Indhold
- TL; DR (for lang; læste ikke)
- Definition af en muldvarp
- Brug af molfraktionsligningen
- Mole Fraktion Eksempel Problem
Ved analyse af opløsninger måler kemikere koncentrationer af komponenter i mol. Molfraktionen af et opløst stof er forholdet mellem antallet af mol af det opløste stof og det totale antal mol opløst stof og opløsningsmiddel i opløsning. Fordi det er et forhold mellem mol og mol, er molfraktionen et dimensionsløst antal, og det er naturligvis altid mindre end et.
Molefraktionsformlen er ligetil. I en hvilken som helst opløsning er molfraktionen af opløst A = (mol A) ÷ (total mol) og molfraktionen af opløsningsmidlet = (mol opløsningsmiddel) ÷ (total mol). I nogle situationer får du muligvis ikke antallet af mol direkte. Du kan beregne det, hvis du kender de kemiske formler for forbindelserne og deres vægt eller volumen. For at gøre dette hjælper det at vide, hvad en muldvarp er.
TL; DR (for lang; læste ikke)
Molfraktionsformlen for en opløsning, der indeholder en eller flere opløste stoffer, er: Molfraktion af hvert opløst stof = Antal mol af det opløste stof divideret med det samlede antal mol af alle opløste stoffer og opløsningsmidlet.
Definition af en muldvarp
Hvert element i den periodiske tabel har en karakteristisk masse, og i kraft af dette har hver forbindelse også en karakteristisk masse. På atomniveau måles masse i atommasseenheder, men kemikere har brug for en måde at udtrykke masse i makroskopiske termer på. Til dette formål definerer de en mol af ethvert element eller forbindelser som Avogadros-nummer (6.022 × 1023) af atomer eller molekyler. Massen af disse mange partikler, målt i gram, er det samme antal som molekylmassen, målt i atommasseenheder.
Definitionen på en mol er således massen af enhver forbindelse, målt i gram, der er lig med masserne af komponentelementerne målt i atommasseenheder. For at beregne antallet af mol af en forbindelse, du har på hånden, dividerer du massen med massen af en mol af forbindelsen, som du kan beregne fra den periodiske tabel.
Brug af molfraktionsligningen
Molefraktionsformlen er især let at forstå og bruge, hvis du ved antallet af mol af alle opløste stoffer og opløsningsmidlet.Antag f.eks., At du har 2 mol carbon tetrachlorid (CCl4), 3 mol benzen (C02).6H6) og 4 mol acetone (C3H6O). Det samlede antal mol i opløsning er 9. Molfraktionsligningen fortæller dig, at molfraktionen af carbon tetrachlorid er 2/9 = 0,22. Tilsvarende er molfraktionen af benzen 3/9 = 0,33, og molfraktionen af acetone er 4/9 = 0,44.
Ting bliver mere kompliceret, hvis du kun kender massen af en eller flere komponenter i en løsning, men kun lidt mere. Alt hvad du skal gøre er at konvertere komponentens masse til antal mol, og det er et ligefrem aritmetisk problem, så længe du kender den kemiske formel.
Mole Fraktion Eksempel Problem
Antag, at du opløser 77 gram kultetetrachlorid (CCl4) i 78 gram acetone (C3H6O). Hvad er molfraktionerne af hver forbindelse i opløsningen?
Modstå trangen til at opdele massen af carbontetrachlorid med acetone. Da de er næsten det samme, ville resultatet være 0,5 for hver forbindelse, og det ville give et forkert resultat for acetone. Først skal du konvertere masserne til antallet af mol af hver forbindelse, og for at gøre det skal du slå atommasserne op til hvert af elementerne i den periodiske tabel.
Den atomære masse af kulstof er 12,0 amu (afrunding til et decimal) og klormassen er 35,5 amu, så en mol carbon tetrachlorid vejer 154 gram. Du har 77 gram, hvilket er 77/154 = 0,5 mol.
Når man bemærker, at den atomære masse af brint er 1 amu, og at ilt er 16 amu, er den molære masse af acetone 58 gram. Du har 78 gram, hvilket er 1,34 mol. Det betyder, at det samlede antal mol i opløsning er 1,84. Nu er du klar til at beregne muldefraktioner ved hjælp af molfraktionsligningen.
Molfraktion af carbontetrachlorid = 0,5 mol / 1,84 mol = 0,27
Molfraktion af acetone = 1,34 mol / 1,84 mol = 0,73