モル分率の計算方法

溶液を分析するとき、化学者は成分の濃度をモルで測定します。 溶質のモル分率は、溶液中の溶質と溶媒の総モル数に対するその溶質のモル数の比率です。 モル対モルの比率であるため、モル分率は無次元数であり、もちろん、常に1未満です。

モル分率の式は簡単です。 どの溶液でも、溶質Aのモル分率は次のとおりです。

および溶媒のモル分率：

状況によっては、モル数が直接与えられない場合があります。 化合物の化学式とその重量または体積がわかっている場合は、それを計算できます。 これを行うには、ほくろが何であるかを知るのに役立ちます。

TL; DR（長すぎる; 読んでいない）

1つまたは複数の溶質を含む溶液のモル分率の式は次のとおりです。それぞれのモル分率 溶質=その溶質のモル数をすべての溶質の総モル数で割ったもの 溶媒。

周期表の各元素には特徴的な質量があり、これにより、すべての化合物にも特徴的な質量があります。 原子レベルでは、質量は原子質量単位で測定されますが、化学者は質量を巨視的に表現する方法を必要としています。 この目的のために、彼らは任意の元素または化合物のモルをアボガドロ数（6.022×10）として定義します。²³）原子または分子の。 グラムで測定されたこの多くの粒子の質量は、原子質量単位で測定された分子量と同じ数です。

したがって、モルの定義は、グラムで測定された任意の化合物の質量であり、原子質量単位で測定された構成元素の質量に等しくなります。 手持ちの化合物のモル数を計算するには、質量を化合物の1モルの質量で割ります。これは周期表から計算できます。

モル分率の式は、すべての溶質と溶媒のモル数がわかっている場合に特に理解しやすく、使用しやすいものです。 たとえば、2モルの四塩化炭素（CCl4）、3モルのベンゼン（C₆H₆）および4モルのアセトン（C₃H₆O）。 溶液中の総モル数は9です。 モル分率の式から、四塩化炭素のモル分率は2/9 = 0.22であることがわかります。 同様に、ベンゼンのモル分率は3/9 = 0.33であり、アセトンのモル分率は4/9 = 0.44です。

ソリューションの1つ以上のコンポーネントの質量だけを知っていて、もう少しだけ知っていると、事態はさらに複雑になります。 あなたがしなければならないのは、成分の質量をモル数に変換することだけです、そしてそれはあなたが化学式を知っている限り、簡単な算術問題です。

77グラムの四塩化炭素（CCl）を溶解するとします。₄）78グラムのアセトン（C₃H₆O）。 溶液中の各化合物のモル分率はどれくらいですか？

四塩化炭素の質量をアセトンの質量で割る衝動に抵抗してください。 それらはほぼ同じであるため、結果は各化合物で0.5になり、アセトンでは誤った結果になります。 まず、質量を各化合物のモル数に変換する必要があります。そのためには、周期表の各元素の原子量を調べる必要があります。

炭素の原子質量は12.0amu（小数点以下第1位を四捨五入）、塩素の原子質量は35.5 amuであるため、四塩化炭素1モルの重さは154グラムです。 あなたは77グラムを持っています、それは77/154 = 0.5モルです。

水素の原子質量が1amu、酸素の原子質量が16 amuであることに注意すると、アセトンのモル質量は58グラムです。 あなたは78グラム、つまり1.34モルを持っています。 これは、溶液中の総モル数が1.84であることを意味します。 これで、モル分率の式を使用してモル分率を計算する準備が整いました。