Što je molarnost i kako se izračunava?

Za potrebe mjerenja prikladno je znati koliko je tvari otopljeno u danom volumenu otopine; to kemičari podrazumijevaju pod „koncentracijom.“ Molarnost je najčešći način izražavanja koncentracije u radu s otopinama i kemijskim reakcijama. Razlog je taj što se reaktanti (elementi ili spojevi) kombiniraju u omjerima cijelog broja kada su njihove količine izražene u tzv. Jedinicama "Molovi". Na primjer, 2 mola plinovitog vodika kombiniraju se s 1 molom plina kisika i kemijskom reakcijom nastaju 2 mola vode: 2H₂ + O₂ = 2H₂O.

Mol supstance je definiran kao određeni broj atoma ili molekula koji se naziva "Avogadrov broj", a koji iznosi 6,022 × 10²³. Broj je izveden iz međunarodnog sporazuma, na temelju broja atoma u točno 12 grama (g) izotopa ugljika "C-12". Pogodnost ove "jedinice za brojanje" Avogadrov broj, koji se pruža, vidi se kada se, na primjer, uzima u obzir težina od 1 mola kisika, vode i ugljičnog dioksida, koja iznosi 16,00 g, 18,02 g i 44,01 g, odnosno.

Molarnost ili molarna koncentracija (M) definira se kao broj molova tvari ili "otopljene tvari" otopljene u 1 litri otopine. Molarnost se ne smije zamijeniti s "molalnošću", koja je koncentracija izražena u molovima otopljene tvari po kilogramu otapala. Primjeri će vam pomoći razjasniti pojam molarnosti i kako to djeluje.

Razmotrimo problem koji traži molarnost otopine koja sadrži 100 grama (g) natrijevog klorida, NaCl, u 2,5 litre otopine. Prvo odredite "formularnu težinu" NaCl dodavanjem "atomskih težina" njegovih elemenata, Na i Cl, kako slijedi:

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

Zatim izračunajte broj mola u 100 g NaCl dijeljenjem težine NaCl s težinom formule:

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

Na kraju, izračunajte molarnost otopine dijeljenjem broja molova NaCl s volumenom otopine:

1,71 mola NaCl ÷ 2,5 litre = 0,684 M.

Razmotrimo problem koji traži težinu natrijeva sulfata, Na₂TAKO₄potreban za pripremu 250 mililitara (ml) 0,5 M otopine. Prvi korak je izračunavanje broja molova Na₂TAKO₄ potrebno množenjem volumena otopine s molarnošću:

0,25 litara × 0,5 mola Na₂TAKO₄/ litra = 0,125 mola Na₂TAKO₄

Dalje, formula težine Na₂TAKO₄ određuje se zbrajanjem atomskih težina sastavnih atoma. Molekula Na₂TAKO₄ sadrži 2 atoma Na, 1 atom S (sumpor) i 4 atoma O (kisik), stoga je njegova formula težina:

[22,99 × 2] + 32,07 + [16,00 × 4] = 45,98 + 32,07 + 64,00 = 142,1 g Na₂TAKO₄/mole

Napokon, težina Na₂TAKO₄ potreban se izračunava množenjem broja molova s ​​težinom formule:

0,125 mola Na₂TAKO₄ × 142,1 g Na₂TAKO₄/ mol Na₂TAKO₄ = 17,76 g Na₂TAKO₄.