שבר מול: כיצד הוא מחושב, דוגמאות, תרגילים

ייזום » מדע » כימיה » שבר מול: כיצד הוא מחושב, דוגמאות, תרגילים

שבר מולרי הוא מדד המשמש בכימיה לייצוג היחס של רכיב אחד בתערובת ביחס לסך הרכיבים הקיימים. הוא מחושב על ידי חלוקת כמות רכיב אחד בסכום הכמויות של כל הרכיבים בתערובת.

לדוגמה, אם יש לנו תערובת של מים ואלכוהול, וכמות המים היא 100 גרם וכמות האלכוהול היא 50 גרם, אז שבר המול של המים יהיה 0,66 (100 גרם / (100 גרם + 50 גרם)) ושבר המול של האלכוהול יהיה 0,33 (50 גרם / (100 גרם + 50 גרם)).

תרגילים הכוללים שברי מול עשויים לכלול קביעת שבר מול של רכיבים שונים בתערובת, שימוש בשברי מול לחישוב כמות הרכיב הדרושה להשגת ריכוז נתון ועוד. תרגול עם תרגילים חיוני להבנה ויישום נכון של מושג שבר מול.

שיטה לחישוב שבר מולרי בחומרים באמצעות נוסחה פשוטה.

שבר מולרי הוא דרך לבטא את כמות החומר הנתון בתערובת. כדי לחשב את שבר המולרי של חומר בתערובת, פשוט חלקו את כמות החומר בכמות הכוללת של התערובת. הנוסחה לחישוב שבר המולרי היא:

שבר מולרי = כמות החומר / כמות התערובת הכוללת

לדוגמה, אם יש לנו תערובת של מים ומלח, וכמות המים היא 50 גרם וכמות המלח היא 30 גרם, שבר המול של המים יהיה:

שבר מולרי של מים = 50 גרם / (50 גרם + 30 גרם) = 50 גרם / 80 גרם = 0,625

כדי לחשב את שבר המולא של מלח, פשוט חסר את שבר המולא של המים מ-1, מכיוון שסכום שברי המולא של כל החומרים בתערובת תמיד שווה ל-1.

כעת, לאחר שהבנתם כיצד לחשב את שבר המולי בחומרים, נסו לפתור כמה תרגילים כדי לתרגל ולחזק את הידע שלכם בנושא זה.

הבנת הפרופורציות של חומרים בתמיסות באמצעות שברים מולריים.

שבר מולרי הוא דרך לבטא את ריכוז החומר בתמיסה, תוך התחשבות ביחס המולקולות של אותו חומר ביחס לסך המולקולות הקיימות. כדי לחשב את שבר המולרי של חומר, פשוט חלקו את מספר המולקולות של החומר במספר הכולל של המולקולות בתמיסה.

לדוגמה, אם יש לנו תמיסה עם 2 מולים של מומס A ו-3 מולים של מומס B, החישוב עבור חלק המול של מומס A יהיה 2 / (2 + 3) = 0,4. משמעות הדבר היא ש-40% מהמולקולות בתמיסה הן מומס A.

כדי לתרגל חישוב שברי מול, נוכל לפתור כמה בעיות. לדוגמה, אם יש לנו תמיסה עם 0,5 מול של מומס C ו-1,5 מול של מומס D, מהו שבר המול של מומס D? שבר המול של מומס D יהיה 1,5 / (0,5 + 1,5) = 0,75, כלומר 75% מהמולקולות בתמיסה הן מומס D.

הבנת הפרופורציות של חומרים בתמיסות באמצעות שברי מול חיונית לתהליכים כימיים שונים, כגון הכנת תמיסות, חישוב תגובות כימיות וקביעת התכונות הפיזיקוכימיות של חומרים. לכן, חשוב לתרגל חישוב שברי מול כדי להעמיק את הבנתכם בנושא זה.

גלה את הנוסחה לחישוב הריכוז המולרי של תמיסה בצורה פשוטה.

הריכוז המולרי של תמיסה הוא מדד חשוב בכימיה, המייצג את כמות המומס הקיימת ביחס לנפח הכולל של התמיסה. כדי לחשב את הריכוז המולרי, אנו משתמשים בנוסחה הפשוטה:

ריכוז מולרי (M) = כמות המומס (מול) / נפח התמיסה (ליטר)

לדוגמה, אם יש לנו 2 מולים של מומס מומסים בליטר אחד של תמיסה, הריכוז המולרי יהיה 1 M.

שבר מולרי, בתורו, הוא מדד חשוב נוסף המייצג את היחס של רכיב ביחס לתמיסה הכוללת. כדי לחשב את שבר המולרי של רכיב A, אנו משתמשים בנוסחה:

שבר מולרי של A = מולרי של A / סך כל מולרי

לדוגמה, אם יש לנו 2 מולים של חומר A ו-3 מולים של חומר B בתמיסה, שבר המול של A יהיה 2/5.

עכשיו כשאתם מבינים איך לחשב ריכוז מולרי ושבר מולרי, מה דעתכם להתאמן עם כמה תרגילים?

מציאת כמות המולים בחומר באמצעות חישובים פשוטים.

כדי למצוא את מספר המולים בחומר, עליך להשתמש בנוסחה המתמטית הנכונה. ניתן לחשב את מספר המולים של חומר ממסת החומר וממסה מולרית שלו. מסה מולרית היא המסה של מול אחד של אטומים, יונים או מולקולות של חומר ומבוטאת בגרם/מול.

כדי לחשב את מספר המולים, פשוט חלקו את מסת החומר במסה המולרית שלו. לדוגמה, אם יש לנו 10 גרם מים (H2O), שמסה המולרית שלהם היא 18 גרם/מול, נוכל לחשב את מספר המולים באופן הבא:

כמות מולים = מסת החומר / מסה מולרית

כמות מולים = 10 גרם / 18 גרם/מול

כמות מולים = 0,555 מול

לכן, יש לנו 0,555 מול מים ב-10 גרם של החומר.

שבר המול של חומר בתערובת הוא היחס בין מספר המולים של אותו חומר למספר המולים הכולל בתערובת. ניתן לחשב את שבר המול על ידי חלוקת מספר המולים של החומר במספר המולים הכולל בתערובת.

לדוגמה, אם יש לנו תערובת של 2 מול מים ו-3 מול אלכוהול, שבר המול של המים יהיה:

שבר מולרי של מים = מולרי מים / סך כל מולרי

שבר מולרי של מים = 2 מול / (2 מול + 3 מול)

שבר מולרי של מים = 2/5

לכן, שבר המול של מים בתערובת זו יהיה 2/5.

כדי לתרגל ולחזק את מושג שבר המול, חשוב לבצע תרגילים הכוללים חישוב מספר המולים ושברי המול בחומרים ותערובות שונים. עם תרגול, קל יותר להבין וליישם מושגים אלה לפתרון בעיות כימיות.

שבר מול: כיצד הוא מחושב, דוגמאות, תרגילים

A שבר מול היא דרך לבטא את ריכוז היסודות הקיימים בתרכובת או את ריכוז התרכובת בתערובת.

שבר המול של היסודות של תרכובת מוגדר כמנת בין מספר המולים של כל אחד מהיסודות השונים הקיימים בתרכובת לבין המספר הכולל של המולים שלהם.

לדוגמה: אם תרכובת מכילה יסוד A ויסוד B, שבר המולים של A הוא מספר המולים של A חלקי מספר המולים של A ועוד מספר המולים של B. באופן דומה, עבור שבר המולים של B מתבצעת אותה פעולה, אך הצבת המולים של B במונה.

פעולה זו מיוצגת בתמונה למעלה. סכום שברי המול שווה ל-1 (אחד). שבר המול הוא מספר חסר מימדים. ניתן לבטא חוקים רבים במונחים שלהם, כגון חוק דלטון.

מאפיינים וסמל

ערך שבר המול אינו תלוי בטמפרטורה, ובתערובת גזים אידיאלית, ניתן להשתמש בו לחישוב הלחצים החלקיים של כל אחד מהגזים הנמצאים בתערובת הגזים; כפי שנקבע בחוק דלתון.

שבר המולא מיוצג או מסומל בדרך כלל באמצעות אות X גדולה (X), בצד ימין, ככתב תחתי, ממוקמים סמל היסוד או הנוסחה של התרכובת אם יש לכם תערובת של תרכובות.

איך זה מחושב

אם ידוע מספר המולים של כל אחד מהיסודות המרכיבים תרכובת נתונה, חיבור המולים של היסודות יכול לקבל את המספר הכולל של המולים הקיימים בתרכובת.

לכן, כדי לקבל את שבר המול של כל יסוד, מספר המולים שלו מחולק במספר הכולל של המולים הקיימים בתרכובת. סכום ערכי שבר המול של היסודות השונים שווה לאחד (1).

דוגמאות

להלן דוגמאות לשימושים של שבר מולרי.

דוגמה 1

ניתן להמיר את המולאריות של תמיסה, המתבטאת במולים של מומס לקילוגרם מים, לשבר המולרי של המומס. לשם כך, יש להמיר 1.000 גרם מים למולים של מים על ידי חלוקת המסה של 1.000 גרם מים במשקל המולקולרי של המים (18 גרם/מול).

לאחר מכן, על ידי חלוקת מספר המולים של המומס במספר המולים של מים ועוד מספר המולים של המומס, נקבל את שבר המולים של המומס.

לדוגמה, לחומר A יש מולריות של 0,03 m. משמעות הדבר היא שיש לך 0,3 מולים של A מומסים בקילוגרם אחד של מים. קילוגרם אחד של מים מתאים ל-55,55 מולים של מים (1.000 גרם ± 18 גרם/מול). לכן, שבר המול של A הופך ל:

X (A) או X _A = 0,03 ÷ (55,55 + 0,03)

= 0,0005398 או 5,39810 ^-4

דוגמה 2

חישוב הלחצים החלקיים של גזים על סמך שברי המול שלהם. חוק הלחצים החלקיים נוסח על ידי דלטון וקובע שבתערובת של גזים, כל גז מפעיל את הלחץ שלו כאילו הוא תופס את כל נפח התערובת.

הלחץ הכולל של תערובת הגזים הוא סכום הלחצים המופעלים, בנפרד, על ידי כל אחד מהגזים המרכיבים את תערובת הגזים.

האטמוספירה מורכבת בעיקר מתערובת של ארבעה גזים: חנקן, חמצן, פחמן דו-חמצני ואדי מים, כאשר כל אחד מהם מפעיל בנפרד את הלחצים החלקיים הבאים:

חנקן: 596 מ"מ כספית

חמצן: 158 מ"מ כספית

פחמן דו-חמצני: 0,3 מ"מ כספית

אדי מים: 5,7 מ"מ כספית.

מה שמניב ערך לחץ אטמוספרי של 760 מ"מ כספית. באמצעות לחצי גז אלה, ניתן לחשב את הערכים הבאים עבור שברי המול שלהם:

שׁוֹט

X _N2 = 596 מ"מ כספית / 760 מ"מ כספית

= 0,7842

חַמצָן

X _O2 = 158 מ"מ כספית / 760 מ"מ כספית

  = 0,2079

פחמן דו חמצני

X _CO2 = 0,3 מ"מ כספית / 760 מ"מ כספית

= 0,00039

אדי מים

X _H2O = 5,7 מ"מ כספית / 760 מ"מ כספית

= 0,075

לעומת זאת, ניתן לחשב את הלחץ החלקי של כל אחד מהגזים הנמצאים בתערובת על ידי הכפלת ערך השבר המולי שלו בלחץ הכולל שמפעילה תערובת הגזים.

תרגילים

תרגיל 1

מהו השבר המולי של תערובת של מתנול (CH ₃ OH) ומים (H ₂ O) תמיסה המכילה 145 גרם של CH ₃ OH ו-120 גרם של H ₂ משקלים מולקולריים: CH ₃ OH = 32 גרם/מול ומים = 18 גרם/מול.

ראשית נחשב את המולים של מתנול ומים:

מולים של CH ₃ OH = 145 גרם · 1 מול CH ₃ OH ÷ 32 גרם של CH ₃ OH

= 4,53 מולים של CH ₃ OH

מולים של H ₂ O = 120 גרם · מול אחד של H ₂ O ÷ 18 גרם של H ₂ O

= 6,67 מול _de H2O

לאחר מכן נחשב את סך המולים:

סך כל מולים של CH ₃ OH ו-H ₂ O = 4,53 + 6,67

= 11,2 מולים

וכך אנו קובעים את שברי המול של מתנול ומים:

X (CH ₃ OH) = 4,53 מול / 11,2 מול

= 0,404

X (H ₂ O) = 6,67 מול / 11,2 מול

= 0,596

תרגיל 2

תערובת של 1,56 מולים של חנקן (N ₂ ) ו-1,2 מולים של חמצן (O ₂ ) מפעיל לחץ של 0,8 אטמוספרות (אטמ'). חשב את הלחץ החלקי שמפעיל כל אחד מהגזים.

השלב הראשון בפתרון הבעיה הוא חישוב שברי המול של הגזים. בשלב שני, הלחצים החלקיים המופעלים על ידי הגזים מתקבלים על ידי הכפלת שברי המול שלהם בלחץ הכולל המופעל על ידי תערובת הגזים.

חלק מולרי של חנקן:

X _N2 = 1,56 שומות / (1,56 שומות + 1,2 שומות)

= 0,565

חלק מולרי של חמצן:

X _O2 = 1,2 שומות / (1,56 שומות + 1,2 שומות)

= 0,435

ולבסוף, נחשב את הלחצים החלקיים של כל גז:

P _N2 X = X _N2  · עמ ' _T

= 0,565 · 0,8 אטמוספרות

= 0,452 אטמוספרות

P _O2 X = X _O2 · עמ ' _t

= 0,435 · 0,8 אטמוספרות

= 0,348 אטמוספרות

תרגיל 3

מהו חלק מולרי של פורמלדהיד (CH ₂ O) אם מומסים 23 גרם של התרכובת ב-4 מולים של פחמן טטרכלוריד (CCl ₄ משקל מולקולרי של CH ₂ O = 30,03 גרם/מול.

ראשית, נחשב את המולים של פורמלדהיד:

CH שומות ₂ O = 23 גרם CH ₂ O · 1 מול CH ₂ O ÷ 30,03 גרם CH ₂ S

= 766 מולים

ובשנייה אנו מחשבים את שבר המול:

X _CH2OH = 0,766 מולים CH ₂ OH / (0,766 מולים CH ₂ OH + 4 מולים CCl ₄ )

= 0,161

הפניות

1. ויטן, דייוויס, פק וסטנלי. (2008). כימיה (מהדורה שמינית). למידה של CENGAGE.
2. הלמנסטין, אן מארי, Ph.D. (11 בפברואר, 2020). מהו שבר מולרי? נלקח מ: thoughtco.com
3. ויקיפדיה. (2020). שבר מולרי. מקור: en.wikipedia.org
4. יסודות CK-12. (16 באוקטובר, 2019). שבר מולרי. כימיה LibreTexts. מקור: chem.libretexts.org
5. כריס דזיאל. (12 בנובמבר, 2018). כיצד לחשב שבר מול. נלקח מ: sciencing.com