Este convenabil pentru scopuri de măsurare să știm cât de mult dintr-o substanță este dizolvat într-un anumit volum de soluție; asta înseamnă chimistii prin „concentrare”. Molaritatea este cel mai comun mod de exprimare a concentrării atunci când se lucrează cu soluții și reacții chimice. Motivul este că reactanții (elemente sau compuși) se combină în raporturi de număr întreg atunci când cantitățile lor sunt exprimate în unități numite „Moli”. De exemplu, 2 moli de hidrogen gaz se combină cu 1 mol de oxigen gazos pentru a produce 2 moli de apă, prin reacția chimică: 2H2 + O2 = 2H2O.
Faceți cunoștință cu alunița
Un mol al unei substanțe este definit ca un număr specific de atomi sau molecule numit „numărul Avogadro”, care este 6,022 × 1023. Numărul este derivat din acordul internațional, bazat pe numărul de atomi din exact 12 grame (g) de izotopul de carbon „C-12”. Confortul acestei „unități de numărare”, Numărul Avogadro, se observă atunci când se iau în considerare, de exemplu, greutățile de 1 mol fiecare de oxigen, apă și dioxid de carbon, care sunt 16,00 g, 18,02 g și 44,01 g, respectiv.
O introducere în molaritate
Molaritatea, sau concentrația molară (M), este definită ca numărul de moli ai unei substanțe sau „solut”, dizolvat într-un litru de soluție. Molaritatea nu trebuie confundată cu „molalitatea”, care este concentrația exprimată ca moli de solut pe kilogram de solvent. Exemplele vă vor ajuta să clarificați conceptul de molaritate și cum funcționează.
Un exemplu pentru a calcula molaritatea
Luați în considerare o problemă care solicită molaritatea unei soluții care conține 100 grame (g) de clorură de sodiu, NaCl, în 2,5 litri de soluție. Mai întâi, determinați „greutatea formulă” a NaCl adăugând „greutățile atomice” ale elementelor sale, Na și Cl, după cum urmează:
22,99 + 35,45 = 58,44 g NaCI / mol.
Apoi, calculați numărul de moli în 100 g NaCl împărțind greutatea NaCl la greutatea formulă a acestuia:
100 g NaCI ÷ [58,44 g NaCI / mol NaCl] = 1,71 moli NaCl.
În cele din urmă, calculați molaritatea soluției împărțind numărul de moli de NaCl la volumul soluției:
1,71 moli NaCl ÷ 2,5 litri = 0,684 M.
Calculul solutului necesar pentru o molaritate specificată
Luați în considerare o problemă care solicită greutatea sulfatului de sodiu, Na2ASA DE4, necesar pentru a prepara 250 mililitri (ml) dintr-o soluție 0,5 M. Primul pas este calcularea numărului de moli de Na2ASA DE4 necesară înmulțind volumul soluției cu molaritatea:
0,25 litri × 0,5 moli Na2ASA DE4/ litru = 0,125 moli Na2ASA DE4
Apoi, formula greutății Na2ASA DE4 este determinat prin adunarea greutăților atomice ale atomilor săi constituanți. O moleculă de Na2ASA DE4 conține 2 atomi de Na, 1 atom de S (sulf) și 4 atomi de O (oxigen), prin urmare greutatea sa de formulă este:
[22,99 × 2] + 32,07 + [16,00 × 4] = 45,98 + 32,07 + 64,00 = 142,1 g Na2ASA DE4/mole
În cele din urmă, greutatea Na2ASA DE4 necesar este calculat prin înmulțirea numărului de moli cu formula greutate:
0,125 moli Na2ASA DE4 × 142,1 g Na2ASA DE4/ mol de Na2ASA DE4 = 17,76 g Na2ASA DE4.