Molární zlomek je jednotka používaná v chemii k vyjádření podílu jedné složky ve směsi vzhledem k celkovému množství přítomných složek. Vypočítá se vydělením množství jedné složky součtem množství všech složek ve směsi.
Například pokud máme směs vody a alkoholu a množství vody je 100 g a množství alkoholu je 50 g, pak molární zlomek vody by byl 0,66 (100 g / (100 g + 50 g)) a molární zlomek alkoholu by byl 0,33 (50 g / (100 g + 50 g)).
Cvičení zahrnující molární zlomky mohou zahrnovat stanovení molárního zlomku různých složek ve směsi, použití molárních zlomků k výpočtu množství složky potřebného k dosažení dané koncentrace a další. Procvičování s cvičeními je nezbytné pro pochopení a správné použití konceptu molárního zlomku.
Metoda pro výpočet molárního zlomku v látkách pomocí jednoduchého vzorce.
Molární zlomek je způsob vyjádření množství dané látky ve směsi. Pro výpočet molárního zlomku látky ve směsi jednoduše vydělte množství látky celkovým množstvím směsi. Vzorec pro výpočet molárního zlomku je:
Molární zlomek = množství látky / celkové množství směsi
Například pokud máme směs vody a soli a množství vody je 50 g a množství soli je 30 g, molární zlomek vody by byl:
Molární zlomek vody = 50 g / (50 g + 30 g) = 50 g / 80 g = 0,625
Pro výpočet molárního zlomku soli jednoduše odečtěte molární zlomek vody od 1, protože součet molárních zlomků všech látek ve směsi je vždy roven 1.
Nyní, když víte, jak vypočítat molární zlomek v látkách, zkuste vyřešit několik úloh, abyste si procvičili a upevnili své znalosti v tomto tématu.
Pochopení podílů látek v roztocích pomocí molárních zlomků.
Molární zlomek je způsob vyjádření koncentrace látky v roztoku, který bere v úvahu poměr molekul této látky k celkovému počtu přítomných molekul. Pro výpočet molárního zlomku látky jednoduše vydělte počet molů látky celkovým počtem molů v roztoku.
Například pokud máme roztok se 2 moly rozpuštěné látky A a 3 moly rozpuštěné látky B, výpočet molárního zlomku rozpuštěné látky A by byl 2 / (2 + 3) = 0,4. To znamená, že 40 % molekul v roztoku tvoří rozpuštěná látka A.
Pro procvičení výpočtu molárních zlomků si můžeme vyřešit několik příkladů. Například pokud máme roztok s 0,5 moly rozpuštěné látky C a 1,5 moly rozpuštěné látky D, jaký je molární zlomek rozpuštěné látky D? Molární zlomek rozpuštěné látky D by byl 1,5 / (0,5 + 1,5) = 0,75, což znamená, že 75 % molekul v roztoku tvoří rozpuštěná látka D.
Pochopení poměrů látek v roztocích pomocí molárních zlomků je nezbytné pro různé chemické procesy, jako je příprava roztoků, výpočet chemických reakcí a určování fyzikálně-chemických vlastností látek. Proto je důležité procvičovat si výpočet molárních zlomků, abyste prohloubili své znalosti tohoto tématu.
Objevte vzorec pro jednoduchý výpočet molární koncentrace roztoku.
Molární koncentrace roztoku je důležitým měřítkem v chemii, které představuje množství rozpuštěné látky v poměru k celkovému objemu roztoku. Pro výpočet molární koncentrace používáme jednoduchý vzorec:
Molární koncentrace (M) = Množství rozpuštěné látky (mol) / Objem roztoku (l)
Například pokud máme 2 moly rozpuštěné látky rozpuštěné v 1 litru roztoku, molární koncentrace by byla 2 M.
Molární zlomek je zase dalším důležitým měřením, které vyjadřuje podíl složky v celkovém roztoku. Pro výpočet molárního zlomku složky A používáme vzorec:
Molární zlomek A = Mol A / Celkový mol
Například pokud máme v roztoku 2 moly látky A a 3 moly látky B, molární zlomek A by byl 2/5.
Nyní, když víte, jak vypočítat molární koncentraci a molární zlomek, co takhle si to procvičit s několika cvičeními?
Zjištění počtu molů v látce pomocí jednoduchých výpočtů.
Pro zjištění počtu molů v látce je třeba použít správný matematický vzorec. Počet molů látky lze vypočítat z hmotnosti látky a její molární hmotnosti. Molární hmotnost je hmotnost jednoho molu atomů, iontů nebo molekul látky a vyjadřuje se v g/mol.
Pro výpočet počtu molů jednoduše vydělíme hmotnost látky její molární hmotností. Například, pokud máme 10 gramů vody (H2O), jejíž molární hmotnost je 18 g/mol, můžeme počet molů vypočítat takto:
Počet molů = Látková hmotnost / Molární hmotnost
Počet molů = 10 g / 18 g/mol
Počet molů = 0,555 molu
V 0,555 gramech látky tedy máme 10 molu vody.
Molární zlomek látky ve směsi je poměr počtu molů této látky k celkovému počtu molů ve směsi. Molární zlomek lze vypočítat vydělením počtu molů látky celkovým počtem molů ve směsi.
Například pokud máme směs 2 molů vody a 3 molů alkoholu, molární zlomek vody by byl:
Molární zlomek vody = mol vody / celkový mol
Molární zlomek vody = 2 mol / (2 mol + 3 mol)
Molární zlomek vody = 2/5
Molární zlomek vody v této směsi by tedy byl 2/5.
Pro procvičení a upevnění konceptu molárního zlomku je důležité provádět cvičení, která zahrnují výpočet počtu molů a molárních zlomků v různých látkách a směsích. S praxí se stává snazším těmto konceptům porozumět a aplikovat je při řešení chemických problémů.
Molární zlomek: jak se vypočítává, příklady, cvičení
A molární zlomek je způsob vyjádření koncentrace prvků přítomných ve sloučenině nebo koncentrace sloučeniny ve směsi.
Molární zlomek prvků sloučeniny je definován jako podíl mezi počtem molů každého z různých prvků přítomných ve sloučenině a celkovým počtem jejich molů.
Například: pokud sloučenina obsahuje prvek A a prvek B, molární zlomek A je počet molů A dělený počtem molů A plus počet molů B. Podobně se pro molární zlomek B provede stejná operace, ale do čitatele se uvedou moly B.
Tato operace je znázorněna na obrázku výše. Součet molárních zlomků se rovná 1 (jedně). Molární zlomek je bezrozměrné číslo. Lze jimi vyjádřit mnoho zákonů, například Daltonův zákon.
Vlastnosti a symbol
Hodnota molárního zlomku je nezávislá na teplotě a v ideální směsi plynů ji lze použít k výpočtu parciálních tlaků každého z plynů přítomných ve směsi plynů, jak je uvedeno v Daltonově zákoně.
Molární zlomek se obvykle vyjadřuje nebo symbolizuje velkým X (X), na pravé straně se jako dolní index uvádí symbol prvku nebo vzorec sloučeniny, pokud se jedná o směs sloučenin.
Jak se to vypočítává
Pokud je znám počet molů každého z prvků, které tvoří danou sloučeninu, lze sečtením molů prvků získat celkový počet molů, které se ve sloučenině nacházejí.
Takže pro získání molárního zlomku každého prvku se počet jeho molů vydělí celkovým počtem molů přítomných ve sloučenině. Součet hodnot molárních zlomků různých prvků se rovná jedné (1).
Příklady
Následují příklady použití molárního zlomku.
Příklad 1
Molalita roztoku, vyjádřená v molech rozpuštěné látky na kilogram vody, může být převedena na molární zlomek rozpuštěné látky. K tomu se 1.000 1.000 g vody převede na moly vody jednoduše vydělením hmotnosti 18 XNUMX g vody molekulovou hmotností vody (XNUMX g/mol).
Pak vydělením počtu molů rozpuštěné látky počtem molů vody plus počet molů rozpuštěné látky získáme molární zlomek rozpuštěné látky.
Například látka A má molalitu 0,03 m. To znamená, že v jednom kilogramu vody je rozpuštěno 0,3 molu látky A. Jeden kilogram vody odpovídá 55,55 molům vody (1.000 g ± 18 g/mol). Molární zlomek látky A se tedy stává:
X (A) nebo X A = 0,03 ÷ (55,55 + 0,03)
= 0,0005398 nebo 5,39810 -4
Příklad 2
Výpočet parciálních tlaků plynů na základě jejich molárních zlomků. Zákon parciálních tlaků formuloval Dalton a říká, že ve směsi plynů každý plyn vyvíjí svůj tlak, jako by zabíral celý objem směsi.
Celkový tlak směsi plynů je součtem tlaků, které na plyn působí jednotlivé plyny, jež směs tvoří.
Atmosféra se skládá převážně ze směsi čtyř plynů: dusíku, kyslíku, oxidu uhličitého a vodní páry, přičemž každý z nich samostatně vyvíjí následující parciální tlaky:
Dusík: 596 mmHg
Kyslík: 158 mmHg
Oxid uhličitý: 0,3 mmHg
Vodní pára: 5,7 mmHg.
Což dává hodnotu atmosférického tlaku 760 mmHg. Pomocí těchto tlaků plynů lze vypočítat následující hodnoty jejich molárních zlomků:
metla
X N2 = 596 mmHg / 760 mmHg
= 0,7842
Kyslík
X O2 = 158 mmHg / 760 mmHg
= 0,2079
Oxid uhličitý
X CO2 = 0,3 mmHg / 760 mmHg
= 0,00039
Parní
X H2O = 5,7 mmHg / 760 mmHg
= 0,075
Naopak parciální tlak každého z plynů přítomných ve směsi lze vypočítat vynásobením hodnoty jeho molárního zlomku celkovým tlakem vyvíjeným směsí plynů.
Cvičení
Cvičení 1
Jaký je molární zlomek směsi methanolu (CH 3 OH) a voda (H 2 O) roztok obsahující 145 g CH 3 OH a 120 g H 2 Molekulové hmotnosti: C H 3 OH = 32 g/mol a voda = 18 g/mol.
Nejprve vypočítáme moly methanolu a vody:
Moly CH4 3 OH = 145 g · 1 mol CH 3 OH ÷ 32 g CH 3 OH
= 4,53 molů CH 3 OH
Moly H 2 O = 120 g · 1 mol H 2 O ÷ 18 g H 2 O
= 6,67 mol de H2O
Pak vypočítáme celkový počet molů:
Celkový počet molů CH4 3 OH a H 2 O = 4,53 + 6,67
= 11,2 molů
A tak určíme molární zlomky methanolu a vody:
X (CH 3 OH) = 4,53 molů / 11,2 molů
= 0,404
X (V 2 O) = 6,67 molů / 11,2 molů
= 0,596
Cvičení 2
Směs 1,56 molů dusíku (N 2 ) a 1,2 molů kyslíku (O 2 ) vyvíjí tlak 0,8 atm. Vypočítejte parciální tlak vyvíjený každým z plynů.
Prvním krokem při řešení problému je výpočet molárních zlomků plynů. Ve druhém kroku se parciální tlaky vyvíjené plyny získají vynásobením jejich molárního zlomku celkovým tlakem vyvíjeným směsí plynů.
Molární zlomek dusíku:
X N2 = 1,56 molu / (1,56 molu + 1,2 molu)
= 0,565
Molární zlomek kyslíku:
X O2 = 1,2 molu / (1,56 molu + 1,2 molu)
= 0,435
A nakonec vypočítáme parciální tlaky každého plynu:
P N2 = X N2 · P T
= 0,565 · 0,8 atm
= 0,452 atm
P O2 = X O2 · P t
= 0,435 · 0,8 atm
= 0,348 atm
Cvičení 3
Jaký je molární zlomek formaldehydu (CH 2 O), pokud se 23 g sloučeniny rozpustí ve 4 molech tetrachlormethanu (CCl 4 )? Molekulová hmotnost CH 2 O = 30,03 g/mol.
Nejprve vypočítáme moly formaldehydu:
CH Moles 2 O = 23 g CH 2 O · 1 mol CH 2 O ÷ 30,03 g CH 2 S
= 766 molů
A pro druhý případ vypočítáme molární zlomek:
X CH2H = 0,766 molů CH 2 OH / (0,766 molů CH 2 OH + 4 moly CCl 4 )
= 0,161
Odkazy
- Whitten, Davis, Peck a Stanley. (2008). Chemie . (8. vydání). CENGAGE Learning.
- Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (11. února 2020). Co je to molární zlomek? Zdroj: thoughtco.com
- Wikipedie. (2020). Molární zlomek. Zdroj: en.wikipedia.org
- Nadace CK-12. (16. října 2019). Molární zlomek. Chemistry LibreTexts. Získáno z: chem.libretexts.org
- Chris Deziel. (12. listopadu 2018). Jak vypočítat molární zlomek. Zdroj: sciencing.com