Molfraktion er en måling, der bruges i kemi til at repræsentere andelen af én komponent i en blanding i forhold til de samlede tilstedeværende komponenter. Den beregnes ved at dividere mængden af én komponent med summen af mængderne af alle komponenterne i blandingen.
For eksempel, hvis vi har en blanding af vand og alkohol, og mængden af vand er 100 g og mængden af alkohol er 50 g, så ville molfraktionen af vand være 0,66 (100 g / (100 g + 50 g)) og molfraktionen af alkohol ville være 0,33 (50 g / (100 g + 50 g)).
Øvelser, der involverer molfraktioner, kan omfatte bestemmelse af molfraktionen af forskellige komponenter i en blanding, brug af molfraktioner til at beregne mængden af en komponent, der er nødvendig for at opnå en given koncentration, og mere. Øvelse med øvelser er afgørende for at forstå og korrekt anvende konceptet molfraktion.
Metode til beregning af molfraktionen i stoffer ved hjælp af en simpel formel.
Molfraktion er en måde at udtrykke mængden af et givet stof i en blanding. For at beregne molfraktionen af et stof i en blanding skal du blot dividere mængden af stoffet med den samlede mængde af blandingen. Formlen til beregning af molfraktion er:
Molfraktion = mængde stof / samlet mængde blanding
For eksempel, hvis vi har en blanding af vand og salt, og mængden af vand er 50 g og mængden af salt er 30 g, ville molfraktionen af vand være:
Molfraktion af vand = 50 g / (50 g + 30 g) = 50 g / 80 g = 0,625
For at beregne molfraktionen af salt skal du blot trække molfraktionen af vand fra 1, da summen af molfraktionerne af alle stoffer i en blanding altid er lig med 1.
Nu hvor du forstår, hvordan man beregner molfraktionen i stoffer, kan du prøve at løse nogle øvelser for at øve dig og styrke din viden om dette emne.
Forståelse af stoffers andele i opløsninger gennem molære fraktioner.
Molfraktion er en måde at udtrykke koncentrationen af et stof i en opløsning, idet der tages højde for andelen af molekyler af stoffet i forhold til det samlede antal tilstedeværende molekyler. For at beregne molfraktionen af et stof skal du blot dividere antallet af mol af stoffet med det samlede antal mol i opløsningen.
For eksempel, hvis vi har en opløsning med 2 mol af opløst stof A og 3 mol af opløst stof B, ville beregningen for molfraktionen af opløst stof A være 2 / (2 + 3) = 0,4. Det betyder, at 40% af molekylerne i opløsningen er opløst stof A.
For at øve os i at beregne molfraktioner kan vi løse nogle problemer. For eksempel, hvis vi har en opløsning med 0,5 mol af opløst stof C og 1,5 mol af opløst stof D, hvad er så molfraktionen af opløst stof D? Molfraktionen af opløst stof D ville være 1,5 / (0,5 + 1,5) = 0,75, hvilket betyder, at 75% af molekylerne i opløsningen er opløst stof D.
Det er vigtigt at forstå andelene af stoffer i opløsninger gennem molfraktioner for forskellige kemiske processer, såsom fremstilling af opløsninger, beregning af kemiske reaktioner og bestemmelse af stoffers fysisk-kemiske egenskaber. Derfor er det vigtigt at øve sig i at beregne molfraktioner for at uddybe din forståelse af dette emne.
Opdag formlen til at beregne den molære koncentration af en opløsning på en simpel måde.
Den molære koncentration af en opløsning er en vigtig måling i kemi, der repræsenterer mængden af opløst stof i forhold til opløsningens samlede volumen. For at beregne den molære koncentration bruger vi den simple formel:
Molær koncentration (M) = Mængde opløst stof (mol) / Opløsningsvolumen (L)
For eksempel, hvis vi har 2 mol opløst stof opløst i 1 liter opløsning, ville den molære koncentration være 2 M.
Molfraktion er til gengæld en anden vigtig måling, der repræsenterer andelen af en komponent i forhold til den samlede opløsning. For at beregne molfraktionen af komponent A bruger vi formlen:
Molfraktion af A = Mol af A / Total mol
For eksempel, hvis vi har 2 mol af stof A og 3 mol af stof B i en opløsning, ville molfraktionen af A være 2/5.
Nu hvor du forstår, hvordan man beregner molær koncentration og molfraktion, hvad med at øve dig med nogle øvelser?
At finde mængden af mol i et stof ved hjælp af simple beregninger.
For at finde antallet af mol i et stof skal du bruge den korrekte matematiske formel. Antallet af mol af et stof kan beregnes ud fra stoffets masse og dets molære masse. Molær masse er massen af et mol atomer, ioner eller molekyler af et stof og udtrykkes i g/mol.
For at beregne antallet af mol skal du blot dividere stoffets masse med dets molære masse. Hvis vi for eksempel har 10 gram vand (H2O), hvis molære masse er 18 g/mol, kan vi beregne antallet af mol som følger:
Mængde mol = Stoffets masse / Molær masse
Mængde mol = 10 g / 18 g/mol
Mængde mol = 0,555 mol
Derfor har vi 0,555 mol vand i 10 gram af stoffet.
Molfraktionen af et stof i en blanding er forholdet mellem antallet af mol af stoffet og det samlede antal mol i blandingen. Molfraktionen kan beregnes ved at dividere antallet af mol af stoffet med det samlede antal mol i blandingen.
For eksempel, hvis vi har en blanding af 2 mol vand og 3 mol alkohol, ville molfraktionen af vand være:
Molfraktion af vand = Mol vand / Total mol
Molfraktion af vand = 2 mol / (2 mol + 3 mol)
Molfraktion af vand = 2/5
Således ville molfraktionen af vand i denne blanding være 2/5.
For at øve og styrke begrebet molfraktion er det vigtigt at udføre øvelser, der involverer beregning af antallet af mol og molfraktioner i forskellige stoffer og blandinger. Med øvelse bliver det lettere at forstå og anvende disse begreber til at løse kemiske problemer.
Molfraktion: hvordan den beregnes, eksempler, øvelser
A molfraktion er en måde at udtrykke koncentrationen af grundstoffer, der er til stede i en forbindelse, eller koncentrationen af en forbindelse i en blanding.
Molfraktionen af grundstofferne i en forbindelse er defineret som en kvotient mellem antallet af mol af hvert af de forskellige grundstoffer, der er til stede i forbindelsen, og det samlede antal mol af dem.
For eksempel: hvis en forbindelse har et element A og et element B, er molfraktionen af A antallet af mol af A divideret med antallet af mol af A plus antallet af mol af B. Ligeledes udføres den samme operation for molfraktionen af B, men molene af B placeres i tælleren.
Denne operation er repræsenteret på billedet ovenfor. Summen af molfraktionerne er lig med 1 (en). Molfraktionen er et dimensionsløst tal. Mange love kan udtrykkes ved hjælp af dem, såsom Daltons lov.
Funktioner og symbol
Molfraktionsværdien er uafhængig af temperaturen og kan i en ideel gasblanding bruges til at beregne partialtrykket for hver af de gasser, der er til stede i gasblandingen; som angivet i Daltons lov.
Molfraktionen er normalt repræsenteret eller symboliseret med et stort X (X). På højre side, som et indeks, placeres symbolet for elementet eller formlen for forbindelsen, hvis du har en blanding af forbindelser.
Hvordan det beregnes
Hvis antallet af mol af hvert af de elementer, der udgør en given forbindelse, er kendt, kan man ved at lægge molene af elementerne sammen få det samlede antal mol, der findes i forbindelsen.
For at finde molfraktionen af hvert element divideres antallet af dets mol med det samlede antal mol, der er til stede i forbindelsen. Summen af molfraktionsværdierne for de forskellige elementer er lig med enhed (1).
Eksempler
Følgende er eksempler på anvendelser af molfraktionen.
Eksempel 1
Molariteten af en opløsning, udtrykt i mol opløst stof pr. kilogram vand, kan omregnes til molfraktionen af det opløste stof. For at gøre dette skal du omregne 1.000 g vand til mol vand ved blot at dividere massen af 1.000 g vand med vandets molekylvægt (18 g/mol).
Ved derefter at dividere antallet af mol opløst stof med antallet af mol vand plus antallet af mol opløst stof, fås molfraktionen af opløst stof.
For eksempel har stof A en molalitet på 0,03 m. Det betyder, at du har 0,3 mol A opløst i et kilogram vand. Et kilogram vand svarer til 55,55 mol vand (1.000 g ± 18 g/mol). Derfor bliver molfraktionen af A:
X (A) eller X A = 0,03 ÷ (55,55 + 0,03)
= 0,0005398 eller 5,39810 -4
Eksempel 2
Beregning af partialtrykket af gasser baseret på deres molfraktioner. Loven om partialtryk blev formuleret af Dalton og siger, at i en blanding af gasser udøver hver gas sit tryk, som om den optager hele blandingens volumen.
Gasblandingens samlede tryk er summen af de tryk, der udøves separat af hver af de gasser, der udgør gasblandingen.
Atmosfæren består primært af en blanding af fire gasser: nitrogen, ilt, kuldioxid og vanddamp, der hver især udøver følgende partialtryk:
Kvælstof: 596 mmHg
Ilt: 158 mmHg
Kuldioxid: 0,3 mmHg
Vanddamp: 5,7 mmHg.
Hvilket giver en atmosfærisk trykværdi på 760 mmHg. Ved hjælp af disse gastryk kan følgende værdier for deres molfraktioner beregnes:
Nitrogen
X N2 = 596 mmHg / 760 mmHg
= 0,7842
Ilt
X O2 = 158 mmHg / 760 mmHg
= 0,2079
Kuldioxid
X CO2 = 0,3 mmHg / 760 mmHg
= 0,00039
Vanddamp
X H2O = 5,7 mmHg / 760 mmHg
= 0,075
Omvendt kan partialtrykket af hver af de gasser, der er til stede i en blanding, beregnes ved at gange værdien af dens molfraktion med det samlede tryk, der udøves af gasblandingen.
Øvelser
Øvelse 1
Hvad er molfraktionen af en blanding af methanol (CH 3 OH) og vand (H 2 O) opløsning indeholdende 145 g CH 3 OH og 120 g H₂ 2 Molekylvægtene: CH 3 OH = 32 g/mol og vand = 18 g/mol.
Først beregner vi molene af methanol og vand:
Mol CH 3 OH = 145 g · 1 mol CH 3 OH ÷ 32 g CH 3 OH
= 4,53 mol CH 3 OH
Mol H 2 O = 120 g · 1 mol H 2 O ÷ 18 g H₂ 2 O
= 6,67 mol de H2O
Derefter beregner vi det samlede antal mol:
Samlede mol CH 3 OH og H 2 O = 4,53 + 6,67
= 11,2 mol
Og således bestemmer vi molfraktionerne af methanol og vand:
X (CH 3 OH) = 4,53 mol / 11,2 mol
= 0,404
X (H 2 O) = 6,67 mol / 11,2 mol
= 0,596
Øvelse 2
En blanding af 1,56 mol nitrogen (N 2 ) og 1,2 mol ilt (O 2 ) udøver et tryk på 0,8 atmosfærer (atm). Beregn partialtrykket, der udøves af hver af gasserne.
Det første trin i løsningen af problemet er at beregne molfraktionerne af gasserne. I et andet trin opnås partialtrykkene, der udøves af gasserne, ved at gange deres molfraktion med det samlede tryk, der udøves af gasblandingen.
Molfraktion af nitrogen:
X N2 = 1,56 mol / (1,56 mol + 1,2 mol)
= 0,565
Molær fraktion af ilt:
X O2 = 1,2 mol / (1,56 mol + 1,2 mol)
= 0,435
Og til sidst beregner vi partialtrykkene for hver gas:
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
Øvelse 3
Hvad er molfraktionen af formaldehyd (CH 2 O) hvis 23 g af forbindelsen opløses i 4 mol kulstoftetrachlorid (CCl 4 )? Molekylvægt af CH 2 O = 30,03 g/mol.
Vi beregner først mol formaldehyd:
CH-mol 2 O = 23 g CH 2 O · 1 mol CH 2 O ÷ 30,03 g CH 2 S
= 766 mol
Og for det andet beregner vi molfraktionen:
X CH2OH = 0,766 mol CH 2 OH / (0,766 mol CH 2 OH + 4 mol CCl 4 )
= 0,161
Referencer
- Whitten, Davis, Peck og Stanley. (2008). Kemi (8. udg.). CENGAGE Læring.
- Helmenstine, Anne Marie, ph.d. (11. februar 2020). Hvad er en molfraktion? Hentet fra: thoughtco.com
- Wikipedia. (2020). Molfraktion. Hentet fra: en.wikipedia.org
- CK-12 Foundation. (16. oktober 2019). Molfraktion. Chemistry LibreTexts. Hentet fra: chem.libretexts.org
- Chris Deziel. (12. november 2018). Sådan beregner du en molfraktion. Hentet fra: sciencing.com