Moolimurd on keemias kasutatav mõõtühik, mis näitab ühe komponendi osakaalu segus komponentide koguhulga suhtes. See arvutatakse ühe komponendi koguse jagamisel kõigi segu komponentide koguste summaga.
Näiteks kui meil on vee ja alkoholi segu ning vee kogus on 100 g ja alkoholi kogus on 50 g, siis vee molaarosa oleks 0,66 (100 g / (100 g + 50 g)) ja alkoholi molaarosa oleks 0,33 (50 g / (100 g + 50 g)).
Molaarmurdudega seotud harjutused võivad hõlmata segu erinevate komponentide molaarmurdude määramist, molaarmurdude kasutamist antud kontsentratsiooni saavutamiseks vajaliku komponendi koguse arvutamiseks ja muud. Harjutustega harjutamine on molaarmurru mõiste mõistmiseks ja õigeks rakendamiseks hädavajalik.
Ainete moolifraktsiooni arvutamise meetod lihtsa valemi abil.
Molaarmurd on viis antud aine hulga väljendamiseks segus. Aine molaarmurru arvutamiseks segus jagage aine kogus segu koguhulgaga. Molaarmurru arvutamise valem on:
Moolifraktsioon = aine kogus / segu koguhulk
Näiteks kui meil on vee ja soola segu ning vee kogus on 50 g ja soola kogus on 30 g, siis vee molaarosa oleks:
Vee molaarosa = 50g / (50g + 30g) = 50g / 80g = 0,625
Soola molaarfraktsiooni arvutamiseks lahutage lihtsalt vee molaarfraktsioon arvust 1, kuna kõigi segus olevate ainete molaarfraktsioonide summa on alati võrdne 1-ga.
Nüüd, kui sa tead, kuidas ainete moolifraktsiooni arvutada, proovi lahendada mõned harjutused, et harjutada ja kinnistada oma teadmisi sellel teemal.
Ainete osakaalude mõistmine lahustes molaarfraktsioonide kaudu.
Moolifraktsioon on viis aine kontsentratsiooni väljendamiseks lahuses, võttes arvesse selle aine molekulide osakaalu lahuses olevate molekulide koguarvust. Aine moolifraktsiooni arvutamiseks jagage aine moolide arv lahuse moolide koguarvuga.
Näiteks kui meil on lahus, mis sisaldab 2 mooli lahustunud ainet A ja 3 mooli lahustunud ainet B, siis lahustunud aine A moolifraktsiooni arvutus oleks 2 / (2 + 3) = 0,4. See tähendab, et 40% lahuse molekulidest on lahustunud aine A.
Moolimurdude arvutamise harjutamiseks saame lahendada mõningaid ülesandeid. Näiteks kui meil on lahus, mis sisaldab 0,5 mooli lahustunud ainet C ja 1,5 mooli lahustunud ainet D, siis milline on lahustunud aine D moolimurd? Lahustunud aine D moolimurd oleks 1,5 / (0,5 + 1,5) = 0,75, mis tähendab, et 75% lahuse molekulidest on lahustunud aine D.
Lahustes sisalduvate ainete proportsioonide mõistmine molaarmurdude abil on oluline mitmesuguste keemiliste protsesside jaoks, näiteks lahuste valmistamiseks, keemiliste reaktsioonide arvutamiseks ja ainete füüsikalis-keemiliste omaduste määramiseks. Seetõttu on oluline harjutada molaarmurdude arvutamist, et süvendada oma arusaamist sellest teemast.
Avasta valem lahuse molaarse kontsentratsiooni lihtsaks arvutamiseks.
Lahuse molaarne kontsentratsioon on keemias oluline mõõt, mis näitab lahustunud aine hulka lahuse kogumahu suhtes. Molaarse kontsentratsiooni arvutamiseks kasutame lihtsat valemit:
Molaarne kontsentratsioon (M) = lahustunud aine kogus (mol) / lahuse maht (L)
Näiteks kui 2 liitris lahuses on lahustatud 1 mooli lahustunud ainet, oleks molaarne kontsentratsioon 2 M.
Molaarosa on omakorda teine oluline mõõt, mis näitab komponendi osakaalu kogulahuses. Komponendi A molaarosa arvutamiseks kasutame järgmist valemit:
A mooliosa = A moolid / Kogumool
Näiteks kui lahuses on 2 mooli ainet A ja 3 mooli ainet B, siis aine A mooliosa oleks 2/5.
Nüüd, kui sa tead, kuidas molaarset kontsentratsiooni ja moolifraktsiooni arvutada, kuidas oleks mõne harjutusega harjutada?
Aine moolide hulga leidmine lihtsate arvutuste abil.
Aine moolide arvu leidmiseks peate kasutama õiget matemaatilist valemit. Aine moolide arvu saab arvutada aine massi ja molaarmassi põhjal. Molaarmass on ühe mooli aine aatomite, ioonide või molekulide mass ja seda väljendatakse g/mol.
Moolide arvu arvutamiseks jagage aine mass lihtsalt selle molaarmassiga. Näiteks kui meil on 10 grammi vett (H2O), mille molaarmass on 18 g/mol, saame moolide arvu arvutada järgmiselt:
Moolide arv = aine mass / molaarmass
Moolide arv = 10 g / 18 g/mol
Moolide arv = 0,555 mol
Seega on meil 0,555 grammis aines 10 mooli vett.
Aine molaarfraktsioon segus on selle aine moolide arvu ja segu moolide koguarvu suhe. Molaarfraktsiooni saab arvutada aine moolide arvu jagamisel segu moolide koguarvuga.
Näiteks kui meil on segu 2 moolist veest ja 3 moolist alkoholist, oleks vee mooliosa järgmine:
Vee moolfraktsioon = vee mool / kogumool
Vee molaarosa = 2 mol / (2 mol + 3 mol)
Vee molaarosa = 2/5
Seega oleks vee mooliosa selles segus 2/5.
Moolimurru mõiste harjutamiseks ja kinnistamiseks on oluline teha harjutusi, mis hõlmavad moolide arvu ja moolimurdude arvutamist erinevates ainetes ja segudes. Harjutamisega muutub nende mõistete mõistmine ja rakendamine keemiliste probleemide lahendamisel lihtsamaks.
Moolimurd: kuidas seda arvutatakse, näited, harjutused
A moolifraktsioon on viis ühendis esinevate elementide kontsentratsiooni või ühendi kontsentratsiooni segus väljendamiseks.
Ühendi elementide moolfraktsioon on defineeritud kui ühendis esinevate erinevate elementide moolide arvu ja nende moolide koguarvu jagatis.
Näiteks: kui ühendil on element A ja element B, siis elemendi A moolfraktsioon on elemendi A moolide arv jagatud elemendi A moolide arvuga pluss elemendi B moolide arv. Samamoodi tehakse sama toiming elemendi B moolfraktsiooni jaoks, kuid elemendi B moolid paigutatakse lugejasse.
Seda tehet on kujutatud ülaltoodud pildil. Moolimurdude summa on võrdne 1-ga (üks). Moolimurd on dimensioonita arv. Nende abil saab väljendada paljusid seadusi, näiteks Daltoni seadust.
Omadused ja sümbol
Moolifraktsiooni väärtus ei sõltu temperatuurist ja ideaalses gaasisegus saab seda kasutada iga gaasisegus sisalduva gaasi osarõhu arvutamiseks; nagu on sätestatud Daltoni seaduses.
Moolimurdu tähistatakse tavaliselt suure algustähega X (X), paremal pool alaindeksina asetatakse elemendi sümbol või ühendi valem, kui tegemist on ühendite seguga.
Kuidas seda arvutatakse
Kui on teada iga ühendi moodustava elemendi moolide arv, saab elementide moolide liitmisel saada ühendis esinevate moolide koguarvu.
Seega, iga elemendi moolifraktsiooni saamiseks jagatakse selle moolide arv ühendis olevate moolide koguarvuga. Erinevate elementide moolifraktsioonide väärtuste summa on võrdne ühtsusega (1).
Näited
Järgnevalt on toodud näiteid moolifraktsiooni kasutusaladest.
Näide 1
Lahuse molaarsust, mida väljendatakse lahustunud aine moolides kilogrammi vee kohta, saab teisendada lahustunud aine molaarfraktsiooniks. Selleks tuleb 1.000 g vett teisendada moolideks, jagades 1.000 g vee massi lihtsalt vee molekulmassiga (18 g/mol).
Seejärel, jagades lahustunud aine moolide arvu vee moolide ja lahustunud aine moolide arvuga, saadakse lahustunud aine moolfraktsioon.
Näiteks aine A molaarsus on 0,03 m. See tähendab, et ühes kilogrammis vees on lahustatud 0,3 mooli ainet A. Üks kilogramm vett vastab 55,55 moolile veele (1.000 g ± 18 g/mol). Seega on aine A molaarosa:
X (A) või X A = 0,03 ÷ (55,55 + 0,03)
= 0,0005398 või 5,39810 -4
Näide 2
Gaaside osarõhu arvutamine nende moolifraktsiooni põhjal. Osarõhu seaduse sõnastas Dalton ja see väidab, et gaaside segus avaldab iga gaas oma rõhku nii, nagu see täidaks kogu segu mahu.
Gaasisegu kogurõhk on iga gaasisegu moodustava gaasi eraldi avaldatava rõhkude summa.
Atmosfäär koosneb peamiselt nelja gaasi segust: lämmastik, hapnik, süsinikdioksiid ja veeaur, millest igaüks avaldab eraldi järgmisi osarõhke:
Lämmastik: 596 mmHg
Hapnik: 158 mmHg
Süsinikdioksiid: 0,3 mmHg
Veeaur: 5,7 mmHg.
Mis annab atmosfäärirõhu väärtuseks 760 mmHg. Neid gaasirõhke kasutades saab arvutada järgmised moolifraktsiooni väärtused:
nuhtlus
X N2 = 596 mmHg / 760 mmHg
= 0,7842
Hapnik
X O2 = 158 mmHg / 760 mmHg
= 0,2079
Süsinikdioksiid
X CO2 = 0,3 mmHg / 760 mmHg
= 0,00039
Veeaur
X H2O = 5,7 mmHg / 760 mmHg
= 0,075
Seevastu saab iga segus sisalduva gaasi osarõhku arvutada, korrutades selle moolifraktsiooni väärtuse gaasisegu poolt avaldatava kogurõhuga.
Harjutused
Harjutus 1
Milline on metanooli segu (CH₄) molaarosa? 3 OH) ja vesi (H 2 O) lahus, mis sisaldab 145 g CHXNUMX 3 OH ja 120 g H 2 Molekulaarmassid: C H 3 OH = 32 g/mol ja vesi = 18 g/mol.
Esmalt arvutame metanooli ja vee moolide arvu:
CH4 moolid 3 OH = 145 g · 1 mol CH₄ 3 OH ÷ 32 g CH₄ 3 OH
= 4,53 mooli CH₄-i 3 OH
H moolid 2 O = 120 g · 1 mool HXNUMX 2 O ÷ 18 g H-d 2 O
= 6,67 mooli de H2O
Seejärel arvutame moolide koguarvu:
CH4 moolide koguarv 3 OH ja H 2 O = 4,53 + 6,67
= 11,2 mooli
Ja nii määrame metanooli ja vee moolifraktsioonid:
X (CH 3 OH) = 4,53 mooli / 11,2 mooli
= 0,404
X (H 2 O) = 6,67 mooli / 11,2 mooli
= 0,596
Harjutus 2
1,56 mooli lämmastiku (N 2 ) ja 1,2 mooli hapnikku (O 2 ) avaldab rõhku 0,8 atmosfääri (atm). Arvutage iga gaasi osarõhk.
Probleemi lahendamise esimene samm on gaaside molaarfraktsioonide arvutamine. Teises etapis saadakse gaaside poolt avaldatav osarõhk, korrutades nende molaarfraktsiooni gaasisegu poolt avaldatava kogurõhuga.
Lämmastiku moolfraktsioon:
X N2 = 1,56 mooli / (1,56 mooli + 1,2 mooli)
= 0,565
Hapniku molaarne osa:
X O2 = 1,2 mooli / (1,56 mooli + 1,2 mooli)
= 0,435
Ja lõpuks arvutame iga gaasi osarõhu:
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
Harjutus 3
Milline on formaldehüüdi (CH₄) moolfraktsioon? 2 O), kui 23 g ühendit lahustatakse 4 mooli süsiniktetrakloriidis (CCl 4 )? CH molekulmass 2 O = 30,03 g/mol.
Esmalt arvutame formaldehüüdi moolide arvu:
CH mutid 2 O = 23 g CH₄ 2 O · 1 mol CH₄ 2 O ÷ 30,03 g CH₃ 2 S
= 766 mooli
Ja teiseks arvutame moolifraktsiooni:
X CH2H = 0,766 mooli C₁₁₀-d 2 OH / (0,766 mooli CH₄ 2 OH + 4 mooli CClXNUMX 4 )
= 0,161
Viited
- Whitten, Davis, Peck ja Stanley (2008). Keemia (8. trükk). CENGAGE Õppimine.
- Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (11. veebruar 2020). Mis on moolimurd? Välja otsitud aadressilt: thoughtco.com
- Vikipeedia. (2020). Moolimurd. Välja otsitud aadressilt: en.wikipedia.org
- CK-12 Sihtasutus. (16. oktoober 2019). Moolimurd. Chemistry LibreTexts. Välja otsitud aadressilt: chem.libretexts.org
- Chris Deziel. (12. november 2018). Kuidas arvutada moolimurdu. Välja otsitud aadressilt: sciencing.com