Раствор - это смесь соединений, при которой одно из них - растворенное вещество - распределяется по другому, известному как растворитель. Растворителем всегда является соединение, составляющее большую часть смеси, а в большинстве реальных ситуаций растворителем является вода. Свойства раствора меняются в зависимости от концентрации растворенного вещества, поэтому химики нуждаются в единицах концентрации для его измерения. Самая важная единица концентрации - молярность, то есть количество молей растворенного вещества на литр раствора. Молярность обозначается заглавной буквой M, а в химии M означает следующее:
Молярность (M) = (моль растворенного вещества) ÷ (литры раствора).
Чтобы рассчитать количество молей растворенного вещества, вам понадобятся две части информации, которые вам, возможно, придется вывести из других данных. Первая - это химическая формула растворенного вещества, а вторая - масса растворенного вещества. Затем вы рассчитываете молярность, измеряя объем раствора, переводя его в литры и деля это число на количество молей.
Что такое крот?
Если не считать пушистых роющих животных, крот - одна из центральных единиц измерения в химии. Он основан на числе Авогадро, которое составляет 6,02 x 10.23. Это количество атомов в образце углерода-12, который весит ровно 12.000 граммов. Такое же количество частиц любого другого соединения составляет моль этого соединения. Один моль любого соединения имеет характерную массу в граммах, которая в точности совпадает с его атомной массой в атомных единицах массы (а.е.м.). Например, атомная масса водорода равна 1,008 а.е.м, поэтому моль водорода весит 1,008 грамма.
Вы можете найти атомные массы в периодической таблице и вычислить молекулярную массу соединения на основе его химической формулы. Как только вы знаете атомную массу соединения, вы сразу узнаете массу моля этого соединения (молярная масса). Если у вас есть образец соединения, просто взвесьте его и разделите на молярный вес, чтобы найти имеющееся у вас количество молей.
Пример: образец гидроксида натрия (NaOH) весит 32 грамма. Сколько это родинок?
Согласно периодической таблице, атомные массы натрия, кислорода и водорода равны 22,990, 15,999 и 1,008 а.е.м. соответственно. Округляя до целого числа, их молярные массы составляют 23, 16 и 1 грамм соответственно. Сложите их вместе, чтобы получить молярную массу гидроксида натрия, которая составляет 40 граммов. Разделите это число на количество, которое у вас есть под рукой, чтобы найти количество родинок:
32 г / 40 г = 0,8 моль.
Как найти молярность
Если у вас есть способ измерить массу растворенного вещества, вы можете рассчитать его молярность, измерив объем раствора. Будьте осторожны, потому что молярность всегда выражается в моль / литр, поэтому, если вы измеряете объем в любых других единицах, вам необходимо преобразовать его в литры. Вот несколько коэффициентов пересчета, которые вам пригодятся:
1 литр = 0,001 кубического метра = 1000 миллилитров = 0,264 галлона США = 33,81 жидких унций.
Пример
Вы наливаете 12 граммов соли (NaCl) в стакан, содержащий 20 унций воды. Какая молярность соли в растворе?
Вы можете решить эту проблему за три простых шага:
Округляя до одного десятичного знака, масса одного моля натрия (Na) составляет 23,0 грамма, а хлора (Cl) - 35,5 грамма, так что один моль NaCl имеет массу 58,5 грамма. У вас 12 граммов, что равно 12 / 58,5 = 0,21 моль.
Если 33,81 унции равно 1 литру, 20 унций равны 20 / 33,81 = 0,59 литра.
Разделите количество молей NaCl на объем раствора, чтобы получить молярность.
0,21 моль ÷ 0,59 литра =
0,356 М.