Hvad er molaritet og hvordan beregnes det?

Det er praktisk til måleformål at vide, hvor meget af et stof, der er opløst i et givet volumen opløsning; dette er hvad kemikere mener med “koncentration.” Molaritet er den mest almindelige måde at udtrykke koncentration på, når man arbejder med opløsninger og kemiske reaktioner. Årsagen er, at reaktanter (grundstoffer eller forbindelser) kombineres i heltal-forhold, når deres mængder udtrykkes i kaldte enheder "Mol." For eksempel kombineres 2 mol brintgas med 1 mol iltgas for at producere 2 mol vand ved den kemiske reaktion: 2H₂ + O₂ = 2H₂O.

En mol af et stof er defineret som et specifikt antal atomer eller molekyler kaldet "Avogadro-nummeret", hvilket er 6,022 × 10²³. Antallet er afledt af international aftale baseret på antallet af atomer i nøjagtigt 12 gram (g) af kulstofisotopen "C-12". Bekvemmeligheden ved denne "tælleenhed" Avogadro nummer, giver ses når man f.eks. Overvejer vægten på 1 mol hver af ilt, vand og kuldioxid, som er 16,00 g, 18,02 g og 44,01 g, henholdsvis.

Molaritet eller molær koncentration (M) defineres som antallet af mol af et stof eller "opløst stof" opløst i 1 liter opløsning. Molaritet må ikke forveksles med "molalitet", som er koncentration udtrykt som mol opløst stof pr. Kg opløsningsmiddel. Eksempler hjælper med at afklare begrebet molaritet og hvordan det fungerer.

Overvej et problem, der beder om molariteten af ​​en opløsning, der indeholder 100 gram (g) natriumchlorid, NaCl, i 2,5 liter opløsning. Først skal du bestemme "formelvægten" af NaCl ved at tilsætte "atomvægtene" af dets grundstoffer, Na og Cl, som følger:

22,99 + 35,45 = 58,44 g NaCl / mol.

Beregn derefter antallet af mol i 100 g NaCl ved at dividere vægten af ​​NaCl med dens formelvægt:

100 g NaCl ÷ [58,44 g NaCl / mol NaCl] = 1,71 mol NaCl.

Endelig beregnes molariteten af ​​opløsningen ved at dividere antallet af mol NaCl med volumenet af opløsningen:

1,71 mol NaCl ÷ 2,5 liter = 0,684 M.

Overvej et problem, der beder om vægten af ​​natriumsulfat, Na₂SÅ₄krævet til fremstilling af 250 ml (ml) af en 0,5 M opløsning. Det første trin er at beregne antallet af mol Na₂SÅ₄ krævet ved at multiplicere opløsningens volumen med molariteten:

0,25 liter × 0,5 mol Na₂SÅ₄/ liter = 0,125 mol Na₂SÅ₄

Dernæst formelvægten af ​​Na₂SÅ₄ bestemmes ved at sammenlægge atomvægten for dets bestanddele. Et molekyle af Na₂SÅ₄ indeholder 2 atomer Na, 1 atom S (svovl) og 4 atomer O (ilt), derfor er dens formelvægt:

[22,99 × 2] + 32,07 + [16,00 × 4] = 45,98 + 32,07 + 64,00 = 142,1 g Na₂SÅ₄/mole

Endelig er vægten af ​​Na₂SÅ₄ krævet beregnes ved at gange antallet af mol med formelvægten:

0,125 mol Na₂SÅ₄ × 142,1 g Na₂SÅ₄/ mol Na₂SÅ₄ = 17,76 g Na₂SÅ₄.