Kaj je molarnost in kako se izračuna?

Za namene merjenja je priročno vedeti, koliko snovi je raztopljeno v dani količini raztopine; to kemiki mislijo z izrazom »koncentracija.« Molarnost je najpogostejši način izražanja koncentracije pri delu z raztopinami in kemičnimi reakcijami. Razlog je v tem, da se reaktanti (elementi ali spojine) kombinirajo v razmerjih celotnega števila, če so njihove količine izražene v imenovanih enotah "Moli." Na primer, 2 mola vodikovega plina združimo z 1 molom kisikovega plina, da s kemično reakcijo dobimo 2 mola vode: 2H₂ + O₂ = 2H₂O.

Mol snovi je opredeljen kot določeno število atomov ali molekul, imenovano "število Avogadro", ki je 6,022 × 10²³. Število izhaja iz mednarodnega sporazuma, ki temelji na številu atomov v natančno 12 gramih (g) ogljikovega izotopa "C-12". Priročnost te "enote za štetje" Število Avogadro, ki ga dobimo, je razvidno, če na primer upoštevamo uteži po 1 mol kisika, vode in ogljikovega dioksida, ki so 16,00 g, 18,02 g in 44,01 g, oz.

Molarnost ali molska koncentracija (M) je opredeljena kot število molov snovi ali "topljene snovi", raztopljene v 1 litru raztopine. Molarnosti ne smemo zamenjevati z "molalnostjo", ki je koncentracija, izražena kot moli topljene snovi na kilogram topila. Primeri bodo pomagali razjasniti koncept molarnosti in kako deluje.

Razmislite o težavi, ki zahteva molarnost raztopine, ki vsebuje 100 gramov (g) natrijevega klorida, NaCl, v 2,5 litra raztopine. Najprej določite "formulo" NaCl z dodajanjem "atomskih uteži" njegovih elementov Na in Cl, kot sledi:

22,99 + 35,45 = 58,44 g NaCl / mol.

Nato izračunajte število molov v 100 g NaCl tako, da maso NaCl delite s formulo:

100 g NaCl ÷ [58,44 g NaCl / mol NaCl] = 1,71 mola NaCl.

Na koncu izračunajte molarnost raztopine tako, da število molov NaCl delite s prostornino raztopine:

1,71 mola NaCl ÷ 2,5 litra = 0,684 M.

Razmislite o težavi, ki zahteva težo natrijevega sulfata Na₂Torej₄, potrebnega za pripravo 250 mililitrov (ml) 0,5 M raztopine. Prvi korak je izračun števila molov Na₂Torej₄ zahteva tako, da prostornino raztopine pomnožimo z molarnostjo:

0,25 litra × 0,5 mola Na₂Torej₄/ liter = 0,125 mol Na₂Torej₄

Nato formula formula Na₂Torej₄ se določi tako, da se seštejejo atomske teže sestavnih atomov. Molekula Na₂Torej₄ vsebuje 2 atoma Na, 1 atom S (žveplo) in 4 atome O (kisik), zato je njegova formula formula:

[22,99 × 2] + 32,07 + [16,00 × 4] = 45,98 + 32,07 + 64,00 = 142,1 g Na₂Torej₄/mole

Končno teža Na₂Torej₄ zahtevano izračunamo tako, da število molov pomnožimo s formulo:

0,125 mola Na₂Torej₄ × 142,1 g Na₂Torej₄/ mol Na₂Torej₄ = 17,76 g Na₂Torej₄.