Ο τύπος για τη μοριακότητα
Ο τύπος μοριακότητας είναι ένα από τα δομικά στοιχεία για την κατανόηση της χημείας και των χημικών αντιδράσεων. Το να μπορείς να υπολογίσεις τη συγκέντρωση ενός διαλύματος είναι μια σημαντική και βασική γνώση για έναν χημικό. Υπολογισμός της μοριακότητας μιας λύσης ή χρησιμοποιώντας την εξίσωση μοριακότητας για να προσδιορίσετε την ποσότητα μιας διαλυμένης ουσίας που πρέπει να σταθμιστεί για να παρασκευαστεί η κατάλληλη συγκέντρωση διαλύματος είναι κάτι που κάνει ένας χημικός πολλές φορές την ημέρα.
Μοριακότητα είναι μια τιμή που εκφράζει τη συγκέντρωση μιας διαλυμένης ουσίας σε ένα διάλυμα. Η συγκέντρωση ενός διαλύματος εξαρτάται από την ποσότητα της διαλυμένης ουσίας που προστίθεται σε έναν όγκο διαλύτη . Στη χημεία, η μοριακότητα εκφράζεται πάντα ως ο αριθμός των γραμμομορίων της διαλυμένης ουσίας που βρίσκεται σε ένα λίτρο διαλύτη. Ο τύπος για τον υπολογισμό της μοριακότητας είναι όπως φαίνεται παρακάτω:
Τι είναι η Λύση;
Διάλυμα είναι ένα μείγμα δύο ή περισσότερων ουσιών στο οποίο όλα τα συστατικά είναι πλήρως διαλυμένα και το μείγμα έχει ομοιόμορφη σύνθεση. Ένα πλήρως ομοιόμορφο μείγμα ονομάζεται ομοιογενές μείγμα ή διάλυμα.
Τι είναι ο Διαλύτης;
Διαλύτης είναι πολύ απλά η ουσία στην οποία διαλύεται η διαλυμένη ουσία. Ένας διαλύτης μπορεί να είναι στερεό ή αέριο, αλλά συνήθως είναι υγρό. Ο διαλύτης είναι συνήθως το συστατικό του μείγματος που υπάρχει στη μεγαλύτερη ποσότητα. Σε ένα υδατικό διάλυμα, το νερό είναι ο διαλύτης. Κατά τον υπολογισμό της μοριακότητας, ο όγκος του διαλύτη μετριέται σε λίτρα (L).
Τι είναι μια Διαλυμένη;
Μια διαλυμένη ουσία είναι ένα χημικό συστατικό ενός μείγματος που είναι διαλυμένο στο διαλύτη. Ένα παράδειγμα διαλυμένης ουσίας είναι η σακχαρόζη όταν έχει διαλυθεί σε νερό για να παραχθεί ζαχαρόνερο. Κατά τον υπολογισμό της μοριακότητας, η ποσότητα της διαλυμένης ουσίας μετράται σε mol (mol).
Τι είναι ο τυφλοπόντικας;
Ένας τυφλοπόντικας είναι ένας αριθμός με τον τρόπο που μια ντουζίνα είναι ένας αριθμός. Μία δωδεκάδα ισούται με δώδεκα. Ένα mole είναι ίσο με 6,02 x 10, το οποίο είναι αρκετά μεγαλύτερο από δώδεκα. Ο αριθμός 6,02 x 10 ονομάζεται αριθμός του Avogadro και συχνά γράφεται με επιστημονική σημείωση για να καταναλώνει λιγότερο χώρο. Όταν διαγραφεί πλήρως, ο αριθμός του Avogadro είναι 602 000 000 000 000 000 000 000 ή 602 ακολουθούμενο από είκοσι ένα μηδενικά. Είναι μεγάλος αριθμός, αλλά τι ακριβώς αντιπροσωπεύει;
Ένα mole ατόμων άνθρακα είναι 6,02 x 10 άτομα και αυτός ο αριθμός ατόμων ζυγίζει δώδεκα γραμμάρια επειδή η σχετική ατομική μάζα του άνθρακα είναι δώδεκα, όπως δίνεται από τον περιοδικό πίνακα. Για άλλα άτομα, όπως το οξυγόνο, ένα mole θα ζυγίζει διαφορετική ποσότητα (στην περίπτωση του οξυγόνου, ένα mole ατόμων οξυγόνου ζυγίζει δεκαέξι γραμμάρια). Ένα mole μπορεί επίσης να είναι ένας αριθμός μορίων. Το νερό είναι ένα μόριο που αποτελείται από δύο άτομα υδρογόνου (σχετική ατομική μάζα ενός για κάθε άτομο υδρογόνου) και ένα άτομο οξυγόνου (σχετική ατομική μάζα δεκαέξι) και ένα mole μορίων νερού ζυγίζει δεκαοκτώ γραμμάρια.
Πώς υπολογίζεται η μοριακότητα;
Η μοριακότητα υπολογίζεται διαιρώντας την ποσότητα της διαλυμένης ουσίας, η οποία πρέπει να εκφράζεται σε mol, με την ποσότητα του διαλύτη, η οποία πρέπει να εκφράζεται σε λίτρα. Παρακάτω είναι μερικά παραδείγματα που θα σας βοηθήσουν να δείξετε πώς υπολογίζεται η μοριακότητα.
- Παράδειγμα 1:Εάν έχετε 2,5 γραμμομόρια ζάχαρης και διαλύετε τη ζάχαρη σε 0,5 λίτρα νερό, ποια είναι η μοριακότητα του ζαχαρόνερου;
Μοριακότητα =mole διαλυμένης ουσίας/λίτρα διαλύτη
=2,5 moles/0,5 λίτρα
=5 moles/liter =5 mol/L =5 M
Τα γραμμομόρια/λίτρο μπορούν να εκφραστούν ως mol/L ή απλά ως M για γραμμομοριακά.
Όπως φαίνεται στο παραπάνω παράδειγμα, όταν ξεκινάμε από κρεατοελιές, ο υπολογισμός είναι αρκετά απλός. Ωστόσο, οι κρεατοελιές δεν είναι κάτι που μπορεί να μετρηθεί άμεσα, έτσι συχνά οι χημικοί ξεκινούν με γραμμάρια μιας ουσίας.
- Παράδειγμα 2:Εάν έχετε 200 γραμμάρια αλατιού (NaCl) και διαλύσετε το αλάτι σε 0,5 λίτρα νερού, ποια είναι η συγκέντρωση του αλατιού;
Μοριακότητα =γραμμομόρια διαλυμένης ουσίας/λίτρα διαλύτη, πώς λοιπόν παίρνουμε mol NaCl από γραμμάρια; Χρησιμοποιούμε τη μοριακή μάζα του NaCl για να μετατρέψουμε τη μάζα σε γραμμάρια στον αριθμό των mol. Αυτή η μετατροπή είναι δυνατή επειδή η μοριακή μάζα μιας ένωσης όπως το NaCl υπολογίζεται χρησιμοποιώντας τη σχετική ατομική μάζα κάθε ατόμου από τον περιοδικό πίνακα και θα μας πει πόσο ζυγίζει ένα mole NaCl.
Μοριακή μάζα NaCl =ατομική μάζα Na + ατομική μάζα Cl =23,0 + 35,4 =58,4 γραμμάρια/γραμμομόριο
Διαιρώντας τη μάζα του NaCl που διαλύουμε σε λίγο νερό με τη μοριακή μάζα του NaCl, οι μονάδες γραμμαρίων και στους δύο αριθμούς ακυρώνονται και μένουμε μόνο με μολύβια.
Γραμμάρια NaCl σε mole NaCl:200 γραμμάρια / 58,4 γραμμάρια/γραμμομόριο =3,42 mole
Μοριακότητα =moles/λίτρο =3,42 moles/0,5 λίτρα =6,84 mol/L
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ μοριακότητας και μοριακότητας;
Όπου η μοριακότητα είναι ο αριθμός των γραμμομορίων μιας διαλυμένης ουσίας που βρίσκεται σε ένα λίτρο διαλύτη, η μοριακότητα είναι ο αριθμός των γραμμομορίων μιας διαλυμένης ουσίας που βρίσκεται σε ένα κιλό διαλύτη. Οι μονάδες μοραλικότητας είναι mol/kg. Επειδή ο όγκος μιας ουσίας μπορεί να επηρεαστεί από τη θερμοκρασία και την πίεση, η χρήση μάζας για τη μεταφορά της ποσότητας μπορεί να προσφέρει μια πιο ακριβή συγκέντρωση.
- Παράδειγμα υπολογισμού μοριακότητας:Εάν 2 γραμμομόρια ζάχαρης διαλυθούν σε 0,5 λίτρα νερού, ποια είναι η μοριακότητα του διαλύματος;
Molality =mole διαλυμένης ουσίας/κιλά διαλύτη
Επειδή η πυκνότητα του νερού είναι 1 kg/L, 0,5 λίτρα νερού είναι ίσα με 0,5 kg νερού. Ωστόσο, η πυκνότητα των διαλυτών δεν είναι πάντα ίση με 1 kg/L, γι' αυτό προσέξτε κατά τον υπολογισμό αυτής της μετατροπής μονάδας.
Molality =2 moles ζάχαρης/0,5 kg νερό
=4 mol/kg
Η μοριακότητα μπορεί να εκφραστεί ως mol/kg ή πεζό m.
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ μοριακότητας και κανονικότητας;
Η κανονικότητα είναι πολύ παρόμοια με τη μοριακότητα, εκτός από το ότι είναι ο αριθμός των γραμμομοριακών ισοδυνάμων που βρίσκονται σε ένα λίτρο διαλύτη. Η κανονικότητα χρησιμοποιείται ειδικά για την έκφραση των συγκεντρώσεων οξέων ή βάσεων. Τα μοριακά ισοδύναμα είναι ο αριθμός είτε πρωτονίων (Η) είτε ιόντων υδροξειδίου (ΟΗ) ανά μόριο.
- Παράδειγμα υπολογισμού κανονικότητας:Ποια είναι η κανονικότητα 2 M του H2 SO4 ?
Τα μοριακά ισοδύναμα του H2 SO4 είναι 2 αφού υπάρχουν 2 πρωτόνια σε κάθε μόριο του H2 SO4 . Πολλαπλασιάζοντας τον αριθμό των γραμμομοριακών ισοδυνάμων με τη μοριακότητα του οξέος, υπολογίζεται η κανονικότητα. Άρα, η κανονικότητα των 2 M του H2 SO4 είναι 4 N.
Η πλήρης γνώση των ιδιοτήτων ενός διαλύματος περιλαμβάνει τη συγκέντρωση της διαλυμένης ουσίας, καθώς και τη φύση της διαλυμένης ουσίας και του διαλύτη. Η συμπεριφορά του διαλύματος θα εξαρτηθεί από αυτές τις ιδιότητες. Με μερικά απλά μαθηματικά, πολλές διαφορετικές ιδιότητες μιας λύσης μπορούν να υπολογιστούν και να χρησιμοποιηθούν.
