Det er praktisk for måleformål å vite hvor mye av et stoff som er oppløst i et gitt oppløsningsvolum; dette er hva kjemikere mener med “konsentrasjon.” Molaritet er den vanligste måten å uttrykke konsentrasjon på når man arbeider med løsninger og kjemiske reaksjoner. Årsaken er at reaktanter (grunnstoffer eller forbindelser) kombineres i hele tallforhold når mengdene uttrykkes i enheter som kalles "Mol." For eksempel kombineres 2 mol hydrogengass med 1 mol oksygengass for å produsere 2 mol vann, ved den kjemiske reaksjonen: 2H2 + O2 = 2H2O.
Møt føflekken
Et mol av et stoff er definert som et spesifikt antall atomer eller molekyler kalt "Avogadro-nummeret", som er 6,022 × 1023. Antallet er hentet fra internasjonal avtale, basert på antall atomer i nøyaktig 12 gram (g) av karbonisotopen "C-12." Bekvemmeligheten denne "telleenheten", den Avogadro nummer, gir ses når man for eksempel vurderer vektene på 1 mol hver av oksygen, vann og karbondioksid, som er 16,00 g, 18,02 g og 44,01 g, henholdsvis.
En introduksjon til molaritet
Molaritet, eller molar konsentrasjon (M), er definert som antall mol av et stoff, eller "oppløst stoff", oppløst i 1 liter løsning. Molaritet skal ikke forveksles med "molalitet", som er konsentrasjon uttrykt som mol oppløst stoff per kilo løsningsmiddel. Eksempler vil bidra til å avklare begrepet molaritet og hvordan det fungerer.
Et eksempel for å beregne molaritet
Tenk på et problem som ber om molariteten til en løsning som inneholder 100 gram (g) natriumklorid, NaCl, i 2,5 liter oppløsning. Først må du bestemme "formelvekten" av NaCl ved å legge sammen "atomvektene" til elementene, Na og Cl, som følger:
22,99 + 35,45 = 58,44 g NaCl / mol.
Deretter beregner du antall mol i 100 g NaCl ved å dele vekten av NaCl med formelvekten:
100 g NaCl ÷ [58,44 g NaCl / mol NaCl] = 1,71 mol NaCl.
Til slutt beregner du molariteten til løsningen ved å dele antall mol NaCl med volumet av løsningen:
1,71 mol NaCl ÷ 2,5 liter = 0,684 M.
Beregning av løsemiddel som trengs for en spesifisert molaritet
Tenk på et problem som ber om vekten av natriumsulfat, Na2SÅ4kreves for å fremstille 250 ml (ml) av en 0,5 M løsning. Det første trinnet er å beregne antall mol Na2SÅ4 kreves ved å multiplisere løsningsvolumet med molariteten:
0,25 liter × 0,5 mol Na2SÅ4/ liter = 0,125 mol Na2SÅ4
Deretter formelvekten til Na2SÅ4 bestemmes ved å legge sammen atomvektene til dets bestanddeler. Et molekyl av Na2SÅ4 inneholder 2 atomer Na, 1 atom S (svovel) og 4 atomer O (oksygen), og derfor er formelvekten:
[22,99 × 2] + 32,07 + [16,00 × 4] = 45,98 + 32,07 + 64,00 = 142,1 g Na2SÅ4/mole
Til slutt, vekten av Na2SÅ4 kreves beregnes ved å multiplisere antall mol med formelvekten:
0,125 mol Na2SÅ4 × 142,1 g Na2SÅ4/ mol Na2SÅ4 = 17,76 g Na2SÅ4.