Pri analiziranju raztopin kemiki merijo koncentracije komponent v molih. Molski delež topljene snovi je razmerje med številom molov te topljene snovi in skupnim številom molov topljene snovi in topila v raztopini. Ker gre za razmerje med moli in moli, je molski delež brezdimenzijsko število in seveda vedno manjši od enega.
Formula molskega deleža je enostavna. V kateri koli raztopini je molski delež topljene snovi A:
\ text {molski delež A} = \ frac {\ text {moli A}} {\ text {skupni moli}}
in molski delež topila:
\ text {molski delež topila} = \ frac {\ text {moli topila}} {\ text {skupni moli}}
V nekaterih primerih morda ne boste dobili neposredno števila molov. Izračunate ga lahko, če poznate kemijske formule spojin in njihovo maso ali prostornino. Če želite to narediti, pomaga vedeti, kaj je mol.
TL; DR (predolgo; Nisem prebral)
Formula molskega deleža za raztopino, ki vsebuje eno ali več topljenih snovi, je: Molski delež vsakega = število molov te topljene snovi, deljeno s skupnim številom molov vseh topljenih snovi in topilo.
Opredelitev mola
Vsak element v periodnem sistemu ima značilno maso in na podlagi tega ima vsaka spojina tudi značilno maso. Na atomski ravni se masa meri v enotah atomske mase, vendar kemiki potrebujejo način, kako maso izraziti v makroskopskem smislu. V ta namen opredelijo mol katerega koli elementa ali spojine kot Avogadrovo število (6,022 × 1023) atomov ali molekul. Masa tega velikosti delcev, merjena v gramih, je enaka številu molekulske mase, merjene v atomskih masnih enotah.
Definicija mola je torej masa katere koli spojine, izmerjena v gramih, ki je enaka masam sestavnih elementov, izmerjenim v atomskih masnih enotah. Za izračun števila molov spojine, ki jo imate pri roki, maso delite z maso enega mola spojine, kar lahko izračunate iz periodnega sistema.
Uporaba enačbe molskega ulomka
Formulo molskega deleža je še posebej enostavno razumeti in uporabiti, če slučajno poznate število molov vseh topljenih snovi in topila. Recimo, da imate na primer 2 mola ogljikovega tetraklorida (CCl4), 3 mole benzena (C6H6) in 4 moli acetona (C3H6O). Skupno število molov v raztopini je 9. Enačba molskega deleža vam pove, da je molski delež ogljikovega tetraklorida 2/9 = 0,22. Podobno je molski delež benzena 3/9 = 0,33 in molski delež acetona 4/9 = 0,44.
Stvari se zapletejo, če poznate samo maso ene ali več komponent raztopine, vendar le malo več. Vse, kar morate storiti, je pretvoriti maso komponente v število molov in to je preprost aritmetični problem, če poznate kemijsko formulo.
Primer težave z molskim ulomkom
Recimo, da raztopite 77 gramov ogljikovega tetraklorida (CCl4) v 78 gramih acetona (C3H6O). Kolikšen je molski delež vsake spojine v raztopini?
Uprite se želji, da maso ogljikovega tetraklorida delimo z maso acetona. Ker sta skoraj enaka, bi bil rezultat 0,5 za vsako spojino, kar bi povzročilo napačen rezultat za aceton. Najprej morate maso pretvoriti v število molov posamezne spojine, za to pa morate poiskati atomske mase vsakega elementa v periodnem sistemu.
Atomska masa ogljika je 12,0 amu (zaokroženo na eno decimalno mesto natančno), klora pa 35,5 amu, zato en mol ogljikovega tetraklorida tehta 154 gramov. Imate 77 gramov, kar je 77/154 = 0,5 mola.
Upoštevajoč, da je atomska masa vodika 1 amu in masa kisika 16 amu, je molska masa acetona 58 gramov. Imate 78 gramov, kar je 1,34 mola. To pomeni, da je skupno število molov v raztopini 1,84. Zdaj ste pripravljeni izračunati molske deleže z uporabo enačbe molskih deležev.
\ text {molni delež ogljikovega tetraklorida} = \ frac {0,5 \ text {moles}} {1,84 \ text {moles}} = 0,27 \\\ text {} \\\ text {molski delež acetona} = \ frac { 1,34 \ besedilo {moli}} {1,84 \ besedilo {moli}} = 0,73