L, ir vienāds ar 1 µM (mikromolāri).

Kā aprēķināt molaritāti?

Ir ērti lietot iepriekš norādītos izteicienus, jo tas nodrošina, ka formulas piemērošanas rezultāts būs molos / litros, kas ir molās koncentrācijas definīcija.

Pēc tam, lai aprēķinātu šķīduma molaritāti, ir nepieciešams izteikt izšķīdušās vielas koncentrāciju g / l. Tad atrodiet izšķīdušās vielas molekulmasu (g / mol) un atrodiet attiecību starp koncentrāciju un molekulmasu. Iegūtais rezultāts ir molaritāte, kas izteikta molos / litrā.

Pārejiet no molaritātes uz molaritāti

Nepieciešama informācija, lai pārietu no molaritātes uz molaritāti, ir jāzina šķīduma blīvums. Tas ļauj uzzināt šķīduma masu, kas ir būtiska prasība molaritātes aprēķināšanai.

Pirmais solis

Vispirms jāpāriet no molās koncentrācijas uz gramiem / litriem. Lai to izdarītu, vienkārši reiziniet šķīduma molitāti ar izšķīdušās vielas molekulmasu.

Grami / litrā izšķīdušās vielas = molitāte (mol / litrā) · izšķīdušās vielas molekulmasa (grami / mol).

Tas ļauj iegūt izšķīdušās vielas masu 1 l šķīduma.

Otrais solis

Tad ir jāaprēķina šķīduma masa. Šim nolūkam izmanto tā paša blīvumu. Blīvumu parasti izsaka gramos / kubikcentimetros vai mililitros.

Šķīduma masa (g) = šķīduma tilpums (ml) blīvums (g / ml)

Trešais solis

Šķīdinātāja masas iegūšana. Tā kā šķīduma masa ir vienāda ar izšķīdušās vielas masu plus šķīdinātāja masu, lai iegūtu tā masu, pietiek ar šķīduma masas (1. solis) atņemšanu no šķīduma masas (2. solis).

Ceturtais solis

Visbeidzot, izšķīdinātā šķīduma masa (g) jāpārnes uz izšķīdušo masu, kas atbilst 1000 g vai 1 kg šķīdinātāja. Lai to izdarītu, būtu pietiekami izpildīt vienkāršu trīs vai citu līdzvērtīgu matemātiskas operācijas noteikumu.

Piektais solis

Izdaliet g izšķīdušā viela / 1000 g šķīdinātāja ar izšķīdušās vielas molekulmasu (g / mol), lai iegūtu šķīduma molaritāti.

Skaitlisks piemērs

3 M glikozes šķīduma (molekulmasa 180 g / mol) blīvums ir 1,15 g / ml. Aprēķiniet šī šķīduma molitāti.

Vispirms aprēķina glikozes gramus, kas izšķīdināti litrā šķīduma:

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

= 540 g / L

Tālāk mēs aprēķinām šķīduma masu no tā blīvuma:

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

= 1150 g

Šķīdinātāja masu izsaka ar starpību:

Šķīdinātāja masa = šķīduma masa - izšķīdinātā masa

= 1150 g - 540 g

= 610 g

Bet 610 g nav 1000 g šķīdinātāja, kā noteikts molaritātes definīcijā. Tāpēc jāaprēķina, cik gramu glikozes izšķīdina 1000 g šķīdinātāja:

Izšķīdušās vielas masa = 540 g izšķīdušās vielas (1000 g šķīdinātāja / 610 g šķīdinātāja)

= 885,25 g

Visbeidzot, molaritāti aprēķina, atdodot gramus moliem:

Molitāte = (885,25 g izšķīdušās vielas / 180 g / mol)

= 4,92 mol izšķīdināta / kg šķīdinātāja

= 4,92 m

Problēmas atrisinātas

1. problēma

Cik daudz vara sulfāta būs nepieciešams, lai sagatavotu 500 ml 0,4 M šķīduma? Rezultātu izsaka gramos. Vara sulfāta (CuSO ₄ ) molekulmasa: 160 g / mol.

Vispirms mēs nosakām dzimumzīmes, kas jāizšķīdina šādā šķīdumā:

M = n / V

n = M V

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

= 0,2 moli

Zinot, tad var iegūt vara vara sulfāta molu skaitu tā masu

n = m / PM

m = nmolekulārais svars

m = 0,2 mol 160 g / mol

= 32 g CuSO ₄

Tas ir, 32 grami šī sāls jāizšķīdina 500 ml šķīdinātāja.

2. problēma

Kāds tilpums šķīduma ir vajadzīgs, lai tad, kad 0,4 mol izšķīdušā viela izšķīst, tā koncentrācija būtu 0,25 M?

Šķīduma tilpumu iegūst, ievērojot molaritātes jēdzienu

M = n / V

V = n / M

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

= 1,6 L

Tas nozīmē, ka, lai iegūtu šādu 0,25 M koncentrāciju, šķīduma tilpumam jābūt 1,6 litriem.

3. problēma

8 g nātrija hidroksīda (NaOH) masu izšķīdina 60 g šķīduma, kura blīvums ir 1,6 g / ml. Kāda būs risinājuma molaritāte? Nātrija hidroksīda molekulmasa: 40 g / mol.

Vispirms jāaprēķina NaOH moli:

n = m / PM

= 8 g nātrija hidroksīda / (40 g / mol)

= 0,2 moli

Tagad mēs aprēķinām risinājuma tilpumu:

m = V d

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

v = 37,5 ml

Lai iegūtu molaritāti, šķīduma tilpums litros jānovieto:

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

= 0,0375 L

M = 0,2 mol / 0,0375 L

5,33 moli / L

5,33 M

4. problēma

Aprēķina sālsskābes (HCl) šķīduma molaritāti ar blīvumu 1,25 g / ml un 35% koncentrāciju, izteiktu masu / masu. Sālsskābes molekulmasa: 36,5 g / mol.

Nosaka 35% sālsskābes masu

m = V d

m = 1,000 ml 1,25 g / ml

= 1250 g

Bet ne viss ir HCl, ir arī ūdens:

masa HCl = 1250 g (35/100)

= 437,5 g

Tas ir tas pats, kas teikt, ka 35% HCl šķīduma litrā ir 437,5 grami HCl.

Pēc tam aprēķina HCl molus, lai nekavējoties noteiktu molaritāti:

n = m / PM

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

= 11,98 moli / L

Molaritāte = 11,98 M

5. problēma

Aprēķina šķīduma, kas satur 5 g NaCl 2 L šķīdumā, molaritāti. Nātrija hlorīda molekulmasa: 58,5 g / mol.

NaCl molus / L var iegūt vienā solī:

molitāte = (5 g NaCl / 2 L šķīduma) x (1 mol NaCl / 58,5 g NaCl)

= 0,043 mol / L

Molaritāte = 0,043 M

Cita procedūra varētu būt šāda:

g / L NaCl = 5 g / 2 L

= 2,5 g / L

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

= 0,043 mol / L

= 0,043 M

Atsauces

1. Rodrigess, M. (2007). Ķīmija. Pārdošanas redakcijas fonds
2. Vaitens, Deiviss, Peks un Stenlijs. (2008). Ķīmija. (8. izd.). CENGAGE mācīšanās.
3. Wikipedia. (2019. gads). Molaritāte Atgūts no: es.wikipedia.org
4. Atarés Huerta. (sf). Molaritāte un molaritāte. . Atgūts no: riunet.upv.es
5. Mīkstās skolas. (2019. gads). Molaritātes formula. Atgūts no: softschools.com