En lösning är en blandning av föreningar varigenom en av dem - det lösta ämnet - fördelas över den andra, känd som lösningsmedlet. Lösningsmedlet är alltid den förening som utgör den största delen av blandningen, och i huvuddelen av verkliga situationer är lösningsmedlet vatten. Egenskaperna hos en lösning förändras med den lösta koncentrationen, så kemister behöver koncentrationsenheter för att mäta den. Den viktigaste koncentrationsenheten är molaritet, vilket är antalet mol löst ämne per liter lösning. Molaritet betecknas med stora M, och M i kemi betyder följande:
Molaritet (M) = (mol upplöst ämne) ÷ (liter lösning).
För att beräkna antalet mol av en löst substans behöver du två bitar av information som du kan behöva dra av andra uppgifter. Den första är den kemiska formeln för det lösta ämnet och det andra är massan av det lösta ämnet. Du beräknar sedan molariteten genom att mäta volymen på lösningen, konvertera den till liter och dela detta antal i antalet mol.
Vad är en mullvad?
Furry burrowing djur åt sidan, mullvaden är en av de centrala mätenheterna i kemi. Den baseras på Avogadros nummer, vilket är 6,02 x 10
23. Detta är antalet atomer i ett kol-12-prov som väger exakt 12.000 gram. Samma antal partiklar av någon annan förening är en mol av den föreningen. En mol av vilken förening som helst har en karakteristisk massa i gram, vilket råkar vara exakt densamma som dess atommassa i atommasseenheter (amu). Till exempel är atommassan av väte 1,008 amu, så en mol väte väger 1,008 gram.Du kan slå upp atommassorna i det periodiska systemet och du kan beräkna molekylmassan för en förening baserat på dess kemiska formel. När du väl känner till atommassan för en förening, vet du omedelbart massan av en mol av den föreningen (molär massa). Om du har ett prov av föreningen till hands, väger du det bara och delar med molvikten för att hitta antalet mol du har.
Exempel: Ett prov av natriumhydroxid (NaOH) väger 32 gram. Hur många mol är det här?
Från det periodiska systemet hittar du atommassorna natrium, syre och väte till 22,990, 15,999 respektive 1,008 amu. Avrundning till ett heltal är deras molmassor 23, 16 respektive 1 gram. Lägg till dessa för att få den molära massan av natriumhydroxid, som visar sig vara 40 gram. Dela upp detta nummer i den mängd du har till hands för att hitta antalet mol:
32 g / 40 g = 0,8 mol.
Hur man hittar molaritet
Så länge du har ett sätt att mäta massan av en löst substans, kan du beräkna dess molaritet genom att mäta lösningens volym. Var försiktig här, eftersom molaritet alltid uttrycks som mol / liter, så om du mäter volym i andra enheter måste du konvertera till liter. Här är några omvandlingsfaktorer som du tycker är användbara:
1 liter = 0,001 kubikmeter = 1000 milliliter = 0,264 US gallon = 33,81 vätske uns.
Ett exempel
Du häller 12 gram salt (NaCl) i en bägare som innehåller 20 uns vatten. Vad är saltets molaritet i lösningen?
Du kan lösa detta problem i tre enkla steg:
Avrundning till en decimal är massan av en mol natrium (Na) 23,0 gram och den för klor (Cl) är 35,5 gram, så en mol NaCl har en massa av 58,5 gram. Du har 12 gram, vilket motsvarar 12 / 58,5 = 0,21 mol.
Om 33,81 uns är samma som 1 liter, är 20 uns lika med 20 / 33,81 = 0,59 liter.
Dela antalet mol NaCl med volymen av lösningen för att få molaritet.
0,21 mol ÷ 0,59 liter =
0,356 M.