Как да изчислим молна фракция

Когато анализират разтвори, химиците измерват концентрациите на компоненти в бенки. Молната част на разтвореното вещество е съотношението на броя на моловете на това разтворено вещество към общия брой на моловете на разтвореното вещество и разтворителя в разтвора. Тъй като това е съотношение между бенки и бенки, молната част е безразмерно число и, разбира се, винаги е по-малко от единица.

Формулата на молната фракция е ясна. Във всеки разтвор молната част на разтвореното вещество А е:

и молната част на разтворителя:

В някои ситуации може да не получите директно броя на бенките. Можете да го изчислите, ако знаете химичните формули на съединенията и техните тегла или обеми. За да направите това, помага да се знае какво е бенка.

TL; DR (твърде дълго; Не прочетох)

Формулата на молната фракция за разтвор, съдържащ едно или повече разтворени вещества, е: Молна фракция на всеки разтворено вещество = Брой молове на това разтворено вещество, разделено на общия брой молове на всички разтворени вещества и разтворител.

Всеки елемент в периодичната таблица има характерна маса и по силата на това всяко съединение също има характерна маса. На атомно ниво масата се измерва в атомни единици маса, но химиците се нуждаят от начин за изразяване на масата в макроскопични изрази. За тази цел те определят мол на който и да е елемент или съединения като число на Авогадро (6.022 × 10²³) на атоми или молекули. Масата на тези много частици, измерена в грамове, е същото число като молекулната маса, измерена в атомни единици маса.

По този начин дефиницията на мол е масата на всяко съединение, измерена в грамове, която е равна на масите на съставните елементи, измерени в атомни единици маса. За да изчислите броя на моловете на съединение, което имате под ръка, разделяте масата на масата на един мол от съединението, което можете да изчислите от периодичната таблица.

Формулата на молната фракция е особено лесна за разбиране и използване, ако случайно знаете броя на моловете на всички разтворени вещества и разтворителя. Да предположим например, че имате 2 мола въглероден тетрахлорид (CCl4), 3 мола бензен (C₆Н₆) и 4 мола ацетон (С₃Н₆О). Общият брой на бенките в разтвор е 9. Уравнението на молната част ви казва, че молната част на въглеродния тетрахлорид е 2/9 = 0,22. По същия начин молната част на бензола е 3/9 = 0,33, а молната част на ацетона е 4/9 = 0,44.

Нещата стават по-сложни, ако знаете само масата на един или повече компоненти на разтвор, но само малко повече. Всичко, което трябва да направите, е да преобразувате масата на компонента в брой молове и това е ясен аритметичен проблем, стига да знаете химическата формула.

Да предположим, че разтваряте 77 грама въглероден тетрахлорид (CCl₄) в 78 грама ацетон (С₃Н₆О). Какви са молните фракции на всяко съединение в разтвора?

Устояйте на желанието да разделите масата на въглеродния тетрахлорид на тази на ацетона. Тъй като те са почти еднакви, резултатът би бил 0,5 за всяко съединение и това би дало неправилен резултат за ацетон. Първо, трябва да преобразувате масите в броя на моловете на всяко съединение и за да направите това, трябва да потърсите атомните маси на всеки от елементите в периодичната таблица.

Атомната маса на въглерода е 12,0 amu (закръгляване до един знак след десетичната запетая), а тази на хлора е 35,5 amu, така че един мол тетрахлорид въглерод тежи 154 грама. Имате 77 грама, което е 77/154 = 0,5 мола.

Отбелязвайки, че атомната маса на водорода е 1 amu, а тази на кислорода е 16 amu, моларната маса на ацетона е 58 грама. Имате 78 грама, което е 1,34 мола. Това означава, че общият брой на бенките в разтвор е 1,84. Сега сте готови да изчислите молни фракции, като използвате уравнението на молната фракция.