Κατά την ανάλυση διαλυμάτων, οι χημικοί μετρούν τις συγκεντρώσεις συστατικών σε γραμμομόρια. Το γραμμομοριακό κλάσμα μιας διαλυμένης ουσίας είναι ο λόγος του αριθμού γραμμομορίων αυτής της διαλυμένης ουσίας προς τον συνολικό αριθμό γραμμομορίων διαλυμένης ουσίας και διαλύτη σε διάλυμα. Επειδή είναι μια αναλογία γραμμομορίων προς γραμμομόρια, το κλάσμα γραμμομορίων είναι ένας αριθμός χωρίς διάσταση και, φυσικά, είναι πάντα μικρότερος από έναν.
Ο τύπος μοριακού κλάσματος είναι απλός. Σε οποιαδήποτε λύση, το γραμμομοριακό κλάσμα της διαλυμένης Α είναι:
\ text {mole fraction of A} = \ frac {\ text {moles του A}} {\ text {total moles}}
και το γραμμομοριακό κλάσμα του διαλύτη:
\ text {mole κλάσμα διαλύτη} = \ frac {\ text {moles of διαλύτη}} {\ text {total moles}}
Σε ορισμένες περιπτώσεις, ενδέχεται να μην σας δοθεί απευθείας ο αριθμός των γραμμομορίων. Μπορείτε να το υπολογίσετε εάν γνωρίζετε τους χημικούς τύπους των ενώσεων και τα βάρη ή τους όγκους τους. Για να γίνει αυτό, βοηθά να μάθουμε τι είναι ένας τυφλοπόντικας.
TL; DR (Πάρα πολύ καιρό; Δεν διαβάστηκε)
Ο τύπος γραμμομοριακού κλάσματος για ένα διάλυμα με περιέχον μία ή περισσότερες διαλυτές ουσίες είναι: Μοριακό κλάσμα καθενός solute = Αριθμός γραμμομορίων αυτής της διαλυμένης ουσίας διαιρούμενος με τον συνολικό αριθμό γραμμομορίων όλων των διαλυμένων ουσιών και του διαλυτικό μέσο.
Ορισμός ενός τυφλοπόντικου
Κάθε στοιχείο στον περιοδικό πίνακα έχει μια χαρακτηριστική μάζα, και δυνάμει αυτού, κάθε ένωση έχει επίσης μια χαρακτηριστική μάζα. Σε ατομικό επίπεδο, η μάζα μετράται σε μονάδες ατομικής μάζας, αλλά οι χημικοί χρειάζονται έναν τρόπο να εκφράσουν τη μάζα σε μακροσκοπικούς όρους. Για το σκοπό αυτό, ορίζουν ένα mole οποιουδήποτε στοιχείου ή ενώσεων ως αριθμό Avogadro (6.022 × 1023) ατόμων ή μορίων. Η μάζα αυτών των πολλών σωματιδίων, μετρούμενη σε γραμμάρια, είναι ο ίδιος αριθμός με τη μοριακή μάζα, μετρούμενη σε μονάδες ατομικής μάζας.
Ο ορισμός ενός γραμμομορίου είναι συνεπώς η μάζα οποιασδήποτε ένωσης, μετρούμενη σε γραμμάρια, που ισούται με τις μάζες των συστατικών στοιχείων που μετρώνται σε μονάδες ατομικής μάζας. Για να υπολογίσετε τον αριθμό γραμμομορίων μιας ένωσης που έχετε στο χέρι, διαιρείτε τη μάζα με τη μάζα ενός γραμμομορίου της ένωσης, την οποία μπορείτε να υπολογίσετε από τον περιοδικό πίνακα.
Χρήση της εξίσωσης Mole Fraction
Ο τύπος γραμμομοριακού κλάσματος είναι ιδιαίτερα εύκολο να κατανοηθεί και να χρησιμοποιηθεί αν τυχαίνει να γνωρίζετε τον αριθμό γραμμομορίων όλων των διαλυτών και του διαλύτη. Για παράδειγμα, ας υποθέσουμε ότι έχετε 2 γραμμομόρια τετραχλωράνθρακα (CCl4), 3 γραμμομόρια βενζολίου (C6Η6) και 4 γραμμομόρια ακετόνης (C3Η6Ο). Ο συνολικός αριθμός γραμμομορίων στο διάλυμα είναι 9. Η εξίσωση μοριακού κλάσματος σας λέει ότι το γραμμομοριακό κλάσμα του τετραχλωριούχου άνθρακα είναι 2/9 = 0,22. Παρομοίως, το γραμμομοριακό κλάσμα του βενζολίου είναι 3/9 = 0,33 και το γραμμομοριακό κλάσμα της ακετόνης είναι 4/9 = 0,44.
Τα πράγματα γίνονται πιο περίπλοκα αν γνωρίζετε μόνο τη μάζα ενός ή περισσότερων συστατικών μιας λύσης, αλλά μόνο λίγο περισσότερο. Το μόνο που έχετε να κάνετε είναι να μετατρέψετε τη μάζα του συστατικού σε αριθμό γραμμομορίων, και αυτό είναι ένα απλό αριθμητικό πρόβλημα, αρκεί να γνωρίζετε τον χημικό τύπο.
Πρόβλημα Μοριακού Κλάσματος
Ας υποθέσουμε ότι διαλύουμε 77 γραμμάρια τετραχλωράνθρακα (CCl4) σε 78 γραμμάρια ακετόνης (C3Η6Ο). Ποια είναι τα γραμμομοριακά κλάσματα κάθε ένωσης στο διάλυμα;
Αντισταθείτε στην επιθυμία να διαιρέσετε τη μάζα του τετραχλωριούχου άνθρακα με αυτήν της ακετόνης. Δεδομένου ότι είναι σχεδόν τα ίδια, το αποτέλεσμα θα ήταν 0,5 για κάθε ένωση και αυτό θα έδινε ένα λανθασμένο αποτέλεσμα για την ακετόνη. Πρώτον, πρέπει να μετατρέψετε τις μάζες στον αριθμό γραμμομορίων κάθε ένωσης και για να το κάνετε αυτό, πρέπει να αναζητήσετε τις ατομικές μάζες καθενός από τα στοιχεία του περιοδικού πίνακα.
Η ατομική μάζα του άνθρακα είναι 12,0 amu (στρογγυλοποίηση στο ένα δεκαδικό ψηφίο) και αυτή του χλωρίου είναι 35,5 amu, έτσι ένα γραμμομόριο τετραχλωριούχου άνθρακα ζυγίζει 154 γραμμάρια. Έχετε 77 γραμμάρια, που είναι 77/154 = 0,5 γραμμομόρια.
Σημειώνοντας ότι η ατομική μάζα του υδρογόνου είναι 1 amu και ότι το οξυγόνο είναι 16 amu, η μοριακή μάζα της ακετόνης είναι 58 γραμμάρια. Έχετε 78 γραμμάρια, που είναι 1,34 γραμμομόρια. Αυτό σημαίνει ότι ο συνολικός αριθμός γραμμομορίων στο διάλυμα είναι 1,84. Τώρα είστε έτοιμοι να υπολογίσετε τα γραμμομοριακά κλάσματα χρησιμοποιώντας την εξίσωση μοριακού κλάσματος.
\ text {mole fraction of carbon tetrachloride} = \ frac {0,5 \ text {moles}} {1,84 \ text {moles}} = 0,27 \\ κείμενο {} \\\ κείμενο {mole κλάσμα ακετόνης} = \ frac { 1,34 \ κείμενο {moles}} {1,84 \ κείμενο {moles}} = 0,73
