Molárny zlomok je miera používaná v chémii na vyjadrenie podielu jednej zložky v zmesi vzhľadom na celkový počet prítomných zložiek. Vypočíta sa vydelením množstva jednej zložky súčtom množstiev všetkých zložiek v zmesi.
Napríklad, ak máme zmes vody a alkoholu a množstvo vody je 100 g a množstvo alkoholu je 50 g, potom by molárny zlomok vody bol 0,66 (100 g / (100 g + 50 g)) a molárny zlomok alkoholu by bol 0,33 (50 g / (100 g + 50 g)).
Cvičenia zahŕňajúce molárne zlomky môžu zahŕňať určenie molárneho zlomku rôznych zložiek v zmesi, použitie molárnych zlomkov na výpočet množstva zložky potrebného na dosiahnutie danej koncentrácie a ďalšie. Cvičenie s cvičeniami je nevyhnutné pre pochopenie a správne uplatňovanie konceptu molárneho zlomku.
Metóda výpočtu molárneho zlomku v látkach pomocou jednoduchého vzorca.
Molárny zlomok je spôsob vyjadrenia množstva danej látky v zmesi. Na výpočet molárneho zlomku látky v zmesi jednoducho vydelíte množstvo látky celkovým množstvom zmesi. Vzorec na výpočet molárneho zlomku je:
Molárny zlomok = množstvo látky / celkové množstvo zmesi
Napríklad, ak máme zmes vody a soli a množstvo vody je 50 g a množstvo soli je 30 g, molárny zlomok vody by bol:
Molárny zlomok vody = 50 g / (50 g + 30 g) = 50 g / 80 g = 0,625
Na výpočet molárneho zlomku soli jednoducho odčítajte molárny zlomok vody od 1, pretože súčet molárnych zlomkov všetkých látok v zmesi sa vždy rovná 1.
Teraz, keď už viete, ako vypočítať molárny zlomok v látkach, skúste vyriešiť niekoľko cvičení, aby ste si precvičili a upevnili svoje vedomosti v tejto oblasti.
Pochopenie pomerov látok v roztokoch prostredníctvom molárnych zlomkov.
Molárny zlomok je spôsob vyjadrenia koncentrácie látky v roztoku, pričom sa berie do úvahy podiel molekúl tejto látky v pomere k celkovému počtu prítomných molekúl. Na výpočet molárneho zlomku látky jednoducho vydelíte počet molov látky celkovým počtom molov v roztoku.
Napríklad, ak máme roztok s 2 mólmi rozpustenej látky A a 3 mólmi rozpustenej látky B, výpočet molárneho zlomku rozpustenej látky A by bol 2 / (2 + 3) = 0,4. To znamená, že 40 % molekúl v roztoku tvorí rozpustená látka A.
Na precvičenie výpočtu molárnych zlomkov môžeme vyriešiť niekoľko problémov. Napríklad, ak máme roztok s 0,5 molmi rozpustenej látky C a 1,5 molmi rozpustenej látky D, aký je molárny zlomok rozpustenej látky D? Molárny zlomok rozpustenej látky D by bol 1,5 / (0,5 + 1,5) = 0,75, čo znamená, že 75 % molekúl v roztoku tvorí rozpustená látka D.
Pochopenie pomerov látok v roztokoch prostredníctvom molárnych zlomkov je nevyhnutné pre rôzne chemické procesy, ako je príprava roztokov, výpočet chemických reakcií a určovanie fyzikálno-chemických vlastností látok. Preto je dôležité precvičovať si výpočet molárnych zlomkov, aby ste si prehĺbili pochopenie tejto témy.
Objavte vzorec na jednoduchý výpočet molárnej koncentrácie roztoku.
Molárna koncentrácia roztoku je dôležitým meradlom v chémii, ktoré predstavuje množstvo rozpustenej látky v pomere k celkovému objemu roztoku. Na výpočet molárnej koncentrácie používame jednoduchý vzorec:
Molárna koncentrácia (M) = Množstvo rozpustenej látky (mol) / Objem roztoku (l)
Napríklad, ak máme 2 móly rozpustenej látky rozpustené v 1 litri roztoku, molárna koncentrácia by bola 2 M.
Molárny zlomok je zase ďalším dôležitým meraním, ktoré predstavuje podiel zložky v pomere k celkovému roztoku. Na výpočet molárneho zlomku zložky A používame vzorec:
Molárny zlomok A = mol A / celkový mol
Napríklad, ak máme v roztoku 2 móly látky A a 3 móly látky B, molárny zlomok A by bol 2/5.
Teraz, keď už viete, ako vypočítať molárnu koncentráciu a molárny zlomok, čo tak si to precvičiť s niekoľkými cvičeniami?
Nájdenie počtu molov v látke pomocou jednoduchých výpočtov.
Na zistenie počtu mólov v látke musíte použiť správny matematický vzorec. Počet mólov látky sa dá vypočítať z hmotnosti látky a jej molárnej hmotnosti. Molárna hmotnosť je hmotnosť jedného mólu atómov, iónov alebo molekúl látky a vyjadruje sa v g/mol.
Na výpočet počtu molov jednoducho vydelíme hmotnosť látky jej molárnou hmotnosťou. Napríklad, ak máme 10 gramov vody (H2O), ktorej molárna hmotnosť je 18 g/mol, môžeme počet molov vypočítať takto:
Počet mólov = Hmotnosť látky / Molárna hmotnosť
Množstvo molov = 10 g / 18 g/mol
Počet molov = 0,555 mol
Preto máme v 0,555 gramoch látky 10 mólu vody.
Molárny zlomok látky v zmesi je pomer počtu mólov tejto látky k celkovému počtu mólov v zmesi. Molárny zlomok sa dá vypočítať vydelením počtu mólov látky celkovým počtom mólov v zmesi.
Napríklad, ak máme zmes 2 mólov vody a 3 mólov alkoholu, molárny zlomok vody by bol:
Molárny zlomok vody = mol vody / celkový mol
Molárny zlomok vody = 2 mol / (2 mol + 3 mol)
Molárny zlomok vody = 2/5
Molárny zlomok vody v tejto zmesi by teda bol 2/5.
Na precvičenie a upevnenie konceptu molárneho zlomku je dôležité vykonávať cvičenia, ktoré zahŕňajú výpočet počtu molov a molárnych zlomkov v rôznych látkach a zmesiach. S praxou sa ľahšie pochopia a aplikujú tieto koncepty na riešenie chemických problémov.
Molárny zlomok: ako sa vypočítava, príklady, cvičenia
A molárny zlomok je spôsob vyjadrenia koncentrácie prvkov prítomných v zlúčenine alebo koncentrácie zlúčeniny v zmesi.
Molárny zlomok prvkov zlúčeniny je definovaný ako podiel medzi počtom mólov každého z rôznych prvkov prítomných v zlúčenine a celkovým počtom ich mólov.
Napríklad: ak zlúčenina obsahuje prvok A a prvok B, molárny zlomok A je počet mólov A delený počtom mólov A plus počet mólov B. Podobne sa pre molárny zlomok B vykoná rovnaká operácia, ale do čitateľa sa umiestni počet mólov B.
Táto operácia je znázornená na obrázku vyššie. Súčet molárnych zlomkov sa rovná 1 (jednej). Molárny zlomok je bezrozmerné číslo. Pomocou nich možno vyjadriť mnoho zákonov, napríklad Daltonov zákon.
Funkcie a symbol
Hodnota molárneho zlomku je nezávislá od teploty a v ideálnej zmesi plynov sa dá použiť na výpočet parciálnych tlakov každého z plynov prítomných v zmesi plynov, ako je uvedené v Daltonovom zákone.
Molárny zlomok sa zvyčajne znázorňuje alebo symbolizuje veľkým X (X), na pravej strane sa ako dolný index umiestňuje symbol prvku alebo vzorec zlúčeniny, ak ide o zmes zlúčenín.
Ako sa to vypočítava
Ak je známy počet mólov každého z prvkov, ktoré tvoria danú zlúčeninu, sčítaním mólov prvkov sa dá získať celkový počet mólov, ktoré sa v zlúčenine nachádzajú.
Takže na získanie molárneho zlomku každého prvku sa počet jeho mólov vydelí celkovým počtom mólov prítomných v zlúčenine. Súčet hodnôt molárneho zlomku rôznych prvkov sa rovná jednej (1).
Príklady
Nasledujú príklady použitia molárneho zlomku.
Príklad 1
Molalita roztoku, vyjadrená v móloch rozpustenej látky na kilogram vody, sa dá previesť na molárny zlomok rozpustenej látky. Na tento účel prevedieme 1.000 1.000 g vody na moly vody jednoduchým vydelením hmotnosti 18 XNUMX g vody molekulovou hmotnosťou vody (XNUMX g/mol).
Potom vydelením počtu mólov rozpustenej látky počtom mólov vody plus počet mólov rozpustenej látky sa získa molárny zlomok rozpustenej látky.
Napríklad látka A má molalitu 0,03 m. To znamená, že v jednom kilograme vody je rozpustených 0,3 molu A. Jeden kilogram vody zodpovedá 55,55 molu vody (1.000 g ± 18 g/mol). Preto sa molárny zlomok A stáva:
X (A) alebo X A = 0,03 ÷ (55,55 + 0,03)
= 0,0005398 alebo 5,39810 -4
Príklad 2
Výpočet parciálnych tlakov plynov na základe ich molárnych zlomkov. Zákon parciálnych tlakov sformuloval Dalton a hovorí, že v zmesi plynov každý plyn vyvíja svoj tlak, akoby zaberal celý objem zmesi.
Celkový tlak zmesi plynov je súčtom tlakov, ktoré vyvíjajú jednotlivé plyny tvoriace zmes plynov.
Atmosféra sa skladá prevažne zo zmesi štyroch plynov: dusíka, kyslíka, oxidu uhličitého a vodnej pary, pričom každý z nich samostatne vyvíja nasledujúce parciálne tlaky:
Dusík: 596 mmHg
Kyslík: 158 mmHg
Oxid uhličitý: 0,3 mmHg
Vodná para: 5,7 mmHg.
Z čoho vyplýva hodnota atmosférického tlaku 760 mmHg. Pomocou týchto tlakov plynov možno vypočítať nasledujúce hodnoty ich molárnych zlomkov:
pohroma
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
Para
X H2O = 5,7 mmHg / 760 mmHg
= 0,075
Naopak, parciálny tlak každého z plynov prítomných v zmesi možno vypočítať vynásobením hodnoty jeho molárneho zlomku celkovým tlakom vyvíjaným zmesou plynov.
Cvičenia
Cvičenie 1
Aký je molárny zlomok zmesi metanolu (CH 3 OH) a voda (H 2 O) roztok obsahujúci 145 g CHXNUMX 3 OH a 120 g H 2 Molekulové hmotnosti: C H 3 OH = 32 g/mol a voda = 18 g/mol.
Najprv vypočítame moly metanolu a vody:
Móly CH4 3 OH = 145 g · 1 mol CH 3 OH ÷ 32 g CH 3 OH
= 4,53 molov CH 3 OH
Móly H 2 O = 120 g · 1 mol H 2 O ÷ 18 g H 2 O
= 6,67 mol de H2O
Potom vypočítame celkový počet molov:
Celkový počet molov CH4 3 OH a H 2 O = 4,53 + 6,67
= 11,2 molov
A tak určíme molárne zlomky metanolu a vody:
X (CH 3 OH) = 4,53 molov / 11,2 molov
= 0,404
X (V 2 O) = 6,67 molov / 11,2 molov
= 0,596
Cvičenie 2
Zmes 1,56 mólov dusíka (N 2 ) a 1,2 mólu kyslíka (O 2 ) vyvíja tlak 0,8 atmosféry (atm). Vypočítajte parciálny tlak vyvíjaný každým z plynov.
Prvým krokom pri riešení problému je výpočet molárnych zlomkov plynov. V druhom kroku sa parciálne tlaky vyvíjané plynmi získajú vynásobením ich molárneho zlomku celkovým tlakom vyvíjaným zmesou plynov.
Molárny zlomok dusíka:
X N2 = 1,56 mol / (1,56 mol + 1,2 mol)
= 0,565
Molárny zlomok kyslíka:
X O2 = 1,2 mol / (1,56 mol + 1,2 mol)
= 0,435
A nakoniec vypočítame parciálne 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
Cvičenie 3
Aký je molárny zlomok formaldehydu (CH 2 O), ak sa 23 g zlúčeniny rozpustí v 4 móloch tetrachlórmetánu (CCl 4 )? Molekulová hmotnosť CH 2 O = 30,03 g/mol.
Najprv vypočítame moly formaldehydu:
CH Moles 2 O = 23 g CH 2 O · 1 mol CH 2 O ÷ 30,03 g CH 2 S
= 766 molov
A pre druhý prípad vypočítame molárny zlomok:
X CH2H = 0,766 molov CH 2 OH / (0,766 molov CH 2 OH + 4 moly CCl 4 )
= 0,161
Referencie
- Whitten, Davis, Peck a Stanley. (2008). chémia . (8. vydanie). CENGAGE Learning.
- Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (11. februára 2020). Čo je to molárny zlomok? Zdroj: thoughtco.com
- Wikipédia. (2020). Molárny zlomok. Zdroj: en.wikipedia.org
- Nadácia CK-12. (16. októbra 2019). Molárna frakcia. Chemistry LibreTexts. Zdroj: chem.libretexts.org
- Chris Deziel. (12. novembra 2018). Ako vypočítať molárny zlomok. Zdroj: sciencing.com