Det är lämpligt för mätningsändamål att veta hur mycket av ett ämne som löses i en given volym lösning; detta är vad kemister menar med "koncentration." Molaritet är det vanligaste sättet att uttrycka koncentration när man arbetar med lösningar och kemiska reaktioner. Anledningen är att reaktanter (grundämnen eller föreningar) kombineras i hela talförhållanden när deras mängder uttrycks i enheter som kallas ”Mol.” Till exempel kombineras 2 mol vätgas med 1 mol syrgas för att producera 2 mol vatten genom den kemiska reaktionen: 2H2 + O2 = 2H2O.
Möt mullvaden
En mol av ett ämne definieras som ett specifikt antal atomer eller molekyler som kallas "Avogadro-nummer", vilket är 6,022 × 1023. Antalet härrör från internationell överenskommelse, baserat på antalet atomer i exakt 12 gram (g) av kolisotopen "C-12". Bekvämligheten som denna "räkneenhet", den Avogadro-nummer, tillhandahålls ses när man tänker på till exempel vikterna av 1 mol vardera av syre, vatten och koldioxid, vilka är 16,00 g, 18,02 g och 44,01 g, respektive.
En introduktion till molaritet
Molaritet, eller molkoncentration (M), definieras som antalet mol av ett ämne, eller "löst", löst i 1 liter lösning. Molaritet ska inte förväxlas med "molalitet", som är koncentration uttryckt som mol löst ämne per kilogram lösningsmedel. Exempel hjälper till att klargöra begreppet molaritet och hur det fungerar.
Ett exempel för att beräkna molaritet
Tänk på ett problem som ber om molariteten hos en lösning som innehåller 100 gram (g) natriumklorid, NaCl, i 2,5 liter lösning. Bestäm först "formelvikten" för NaCl genom att lägga samman "atomvikterna" för dess element, Na och Cl, enligt följande:
22,99 + 35,45 = 58,44 g NaCl / mol.
Beräkna sedan antalet mol i 100 g NaCl genom att dela vikten av NaCl med dess formelvikt:
100 g NaCl ÷ [58,44 g NaCl / mol NaCl] = 1,71 mol NaCl.
Slutligen beräkna molariteten för lösningen genom att dividera antalet mol NaCl med volymen av lösningen:
1,71 mol NaCl ÷ 2,5 liter = 0,684 M.
Beräkning av lösningsmedel som behövs för en specificerad molaritet
Tänk på ett problem som ber om vikten av natriumsulfat, Na2SÅ4krävs för att bereda 250 ml (ml) av en 0,5 M lösning. Det första steget är att beräkna antalet mol Na2SÅ4 krävs genom att multiplicera lösningsvolymen med molariteten:
0,25 liter × 0,5 mol Na2SÅ4/ liter = 0,125 mol Na2SÅ4
Därefter formelvikten av Na2SÅ4 bestäms genom att sammanföra atomvikterna för dess beståndsdelar. En molekyl av Na2SÅ4 innehåller 2 atomer Na, 1 atom S (svavel) och 4 atomer O (syre), därför är dess formelvikt:
[22,99 × 2] + 32,07 + [16,00 × 4] = 45,98 + 32,07 + 64,00 = 142,1 g Na2SÅ4/mole
Slutligen, vikten av Na2SÅ4 krävs beräknas genom att multiplicera antalet mol med formelvikten:
0,125 mol Na2SÅ4 × 142,1 g Na2SÅ4/ mol Na2SÅ4 = 17,76 g Na2SÅ4.
