Când analizează soluții, chimiștii măsoară concentrațiile componentelor în aluni. Fracția molară a unui dizolvat este raportul dintre numărul de moli ai acelui dizolvat și numărul total de moli de dizolvat și solvent în soluție. Deoarece este un raport dintre aluniți și aluniți, fracția molară este un număr adimensional și, desigur, este întotdeauna mai mică decât una.
Formula fracției molare este simplă. În orice soluție, fracția molară a solutului A este:
\ text {mol fraction of A} = \ frac {\ text {moles of A}} {\ text {total moles}}
și fracția molară a solventului:
\ text {mol fraction of solvent} = \ frac {\ text {moli de solvent}} {\ text {moli total}}
În unele situații, este posibil să nu vi se dea direct numărul de alunițe. Îl puteți calcula dacă cunoașteți formulele chimice ale compușilor și greutățile sau volumele acestora. Pentru a face acest lucru, vă ajută să știți ce este o aluniță.
TL; DR (Prea lung; Nu am citit)
Formula fracției molare pentru o soluție care conține unul sau mai multe substanțe dizolvate este: Fracția molară din fiecare solut = Numărul de aluni ai acelui dizolvat împărțit la numărul total de aluni ai tuturor solutelor și solvent.
Definiția a Mole
Fiecare element din tabelul periodic are o masă caracteristică și, în virtutea acesteia, fiecare compus are și o masă caracteristică. La nivel atomic, masa este măsurată în unități de masă atomică, dar chimiștii au nevoie de o modalitate de a exprima masa în termeni macroscopici. În acest scop, ei definesc un mol al oricărui element sau compuși ca numărul lui Avogadro (6,022 × 1023) de atomi sau molecule. Masa acestor numeroase particule, măsurată în grame, este același număr ca masa moleculară, măsurată în unități de masă atomică.
Definiția unui mol este astfel masa oricărui compus, măsurată în grame, care este egală cu masele elementelor componente măsurate în unități de masă atomică. Pentru a calcula numărul de moli dintr-un compus pe care îl aveți la îndemână, împărțiți masa la masa unui mol de compus, pe care o puteți calcula din tabelul periodic.
Folosind ecuația fracției molare
Formula fracției molare este deosebit de ușor de înțeles și de utilizat dacă se întâmplă să cunoașteți numărul de moli din toate substanțele dizolvate și solventul. De exemplu, să presupunem că aveți 2 moli de tetraclorură de carbon (CCl4), 3 moli de benzen (C6H6) și 4 moli de acetonă (C3H6O). Numărul total de moli în soluție este de 9. Ecuația fracției molare vă spune că fracția molară a tetraclorurii de carbon este 2/9 = 0,22. În mod similar, fracția molară a benzenului este 3/9 = 0,33 și fracția molară a acetonei este 4/9 = 0,44.
Lucrurile devin mai complicate dacă cunoașteți doar masa uneia sau mai multor componente ale unei soluții, dar doar puțin mai mult. Tot ce trebuie să faceți este să convertiți masa componentului în număr de moli și aceasta este o problemă simplă aritmetică, atâta timp cât cunoașteți formula chimică.
Exemplu de fracțiune aluniță Problemă
Să presupunem că dizolvați 77 de grame de tetraclorură de carbon (CCl4) în 78 de grame de acetonă (C3H6O). Care sunt fracțiile molare ale fiecărui compus din soluție?
Rezistați dorinței de a împărți masa tetraclorurii de carbon cu cea a acetonei. Deoarece sunt aproape la fel, rezultatul ar fi 0,5 pentru fiecare compus, iar acest lucru ar da un rezultat incorect pentru acetonă. În primul rând, trebuie să convertiți masele la numărul de aluniți ai fiecărui compus și, pentru a face acest lucru, trebuie să căutați masele atomice ale fiecăruia dintre elementele din tabelul periodic.
Masa atomică a carbonului este de 12,0 amu (rotunjită la o zecimală) și cea a clorului este de 35,5 amu, deci un mol de tetraclorură de carbon cântărește 154 de grame. Aveți 77 de grame, adică 77/154 = 0,5 moli.
Observând că masa atomică a hidrogenului este de 1 amu și cea a oxigenului este de 16 amu, masa molară a acetonei este de 58 de grame. Ai 78 de grame, adică 1,34 moli. Asta înseamnă că numărul total de moli în soluție este de 1,84. Acum sunteți gata să calculați fracțiile molare utilizând ecuația fracției molare.
\ text {mole fraction of carbon tetrachloride} = \ frac {0,5 \ text {moles}} {1,84 \ text {moles}} = 0,27 \\\ text {} \\\ text {mole fraction of acetone} = \ frac { 1,34 \ text {mol}} {1,84 \ text {moles}} = 0,73