Az oldatok elemzésénél a vegyészek mólban mérik az összetevők koncentrációját. Az oldott anyag mólfrakciója az oldott anyag mólszámának és az oldatban lévő oldott anyag és oldószer összes mólszámának az aránya. Mivel ez a vakondok és az anyajegyek aránya, a mol frakció dimenzió nélküli szám, és természetesen mindig kevesebb, mint egy.
A mólfrakció képlete egyértelmű. Bármely oldatban az A oldott anyag mol frakciója:
\ text {mole frakció A} = \ frac {\ text {moles of A}} {\ text {total moles}}
és az oldószer mol frakciója:
\ text {oldószer mólfrakciója} = \ frac {\ text {mól oldószer}} {\ text {összes mól}}
Bizonyos helyzetekben előfordulhat, hogy nem közvetlenül adják meg az anyajegyek számát. Kiszámíthatja, ha ismeri a vegyületek kémiai képletét és tömegét vagy térfogatát. Ehhez segít megismerni, hogy mi a vakond.
TL; DR (túl hosszú; Nem olvastam)
Az egy vagy több oldott anyagot tartalmazó oldat mólfrakciós képlete: Mindegyik mólfrakciója oldott anyag = az oldott anyag moljainak száma elosztva az összes oldott anyag és az összes oldott anyag összes moljának számával oldószer.
A vakond meghatározása
A periódusos rendszer minden elemének van egy jellegzetes tömege, és ennek köszönhetően minden vegyületnek is van egy jellegzetes tömege. Atomi szinten a tömeget atomi tömegegységekben mérik, de a kémikusoknak szükségük van arra, hogy a tömeget makroszkopikus kifejezésekben fejezzék ki. Ennek érdekében bármely elem vagy vegyület mólját meghatározzák Avogadro számaként (6,022 × 1023) atomok vagy molekulák. Ennek a sok részecskének a tömege grammban mérve megegyezik a molekulatömeggel, atomtömeg-egységekben mérve.
A mol meghatározása tehát bármely vegyület grammban mért tömege, amely megegyezik az alkotóelemek atomtömeg-egységekben mért tömegével. A kéznél lévő vegyület mólszámának kiszámításához elosztja a tömeget a vegyület egy móljának tömegével, amelyet a periódusos rendszerből kiszámíthat.
A Mole frakcióegyenlet felhasználása
A mólfrakció képlete különösen könnyen érthető és használható, ha véletlenül tudja az összes oldott anyag és az oldószer mólszámát. Tegyük fel például, hogy van 2 mol szén-tetraklorid (CCl4), 3 mol benzol (C6H6) és 4 mol acetont (C3H6O). Az oldatban lévő összes anyajegy száma 9. A mólfrakció-egyenlet azt mondja, hogy a szén-tetraklorid mólfrakciója 2/9 = 0,22. Hasonlóképpen, a benzol mólfrakciója 3/9 = 0,33, az aceton mólfrakciója pedig 4/9 = 0,44.
A dolgok bonyolultabbá válnak, ha csak a megoldás egy vagy több összetevőjének tömegét ismeri, de csak egy kicsit többet. Csak annyit kell tennie, hogy a komponens tömegét mólszámra konvertálja, és ez egyenes számtani probléma, amennyiben ismeri a kémiai képletet.
Vakondfrakció példa probléma
Tegyük fel, hogy 77 gramm szén-tetrakloridot (CCl4) 78 g acetonban (C3H6O). Mekkora az oldatban lévő egyes vegyületek mólfrakciói?
Ellenáll annak a törekvésnek, hogy a szén-tetrakloridot osszák el az acetonnal. Mivel közel azonosak, az eredmény minden egyes vegyület esetében 0,5 lenne, és ez helytelen eredményt adna az aceton esetében. Először át kell alakítanod a tömegeket az egyes vegyületek mólszámára, és ehhez meg kell keresned a periódusos rendszer egyes elemeinek atomtömegét.
A szén atomtömege 12,0 amu (egy tizedesjegyre kerekítve), a klóré pedig 35,5 amu, tehát egy mól szén-tetraklorid súlya 154 gramm. Van 77 grammod, ami 77/154 = 0,5 mol.
Megjegyezve, hogy a hidrogén atomtömege 1 amu, az oxigéné pedig 16 amu, az aceton moláris tömege 58 gramm. Van 78 grammod, ami 1,34 mol. Ez azt jelenti, hogy az oldatban lévő összes anyajegy 1,84. Most már készen áll a móltörtek kiszámítására a mólfrakció-egyenlet segítségével.
\ text {a szén-tetraklorid mólfrakciója} = \ frac {0,5 \ text {moles}} {1,84 \ text {moles}} = 0,27 \\\ text {} \\\ text {az aceton mólfrakciója} = \ frac { 1,34 \ text {mol}} {1,84 \ text {mol}} = 0,73