Είναι σκόπιμο για σκοπούς μέτρησης να γνωρίζουμε πόση ουσία διαλύεται σε δεδομένο όγκο διαλύματος. Αυτό σημαίνει οι χημικοί ως «συγκέντρωση». Η μοριακότητα είναι ο πιο συνηθισμένος τρόπος έκφρασης της συγκέντρωσης όταν εργάζεστε με διαλύματα και χημικές αντιδράσεις. Ο λόγος είναι ότι τα αντιδραστήρια (στοιχεία ή ενώσεις) συνδυάζονται σε αναλογίες ακέραιου αριθμού όταν οι ποσότητες τους εκφράζονται σε μονάδες που ονομάζονται «Γραμμομόρια». Για παράδειγμα, 2 γραμμομόρια αερίου υδρογόνου συνδυάζονται με 1 γραμμομόριο αερίου οξυγόνου για να παράγουν 2 γραμμομόρια νερού, με τη χημική αντίδραση: 2Η2 + Ο2 = 2Η2Ο.
Γνωρίστε το Mole
Ένα mole μιας ουσίας ορίζεται ως ένας συγκεκριμένος αριθμός ατόμων ή μορίων που ονομάζεται "αριθμός Avogadro", που είναι 6.022 × 1023. Ο αριθμός προέρχεται από διεθνή συμφωνία, με βάση τον αριθμό των ατόμων σε ακριβώς 12 γραμμάρια (g) του ισοτόπου άνθρακα "C-12". Η ευκολία αυτή η «μονάδα μέτρησης», η Ο αριθμός Avogadro, παρέχει φαίνεται όταν εξετάζουμε, για παράδειγμα, τα βάρη 1 mole κάθε οξυγόνου, νερού και διοξειδίου του άνθρακα, τα οποία είναι 16,00 g, 18,02 g και 44,01 g, αντίστοιχα.
Εισαγωγή στη μοριακότητα
Η μοριακότητα, ή η γραμμομοριακή συγκέντρωση (Μ), ορίζεται ως ο αριθμός γραμμομορίων μιας ουσίας, ή «διαλυμένη ουσία», διαλυμένη σε 1 λίτρο διαλύματος. Η μοριακότητα δεν πρέπει να συγχέεται με τη «μοριακότητα», που είναι η συγκέντρωση που εκφράζεται ως γραμμομόρια διαλυμένης ουσίας ανά χιλιόγραμμο διαλύτη. Τα παραδείγματα θα βοηθήσουν στην αποσαφήνιση της έννοιας της γραμμικότητας και του τρόπου λειτουργίας της.
Ένα παράδειγμα για τον υπολογισμό της γραμμικότητας
Εξετάστε ένα πρόβλημα που ζητά τη μοριακότητα ενός διαλύματος που περιέχει 100 γραμμάρια (g) χλωριούχου νατρίου, NaCl, σε 2,5 λίτρα διαλύματος. Κατ 'αρχάς, προσδιορίστε το "βάρος τύπου" του NaCl προσθέτοντας μαζί τα "ατομικά βάρη" των στοιχείων του, Na και Cl, ως εξής:
22,99 + 35,45 = 58,44 g NaCl / mole.
Στη συνέχεια, υπολογίστε τον αριθμό γραμμομορίων σε 100 g NaCl διαιρώντας το βάρος του NaCl με το βάρος του τύπου:
100 g NaCl ÷ [58,44 g NaCl / mole NaCl] = 1,71 moles NaCl.
Τέλος, υπολογίστε τη μοριακότητα του διαλύματος διαιρώντας τον αριθμό γραμμομορίων NaCl με τον όγκο του διαλύματος:
1,71 γραμμομόρια NaCl ÷ 2,5 λίτρα = 0,684 M.
Υπολογισμός της διαλυμένης ουσίας που απαιτείται για μια καθορισμένη μοριακότητα
Σκεφτείτε ένα πρόβλημα που ζητά το βάρος του θειικού νατρίου, Na2ΕΤΣΙ4, απαιτείται για την παρασκευή 250 ml (ml) διαλύματος 0,5 Μ. Το πρώτο βήμα είναι να υπολογιστεί ο αριθμός γραμμομορίων Na2ΕΤΣΙ4 απαιτείται πολλαπλασιάζοντας τον όγκο του διαλύματος με τη μοριακότητα:
0,25 λίτρα × 0,5 γραμμομόρια Na2ΕΤΣΙ4/ λίτρο = 0,125 moles Na2ΕΤΣΙ4
Στη συνέχεια, το βάρος του τύπου Na2ΕΤΣΙ4 προσδιορίζεται προσθέτοντας μαζί τα ατομικά βάρη των συστατικών του ατόμων. Ένα μόριο Na2ΕΤΣΙ4 περιέχει 2 άτομα Na, 1 άτομο S (θείο) και 4 άτομα O (οξυγόνο), επομένως το βάρος του τύπου είναι:
[22,99 × 2] + 32,07 + [16,00 × 4] = 45,98 + 32,07 + 64,00 = 142,1 g Na2ΕΤΣΙ4/mole
Τέλος, το βάρος του Na2ΕΤΣΙ4 το απαιτούμενο υπολογίζεται πολλαπλασιάζοντας τον αριθμό των γραμμομορίων με το βάρος του τύπου:
0,125 moles Na2ΕΤΣΙ4 × 142,1 g Na2ΕΤΣΙ4/ γραμμομόριο Na2ΕΤΣΙ4 = 17,76 g Na2ΕΤΣΙ4.