O soluție este un amestec de compuși prin care unul dintre ei - solutul - este distribuit în celălalt, cunoscut sub numele de solvent. Solventul este întotdeauna compusul care formează cea mai mare parte a amestecului și, în cea mai mare parte a situațiilor din lumea reală, solventul este apa. Proprietățile unei soluții se schimbă odată cu concentrația solutului, astfel încât chimiștii au nevoie de unități de concentrație pentru a o măsura. Cea mai importantă unitate de concentrație este molaritatea, care este numărul de moli de solut pe litru de soluție. Molaritatea este notată cu o majusculă M, iar M în chimie înseamnă următoarele:
Molaritatea (M) = (moli de dizolvat) ÷ (litri de soluție).
Pentru a calcula numărul de moli dintr-un dizolvat, aveți nevoie de două informații, pe care este posibil să le deduceți din alte date. Prima este formula chimică a solutului, iar a doua este masa solutului. Apoi calculați molaritatea măsurând volumul soluției, transformând-o în litri și împărțind acest număr în numărul de moli.
Ce este o aluniță?
Cu animalele care se îngropă cu blană deoparte, alunița este una dintre unitățile centrale de măsură din chimie. Se bazează pe numărul Avogadro, care este 6,02 x 1023. Acesta este numărul de atomi dintr-un eșantion de carbon-12 care cântărește exact 12.000 de grame. Același număr de particule din orice alt compus este un mol al acelui compus. Un mol din orice compus are o masă caracteristică în grame, care se întâmplă să fie exact aceeași cu masa sa atomică în unități de masă atomică (amu). De exemplu, masa atomică a hidrogenului este de 1,008 amu, deci un mol de hidrogen cântărește 1,008 grame.
Puteți căuta mase atomice în tabelul periodic și puteți calcula masa moleculară a unui compus pe baza formulei sale chimice. Odată ce cunoașteți masa atomică a unui compus, cunoașteți imediat masa unui mol din acel compus (masa molară). Dacă aveți la îndemână un eșantion de compus, cântăriți-l și împărțiți-l la greutatea molară pentru a găsi numărul de aluniți pe care îl aveți.
Exemplu: O probă de hidroxid de sodiu (NaOH) cântărește 32 de grame. Câte alunițe este asta?
Din tabelul periodic, găsiți masele atomice de sodiu, oxigen și hidrogen ca fiind 22,990, 15,999 și respectiv 1,008 amu. Rotunjind la un număr întreg, masele lor molare sunt de 23, 16 și, respectiv, 1 grame. Adăugați-le împreună pentru a obține masa molară de hidroxid de sodiu, care se dovedește a fi de 40 de grame. Împărțiți acest număr în cantitatea pe care o aveți la îndemână pentru a găsi numărul de alunițe:
32 g / 40 g = 0,8 moli.
Cum se găsește molaritatea
Atâta timp cât aveți un mod de a măsura masa unui dizolvat, puteți calcula molaritatea acestuia măsurând volumul soluției. Aveți grijă aici, deoarece molaritatea este întotdeauna exprimată ca aluniți / litru, deci dacă măsurați volumul în alte unități, trebuie să faceți conversia în litri. Iată câțiva factori de conversie pe care îi veți găsi utile:
1 litru = 0,001 metri cubi = 1.000 mililitri = 0,264 galoane SUA = 33,81 uncii fluide.
Un exemplu
Se toarnă 12 grame de sare (NaCI) într-un pahar care conține 20 uncii de apă. Care este molaritatea sării din soluție?
Puteți rezolva această problemă în trei pași simpli:
Rotunjind la o zecimală, masa unui mol de sodiu (Na) este de 23,0 grame, iar cea a clorului (Cl) este de 35,5 grame, deci un mol de NaCl are o masă de 58,5 grame. Aveți 12 grame, ceea ce este egal cu 12 / 58,5 = 0,21 moli.
Dacă 33,81 uncii este același cu 1 litru, 20 uncii este egal cu 20 / 33,81 = 0,59 litri.
Împărțiți numărul de moli de NaCl la volumul soluției pentru a obține molaritatea.
0,21 moli ÷ 0,59 litri =
0,356 M.