วิธีการคำนวณเศษส่วนตุ่น

เมื่อวิเคราะห์สารละลาย นักเคมีจะวัดความเข้มข้นของส่วนประกอบเป็นโมล เศษส่วนของโมลของตัวถูกละลายคืออัตราส่วนของจำนวนโมลของตัวถูกละลายนั้นต่อจำนวนโมลของตัวถูกละลายและตัวทำละลายทั้งหมดในสารละลาย เนื่องจากเป็นอัตราส่วนของโมลต่อโมล เศษส่วนของโมลจึงเป็นจำนวนไม่มีมิติ และแน่นอนว่า น้อยกว่าหนึ่งเสมอ

สูตรเศษส่วนโมลตรงไปตรงมา ในสารละลายใดๆ เศษส่วนโมลของตัวถูกละลาย A คือ:

และเศษส่วนโมลของตัวทำละลาย:

ในบางสถานการณ์ คุณอาจไม่ได้รับจำนวนโมลโดยตรง คุณสามารถคำนวณได้หากคุณทราบสูตรทางเคมีของสารประกอบและน้ำหนักหรือปริมาตร การทำเช่นนี้จะช่วยให้รู้ว่าไฝคืออะไร

ทีแอล; DR (ยาวเกินไป; ไม่ได้อ่าน)

สูตรเศษส่วนโมลสำหรับสารละลายที่มีตัวถูกละลายตั้งแต่หนึ่งตัวขึ้นไปคือ: เศษโมลของแต่ละตัว ตัวถูกละลาย = จำนวนโมลของตัวถูกละลายนั้นหารด้วยจำนวนโมลของตัวถูกละลายทั้งหมดและ ตัวทำละลาย

แต่ละธาตุในตารางธาตุมีมวลเฉพาะ และด้วยเหตุนี้ สารประกอบทุกตัวจึงมีมวลเฉพาะตัว ที่ระดับอะตอม มวลถูกวัดในหน่วยมวลอะตอม แต่นักเคมีต้องการวิธีแสดงมวลในแง่มหภาค ด้วยเหตุนี้ พวกเขาจึงกำหนดโมลของธาตุหรือสารประกอบใดๆ เป็นจำนวนอโวกาโดร (6.022 × 10 .)

ดังนั้นคำจำกัดความของโมลจึงเป็นมวลของสารประกอบใดๆ ซึ่งวัดเป็นกรัม ซึ่งเท่ากับมวลขององค์ประกอบส่วนประกอบที่วัดในหน่วยมวลอะตอม ในการคำนวณจำนวนโมลของสารประกอบที่คุณมีอยู่ คุณต้องหารมวลด้วยมวลของสารประกอบหนึ่งโมล ซึ่งคุณสามารถคำนวณได้จากตารางธาตุ

สูตรเศษส่วนโมลนั้นง่ายต่อการเข้าใจและใช้งานได้เป็นพิเศษหากคุณทราบจำนวนโมลของตัวถูกละลายและตัวทำละลายทั้งหมด ตัวอย่างเช่น สมมติว่าคุณมีคาร์บอนเตตระคลอไรด์ (CCl4) 2 โมล เบนซีน 3 โมล (C₆โฮ₆) และอะซิโตน 4 โมล (C₃โฮ₆อ.) จำนวนโมลทั้งหมดในสารละลายคือ 9 สมการเศษส่วนโมลบอกคุณว่าเศษส่วนโมลของคาร์บอนเตตระคลอไรด์คือ 2/9 = 0.22 ในทำนองเดียวกัน ส่วนโมลของเบนซีนคือ 3/9 = 0.33 และเศษส่วนโมลของอะซิโตนคือ 4/9 = 0.44

สิ่งต่าง ๆ จะซับซ้อนขึ้นถ้าคุณรู้มวลของส่วนประกอบตั้งแต่หนึ่งอย่างขึ้นไปของสารละลาย แต่อีกเพียงเล็กน้อยเท่านั้น สิ่งที่คุณต้องทำคือแปลงมวลของส่วนประกอบเป็นจำนวนโมล และนั่นเป็นปัญหาทางคณิตศาสตร์ที่ตรงไปตรงมา ตราบใดที่คุณรู้สูตรทางเคมี

สมมติว่าคุณละลายคาร์บอนเตตระคลอไรด์ 77 กรัม (CCl₄) ในอะซิโตน 78 กรัม (C₃โฮ₆อ.) เศษส่วนโมลของสารประกอบแต่ละชนิดในสารละลายคืออะไร?

ต่อต้านความอยากที่จะแบ่งมวลของคาร์บอนเตตระคลอไรด์ด้วยอะซิโตน เนื่องจากเกือบจะเหมือนกัน ผลลัพธ์จะเป็น 0.5 สำหรับสารประกอบแต่ละชนิด และนั่นจะให้ผลลัพธ์ที่ไม่ถูกต้องสำหรับอะซิโตน ก่อนอื่น คุณต้องแปลงมวลเป็นจำนวนโมลของสารประกอบแต่ละชนิด และในการทำเช่นนั้น คุณต้องค้นหามวลอะตอมของธาตุแต่ละตัวในตารางธาตุ

มวลอะตอมของคาร์บอนเท่ากับ 12.0 amu (ปัดเศษเป็นทศนิยมหนึ่งตำแหน่ง) และคลอรีนเป็น 35.5 amu ดังนั้นคาร์บอนเตตระคลอไรด์ 1 โมลจึงมีน้ำหนัก 154 กรัม คุณมี 77 กรัม ซึ่งเท่ากับ 77/154 = 0.5 โมล

โดยสังเกตว่ามวลอะตอมของไฮโดรเจนคือ 1 amu และของออกซิเจนคือ 16 amu มวลโมเลกุลของอะซิโตนคือ 58 กรัม คุณมี 78 กรัม ซึ่งเท่ากับ 1.34 โมล นั่นหมายถึงจำนวนโมลทั้งหมดในสารละลายคือ 1.84 ตอนนี้คุณพร้อมที่จะคำนวณเศษส่วนโมลโดยใช้สมการเศษส่วนโมลแล้ว