En løsning er en blanding av forbindelser der en av dem - det oppløste stoffet - distribueres over den andre, kjent som løsningsmidlet. Løsningsmidlet er alltid forbindelsen som utgjør den største delen av blandingen, og i mesteparten av den virkelige situasjonen er løsningsmidlet vann. Egenskapene til en løsning endrer seg med den oppløste konsentrasjonen, så kjemikere trenger konsentrasjonsenheter for å måle den. Den viktigste konsentrasjonsenheten er molaritet, som er antall mol oppløst stoff per liter løsning. Molaritet betegnes med hovedstad M, og M i kjemi betyr følgende:
Molaritet (M) = (mol oppløst stoff) ÷ (liter oppløsning).
For å beregne antall mol av en oppløst stoff, trenger du to opplysninger, som du kan måtte utlede fra andre data. Den første er den kjemiske formelen til det oppløste stoffet, og det andre er massen av det oppløste stoffet. Du beregner deretter molaritet ved å måle oppløsningsvolumet, konvertere det til liter og dele dette tallet i antall mol.
Hva er en føflekk?
Furry gravende dyr til side, føflekken er en av de sentrale måleenhetene i kjemi. Den er basert på Avogadros nummer, som er 6,02 x 1023. Dette er antall atomer i en prøve av karbon-12 som veier nøyaktig 12.000 gram. Det samme antall partikler av en hvilken som helst annen forbindelse er et mol av den forbindelsen. En mol av en hvilken som helst forbindelse har en karakteristisk masse i gram, som tilfeldigvis er nøyaktig den samme som dens atommasse i atommasseenheter (amu). For eksempel er atommassen til hydrogen 1,008 amu, så en mol hydrogen veier 1,008 gram.
Du kan slå opp atommassene i det periodiske systemet, og du kan beregne molekylmassen til en forbindelse basert på den kjemiske formelen. Når du kjenner atommassen til en forbindelse, kjenner du straks massen til et mol av den forbindelsen (molær masse). Hvis du har en prøve av forbindelsen for hånden, veier du den bare og deler med molvekten for å finne antall mol du har.
Eksempel: En prøve av natriumhydroksid (NaOH) veier 32 gram. Hvor mange føflekker er dette?
Fra det periodiske systemet finner du atommassene av natrium, oksygen og hydrogen er henholdsvis 22.990, 15.999 og 1.008 amu. Avrunding til et helt tall, deres molære masser er henholdsvis 23, 16 og 1 gram. Legg disse sammen for å få den molære massen av natriumhydroksid, som viser seg å være 40 gram. Del dette tallet i mengden du har for hånden for å finne antall føflekker:
32 g / 40 g = 0,8 mol.
Hvordan finne molaritet
Så lenge du har en måte å måle massen av en løsemiddel på, kan du beregne molariteten ved å måle oppløsningsvolumet. Vær forsiktig her, fordi molaritet alltid uttrykkes som mol / liter, så hvis du måler volum i andre enheter, må du konvertere til liter. Her er noen konverteringsfaktorer som du finner nyttige:
1 liter = 0,001 kubikkmeter = 1000 milliliter = 0,264 US gallon = 33,81 væske unser.
Et eksempel
Du heller 12 gram salt (NaCl) i et begerglass som inneholder 20 gram vann. Hva er molariteten til salt i løsningen?
Du kan løse dette problemet i tre enkle trinn:
Avrunding til en desimal er massen av ett mol natrium (Na) 23,0 gram og klor (Cl) er 35,5 gram, så en mol NaCl har en masse på 58,5 gram. Du har 12 gram, som tilsvarer 12 / 58,5 = 0,21 mol.
Hvis 33,81 gram er det samme som 1 liter, tilsvarer 20 gram 20 / 33,81 = 0,59 liter.
Del antall mol NaCl av volumet av løsningen for å få molaritet.
0,21 mol ÷ 0,59 liter =
0,356 M.