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.
Mød muldvarpen
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.
En introduktion til molaritet
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.
Et eksempel til beregning af molaritet
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.
Beregning af opløst stof, der er nødvendigt for en specificeret molaritet
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.