Pri analýze roztokov chemici merajú koncentrácie zložiek v moloch. Molárny zlomok rozpustenej látky je pomer počtu mólov tejto rozpustenej látky k celkovému počtu mólov rozpustenej látky a rozpúšťadla v roztoku. Pretože ide o pomer mólov k mólom, je molárny zlomok bezrozmerné číslo a samozrejme vždy je to menej ako jeden.
Vzorec pre molárne frakcie je priamy. V ktoromkoľvek roztoku je molárna frakcia rozpustenej látky A:
\ text {mólový zlomok A} = \ frac {\ text {móly A}} {\ text {celkový mól}}
a molárny zlomok rozpúšťadla:
\ text {molárny zlomok rozpúšťadla} = \ frac {\ text {móly rozpúšťadla}} {\ text {celkový počet mólov}}
V niektorých situáciách vám nemusí byť daný počet krtkov priamo. Môžete to vypočítať, ak poznáte chemické vzorce zlúčenín a ich hmotnosti alebo objemy. K tomu pomáha vedieť, čo je krtko.
TL; DR (príliš dlhý; Nečítali)
Vzorec pre molárne frakcie pre roztok obsahujúci jednu alebo viac rozpustených látok je: Molárna frakcia každej z nich solute = počet mólov tejto rozpustenej látky vydelený celkovým počtom mólov všetkých rozpustených látok a solventný.
Definícia krtka
Každý prvok v periodickej tabuľke má charakteristickú hmotnosť a na základe toho má každá zlúčenina tiež charakteristickú hmotnosť. Na atómovej úrovni sa hmotnosť meria v jednotkách atómovej hmotnosti, ale chemici potrebujú spôsob, ako vyjadriť hmotnosť makroskopicky. Za týmto účelom definujú mól ľubovoľného prvku alebo zlúčeniny ako Avogadrovo číslo (6,022 × 1023) atómov alebo molekúl. Hmotnosť tohto množstva častíc, meraná v gramoch, je rovnaký počet ako molekulová hmotnosť meraná v atómových hmotnostných jednotkách.
Definíciou molu je teda hmotnosť ľubovoľnej zlúčeniny, meraná v gramoch, ktorá sa rovná hmotnosti komponentných prvkov meraná v jednotkách atómovej hmotnosti. Ak chcete vypočítať počet mólov zlúčeniny, ktoré máte k dispozícii, vydeľte hmotnosť hmotnosťou jedného molu zlúčeniny, ktorú môžete vypočítať z periodickej tabuľky.
Použitie rovnice molárnych zlomkov
Vzorec pre molárne podiely je obzvlášť ľahko pochopiteľný a použiteľný, ak poznáte počet molov všetkých rozpustených látok a rozpúšťadla. Predpokladajme napríklad, že máte 2 móly tetrachlórmetánu (CC14), 3 móly benzénu (C6H6) a 4 móly acetónu (C.3H6O). Celkový počet mólov v roztoku je 9. Rovnica molárneho zlomku vám hovorí, že molárny zlomok tetrachlórmetánu je 2/9 = 0,22. Podobne je molárna frakcia benzénu 3/9 = 0,33 a molárna frakcia acetónu je 4/9 = 0,44.
Veci sa komplikujú, ak poznáte iba hmotnosť jednej alebo viacerých zložiek riešenia, ale iba o niečo viac. Všetko, čo musíte urobiť, je previesť hmotnosť zložky na počet mólov, a to je priamy aritmetický problém, pokiaľ viete chemický vzorec.
Príklad problému s krtkou
Predpokladajme, že rozpustíte 77 gramov tetrachlórmetánu (CCl4) v 78 gramoch acetónu (C.3H6O). Aké sú molové frakcie každej zlúčeniny v roztoku?
Odolajte nutkaniu vydeliť hmotu tetrachlórmetánu hmotnosťou acetónu. Pretože sú takmer rovnaké, bol by výsledok 0,5 pre každú zlúčeninu, čo by poskytlo nesprávny výsledok pre acetón. Najskôr musíte previesť masy na počet mólov každej zlúčeniny a aby ste to dosiahli, musíte vyhľadať atómové hmotnosti každého z prvkov v periodickej tabuľke.
Atómová hmotnosť uhlíka je 12,0 amu (zaokrúhlená na jedno desatinné miesto) a chlóru 35,5 amu, takže jeden mol tetrachlórmetánu váži 154 gramov. Máte 77 gramov, čo je 77/154 = 0,5 móla.
Ak vezmeme do úvahy, že atómová hmotnosť vodíka je 1 amu a atómová hmotnosť kyslíka je 16 amu, molárna hmotnosť acetónu je 58 gramov. Máte 78 gramov, čo je 1,34 móla. To znamená, že celkový počet mólov v roztoku je 1,84. Teraz ste pripravení vypočítať molárne zlomky pomocou rovnice molárnych zlomkov.
\ text {molárna frakcia chloridu uhličitého} = \ frac {0,5 \ text {moles}} {1,84 \ text {moles}} = 0,27 \\\ text {} \\\ text {molárna frakcia acetónu} = \ frac { 1,34 \ text {moles}} {1,84 \ text {moles}} = 0,73