Eine Lösung ist eine Mischung von Verbindungen, wobei eine von ihnen – der gelöste Stoff – in der anderen, dem sogenannten Lösungsmittel, verteilt ist. Das Lösungsmittel ist immer die Verbindung, die den größten Teil der Mischung ausmacht, und in den meisten Situationen der realen Welt ist das Lösungsmittel Wasser. Die Eigenschaften einer Lösung ändern sich mit der Konzentration des gelösten Stoffes, daher benötigen Chemiker Konzentrationseinheiten, um sie zu messen. Die wichtigste Konzentrationseinheit ist die Molarität, also die Anzahl der Mole des gelösten Stoffes pro Liter Lösung. Molarität wird durch ein großes M bezeichnet, und M in der Chemie bedeutet Folgendes:
Molarität (M) = (Mol gelöster Stoff) ÷ (Liter Lösung).
Um die Molzahl eines gelösten Stoffes zu berechnen, benötigen Sie zwei Informationen, die Sie möglicherweise aus anderen Daten ableiten müssen. Die erste ist die chemische Formel des gelösten Stoffes und die zweite ist die Masse des gelösten Stoffes. Anschließend berechnen Sie die Molarität, indem Sie das Volumen der Lösung messen, dieses in Liter umrechnen und diese Zahl durch die Anzahl der Mole teilen.
Was ist ein Maulwurf?
Abgesehen von den pelzigen Grabtieren ist der Maulwurf eine der zentralen Messeinheiten in der Chemie. Es basiert auf der Zahl von Avogadro, die 6,02 x 10. beträgt23. Dies ist die Anzahl der Atome in einer Probe von Kohlenstoff-12, die genau 12.000 Gramm wiegt. Die gleiche Anzahl von Partikeln jeder anderen Verbindung ist ein Mol dieser Verbindung. Ein Mol einer beliebigen Verbindung hat eine charakteristische Masse in Gramm, die zufällig genau der Atommasse in Atommasseneinheiten (amu) entspricht. Zum Beispiel beträgt die Atommasse von Wasserstoff 1,008 amu, also wiegt ein Mol Wasserstoff 1,008 Gramm.
Sie können Atommassen im Periodensystem nachschlagen und die Molekülmasse einer Verbindung anhand ihrer chemischen Formel berechnen. Sobald Sie die Atommasse einer Verbindung kennen, kennen Sie sofort die Masse eines Mols dieser Verbindung (Molmasse). Wenn Sie eine Probe der Verbindung zur Hand haben, wiegen Sie sie einfach und teilen Sie sie durch das Molgewicht, um die Anzahl der Mole zu ermitteln, die Sie haben.
Beispiel: Eine Probe von Natriumhydroxid (NaOH) wiegt 32 Gramm. Wie viele Mol sind das?
Aus dem Periodensystem finden Sie die Atommassen von Natrium, Sauerstoff und Wasserstoff zu 22.990, 15.999 bzw. 1.008 amu. Auf eine ganze Zahl gerundet, betragen ihre Molmassen 23, 16 bzw. 1 Gramm. Addieren Sie diese zusammen, um die Molmasse von Natriumhydroxid zu erhalten, die 40 Gramm beträgt. Teilen Sie diese Zahl durch die Menge, die Sie zur Verfügung haben, um die Anzahl der Mole zu ermitteln:
32 g/40 g = 0,8 Mol.
So finden Sie Molarität
Solange Sie eine Möglichkeit haben, die Masse eines gelösten Stoffes zu messen, können Sie seine Molarität berechnen, indem Sie das Volumen der Lösung messen. Seien Sie hier vorsichtig, da die Molarität immer in Mol/Liter angegeben wird. Wenn Sie also das Volumen in anderen Einheiten messen, müssen Sie in Liter umrechnen. Hier sind einige Umrechnungsfaktoren, die Sie nützlich finden werden:
1 Liter = 0,001 Kubikmeter = 1.000 Milliliter = 0,264 US-Gallonen = 33,81 Flüssigunzen.
Ein Beispiel
Sie gießen 12 Gramm Salz (NaCl) in ein Becherglas mit 20 Unzen Wasser. Was ist die Molarität des Salzes in der Lösung?
Sie können dieses Problem in drei einfachen Schritten lösen:
Auf eine Dezimalstelle gerundet, beträgt die Masse von einem Mol Natrium (Na) 23,0 Gramm und die von Chlor (Cl) 35,5 Gramm, also hat ein Mol NaCl eine Masse von 58,5 Gramm. Sie haben 12 Gramm, was 12/58,5 = 0,21 Mol entspricht.
Wenn 33,81 Unzen 1 Liter entsprechen, entsprechen 20 Unzen 20/33,81 = 0,59 Liter.
Teilen Sie die Anzahl der Mole NaCl durch das Volumen der Lösung, um die Molarität zu erhalten.
0,21 Mol ÷ 0,59 Liter =
0,356 Mio.