Що таке молярність і як вона обчислюється?

Для цілей вимірювання зручно знати, скільки речовини розчинено в даному об’ємі розчину; це те, що хіміки мають на увазі під «концентрацією». Молярність є найпоширенішим способом вираження концентрації при роботі з розчинами та хімічними реакціями. Причина полягає в тому, що реагенти (елементи або сполуки) поєднуються у співвідношенні цілих чисел, коли їх кількість виражається у називаних одиницях Наприклад, 2 молі газоподібного водню поєднуються з 1 молем газоподібного кисню, утворюючи 2 моля води шляхом хімічної реакції: 2Н₂ + O₂ = 2Н₂О.

Моль речовини визначається як конкретна кількість атомів або молекул, що називається "числом Авогадро", яке становить 6,022 × 10²³. Кількість отримана з міжнародної угоди, заснованої на кількості атомів рівно в 12 грамах (г) ізотопу вуглецю "С-12". Зручність цієї "одиниці підрахунку" Число Авогадро, яке надається, видно при розгляді, наприклад, ваг 1 моль кисню, води та вуглекислого газу на кожен, які складають 16,00 г, 18,02 г і 44,01 г, відповідно.

Молярність, або молярна концентрація (М), визначається як кількість молей речовини, або «розчиненої речовини», розчиненої в 1 літрі розчину. Не слід плутати молярність з "молярністю", що є концентрацією, вираженою у вигляді молей розчиненої речовини на кілограм розчинника. Приклади допоможуть пояснити поняття молярності та як це працює.

Розглянемо проблему, яка вимагає молярності розчину, що містить 100 г (г) хлориду натрію, NaCl, у 2,5 л розчину. Спочатку визначте “формульну вагу” NaCl, склавши “атомні ваги” його елементів, Na і Cl, наступним чином:

22,99 + 35,45 = 58,44 г NaCl / моль.

Потім розрахуйте кількість родимок у 100 г NaCl, поділивши вагу NaCl на формульну масу:

100 г NaCl ÷ [58,44 г NaCl / моль NaCl] = 1,71 моль NaCl.

Нарешті, розрахуйте молярність розчину, розділивши кількість молей NaCl на об’єм розчину:

1,71 моль NaCl ÷ 2,5 л = 0,684 М.

Розглянемо проблему, яка вимагає ваги сульфату натрію Na₂ТАК₄, необхідний для приготування 250 мілілітрів (мл) 0,5 М розчину. Першим кроком є ​​розрахунок кількості молей Na₂ТАК₄ потрібно, помноживши об’єм розчину на молярність:

0,25 л × 0,5 моль Na₂ТАК₄/ літр = 0,125 моль Na₂ТАК₄

Далі формула ваги Na₂ТАК₄ визначається додаванням атомних ваг складових атомів. Молекула Na₂ТАК₄ містить 2 атоми Na, 1 атом S (сірка) і 4 атоми O (кисень), тому його формульна вага становить:

[22,99 × 2] + 32,07 + [16,00 × 4] = 45,98 + 32,07 + 64,00 = 142,1 г Na₂ТАК₄/mole

Нарешті, вага Na₂ТАК₄ необхідний обчислюється множенням кількості родимок на формулу ваги:

0,125 молей Na₂ТАК₄ × 142,1 г Na₂ТАК₄/ моль Na₂ТАК₄ = 17,76 г Na₂ТАК₄.