Molfraksjon er en måling som brukes i kjemi for å representere andelen av én komponent i en blanding i forhold til de totale komponentene som er tilstede. Den beregnes ved å dele mengden av én komponent med summen av mengdene av alle komponentene i blandingen.
Hvis vi for eksempel har en blanding av vann og alkohol, og mengden vann er 100 g og mengden alkohol er 50 g, vil molfraksjonen av vann være 0,66 (100 g / (100 g + 50 g)) og molfraksjonen av alkohol vil være 0,33 (50 g / (100 g + 50 g)).
Øvelser som involverer molfraksjoner kan omfatte å bestemme molfraksjonen av forskjellige komponenter i en blanding, bruke molfraksjoner til å beregne mengden av en komponent som trengs for å oppnå en gitt konsentrasjon, og mer. Øvelse med øvelser er viktig for å forstå og korrekt anvende konseptet molfraksjon.
Metode for å beregne molfraksjonen i stoffer ved hjelp av en enkel formel.
Molfraksjon er en måte å uttrykke mengden av et gitt stoff i en blanding. For å beregne molfraksjonen av et stoff i en blanding, deler du ganske enkelt mengden av stoffet med den totale mengden av blandingen. Formelen for å beregne molfraksjon er:
Molfraksjon = mengde stoff / total mengde blanding
Hvis vi for eksempel har en blanding av vann og salt, og mengden vann er 50 g og mengden salt er 30 g, vil molfraksjonen av vann være:
Molfraksjon av vann = 50 g / (50 g + 30 g) = 50 g / 80 g = 0,625
For å beregne molfraksjonen av salt, trekker du ganske enkelt molfraksjonen av vann fra 1, siden summen av molfraksjonene av alle stoffer i en blanding alltid er lik 1.
Nå som du forstår hvordan du beregner molfraksjonen i stoffer, kan du prøve å løse noen oppgaver for å øve og styrke kunnskapen din om dette emnet.
Forstå proporsjonene av stoffer i løsninger gjennom molare fraksjoner.
Molfraksjon er en måte å uttrykke konsentrasjonen av et stoff i en løsning på, ved å ta hensyn til andelen molekyler av stoffet i forhold til det totale antallet tilstedeværende molekyler. For å beregne molfraksjonen av et stoff, deler du ganske enkelt antall mol av stoffet med det totale antallet mol i løsningen.
Hvis vi for eksempel har en løsning med 2 mol av løsemiddel A og 3 mol av løsemiddel B, vil beregningen for molfraksjonen av løsemiddel A være 2 / (2 + 3) = 0,4. Dette betyr at 40 % av molekylene i løsningen er løsemiddel A.
For å øve på å beregne molfraksjoner kan vi løse noen problemer. Hvis vi for eksempel har en løsning med 0,5 mol av løsemiddel C og 1,5 mol av løsemiddel D, hva er molfraksjonen av løsemiddel D? Molfraksjonen av løsemiddel D ville være 1,5 / (0,5 + 1,5) = 0,75, som betyr at 75 % av molekylene i løsningen er løsemiddel D.
Å forstå proporsjonene av stoffer i løsninger gjennom molfraksjoner er viktig for ulike kjemiske prosesser, som å tilberede løsninger, beregne kjemiske reaksjoner og bestemme de fysisk-kjemiske egenskapene til stoffer. Derfor er det viktig å øve på å beregne molfraksjoner for å få en dypere forståelse av dette emnet.
Oppdag formelen for å beregne molkonsentrasjonen av en løsning på en enkel måte.
Molkonsentrasjonen av en løsning er en viktig måling innen kjemi, og representerer mengden av oppløst stoff som er tilstede i forhold til løsningens totale volum. For å beregne molkonsentrasjonen bruker vi den enkle formelen:
Molar konsentrasjon (M) = Mengde løsemiddel (mol) / Volum av løsning (L)
For eksempel, hvis vi har 2 mol løsemiddel oppløst i 1 liter løsning, vil den molare konsentrasjonen være 2 M.
Molfraksjon er på sin side en annen viktig måling som representerer andelen av en komponent i forhold til den totale løsningen. For å beregne molfraksjonen av komponent A bruker vi formelen:
Molfraksjon av A = Mol av A / Total mol
For eksempel, hvis vi har 2 mol av stoff A og 3 mol av stoff B i en løsning, vil molfraksjonen av A være 2/5.
Nå som du forstår hvordan du beregner molar konsentrasjon og molfraksjon, hva med å øve med noen øvelser?
Å finne mengden mol i et stoff gjennom enkle beregninger.
For å finne antall mol i et stoff, må du bruke riktig matematisk formel. Antall mol av et stoff kan beregnes ut fra stoffets masse og dets molare masse. Molar masse er massen til ett mol atomer, ioner eller molekyler av et stoff og uttrykkes i g/mol.
For å beregne antall mol, deler du ganske enkelt stoffets masse på dets molare masse. Hvis vi for eksempel har 10 gram vann (H2O) med en molar masse på 18 g/mol, kan vi beregne antall mol slik:
Mengde mol = Masse av stoff / Molar masse
Mengde mol = 10 g / 18 g/mol
Mengde mol = 0,555 mol
Derfor har vi 0,555 mol vann i 10 gram av stoffet.
Molfraksjonen av et stoff i en blanding er forholdet mellom antall mol av stoffet og det totale antallet mol i blandingen. Molfraksjonen kan beregnes ved å dele antall mol av stoffet med det totale antallet mol i blandingen.
Hvis vi for eksempel har en blanding av 2 mol vann og 3 mol alkohol, vil molfraksjonen av vann være:
Molfraksjon av vann = Mol vann / Total mol
Molfraksjon av vann = 2 mol / (2 mol + 3 mol)
Molfraksjon av vann = 2/5
Dermed ville molfraksjonen av vann i denne blandingen være 2/5.
For å øve på og forsterke konseptet molfraksjon er det viktig å utføre øvelser som involverer å beregne antall mol og molfraksjoner i forskjellige stoffer og blandinger. Med øvelse blir det lettere å forstå og anvende disse konseptene til å løse kjemiske problemer.
Molfraksjon: hvordan den beregnes, eksempler, øvelser
A molfraksjon er en måte å uttrykke konsentrasjonen av elementer som er tilstede i en forbindelse eller konsentrasjonen av en forbindelse i en blanding.
Molfraksjonen av elementene i en forbindelse er definert som en kvotient mellom antall mol av hvert av de forskjellige elementene som er tilstede i forbindelsen og det totale antallet mol av dem.
For eksempel: hvis en forbindelse har et grunnstoff A og et grunnstoff B, er molfraksjonen av A antall mol A delt på antall mol A pluss antall mol B. På samme måte utføres den samme operasjonen for molfraksjonen av B, men molene av B plasseres i telleren.
Denne operasjonen er representert i bildet ovenfor. Summen av molfraksjonene er lik 1 (én). Molfraksjonen er et dimensjonsløst tall. Mange lover kan uttrykkes i form av dem, for eksempel Daltons lov.
Funksjoner og symbol
Molfraksjonsverdien er uavhengig av temperatur, og i en ideell gassblanding kan den brukes til å beregne partialtrykket til hver av gassene som er tilstede i gassblandingen, som angitt av Daltons lov.
Molfraksjonen er vanligvis representert eller symbolisert med en stor X (X). På høyre side, som et indeks, plasseres symbolet for elementet eller formelen for forbindelsen hvis du har en blanding av forbindelser.
Hvordan det beregnes
Hvis antall mol av hvert av elementene som utgjør en gitt forbindelse er kjent, kan man ved å legge sammen molene av elementene få det totale antallet mol som finnes i forbindelsen.
Så, for å finne molfraksjonen av hvert element, deles antallet mol på det totale antallet mol som er tilstede i forbindelsen. Summen av molfraksjonsverdiene for de forskjellige elementene er lik enhet (1).
Eksempler
Følgende er eksempler på bruk av molfraksjonen.
Eksempel 1
Molaliteten til en løsning, uttrykt i mol løst stoff per kilogram vann, kan konverteres til molfraksjonen av det løste stoffet. For å gjøre dette, konverter 1.000 g vann til mol vann ved å dele massen av 1.000 g vann med molekylvekten til vannet (18 g/mol).
Deretter, ved å dele antall mol løsemiddel med antall mol vann pluss antall mol løsemiddel, vil man få molfraksjonen av løsemiddel.
For eksempel har stoff A en molalitet på 0,03 m. Dette betyr at du har 0,3 mol A oppløst i ett kilogram vann. Ett kilogram vann tilsvarer 55,55 mol vann (1.000 g ± 18 g/mol). Derfor blir molfraksjonen av A:
X (A) eller X A = 0,03 ÷ (55,55 + 0,03)
= 0,0005398 eller 5,39810 -4
Eksempel 2
Beregning av partialtrykket til gasser basert på deres molfraksjoner. Deltrykkloven ble formulert av Dalton og sier at i en blanding av gasser utøver hver gass sitt trykk som om den opptar hele volumet av blandingen.
Det totale trykket i gassblandingen er summen av trykket som utøves, separat, av hver av gassene som utgjør gassblandingen.
Atmosfæren består hovedsakelig av en blanding av fire gasser: nitrogen, oksygen, karbondioksid og vanndamp, som hver utøver følgende partialtrykk separat:
Nitrogen: 596 mmHg
Oksygen: 158 mmHg
Karbondioksid: 0,3 mmHg
Vanndamp: 5,7 mmHg.
Noe som gir en atmosfærisk trykkverdi på 760 mmHg. Ved å bruke disse gasstrykkene kan følgende verdier for molfraksjonene deres beregnes:
nitrogen
X N2 = 596 mmHg / 760 mmHg
= 0,7842
Oksygen
X O2 = 158 mmHg / 760 mmHg
= 0,2079
Karbondioksid
X CO2 = 0,3 mmHg / 760 mmHg
= 0,00039
Vanndamp
X H2O = 5,7 mmHg / 760 mmHg
= 0,075
Omvendt kan partialtrykket til hver av gassene som er tilstede i en blanding beregnes ved å multiplisere verdien av molfraksjonen med det totale trykket som utøves av gassblandingen.
Øvelser
Øvelse 1
Hva er molfraksjonen av en blanding av metanol (CH 3 OH) og vann (H 2 O) løsning som inneholder 145 g CH 3 OH og 120 g H₂ 2 Molekylvektene: CH 3 OH = 32 g/mol og vann = 18 g/mol.
Først beregner vi mol metanol og vann:
Mol CH 3 OH = 145 g · 1 mol CH 3 OH ÷ 32 g CH 3 OH
= 4,53 mol CH 3 OH
Mol av H 2 O = 120 g · 1 mol H 2 O ÷ 18 g H₂ 2 O
= 6,67 mol de H2O
Så beregner vi det totale antallet mol:
Totalt antall mol CH 3 OH og H 2 O = 4,53 + 6,67
= 11,2 mol
Og dermed bestemmer vi molfraksjonene av metanol og vann:
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 av 1,56 mol nitrogen (N 2 ) og 1,2 mol oksygen (O 2 ) utøver et trykk på 0,8 atmosfærer (atm). Beregn partialtrykket som utøves av hver av gassene.
Det første trinnet i å løse problemet er å beregne molfraksjonene til gassene. I et andre trinn oppnås partialtrykket som utøves av gassene ved å multiplisere molfraksjonen deres med det totale trykket som utøves av gassblandingen.
Molfraksjon av nitrogen:
X N2 = 1,56 mol / (1,56 mol + 1,2 mol)
= 0,565
Molar fraksjon av oksygen:
X O2 = 1,2 mol / (1,56 mol + 1,2 mol)
= 0,435
Og til slutt beregner vi partialtrykket til hver gass:
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
Hva er molfraksjonen av formaldehyd (CH 2 O) hvis 23 g av forbindelsen løses opp i 4 mol karbontetraklorid (CCl 4 )? Molekylvekt av CH 2 O = 30,03 g/mol.
Vi beregner først mol formaldehyd:
CH-føflekker 2 O = 23 g CH 2 O · 1 mol CH 2 O ÷ 30,03 g CH 2 S
= 766 mol
Og for det andre beregner vi molfraksjonen:
X CH2OH = 0,766 mol CH 2 OH / (0,766 mol CH 2 OH + 4 mol CCl 4 )
= 0,161
Referanser
- Whitten, Davis, Peck og Stanley. (2008). Kjemi (8. utg.). CENGAGE-læring.
- Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (11. februar 2020). Hva er en molfraksjon? Hentet fra: thoughtco.com
- Wikipedia. (2020). Molfraksjon. Hentet fra: en.wikipedia.org
- CK-12 Foundation. (16. oktober 2019). Molfraksjon. Chemistry LibreTexts. Hentet fra: chem.libretexts.org
- Chris Deziel. (12. november 2018). Hvordan beregne en molfraksjon. Hentet fra: sciencing.com