Molfraktion är ett mått som används inom kemi för att representera andelen av en komponent i en blandning i förhållande till den totala mängden komponenter som finns där. Det beräknas genom att dividera mängden av en komponent med summan av mängderna av alla komponenter i blandningen.
Om vi till exempel har en blandning av vatten och alkohol, och mängden vatten är 100 g och mängden alkohol är 50 g, då skulle molfraktionen av vatten vara 0,66 (100 g / (100 g + 50 g)) och molfraktionen av alkohol skulle vara 0,33 (50 g / (100 g + 50 g)).
Övningar som involverar molfraktioner kan innefatta att bestämma molfraktionen av olika komponenter i en blandning, använda molfraktioner för att beräkna mängden av en komponent som behövs för att uppnå en given koncentration, och mer. Övning med övningar är avgörande för att förstå och korrekt tillämpa konceptet molfraktion.
Metod för att beräkna molfraktionen i ämnen med hjälp av en enkel formel.
Molfraktion är ett sätt att uttrycka mängden av ett givet ämne i en blandning. För att beräkna molfraktionen av ett ämne i en blandning dividerar du helt enkelt mängden ämne med den totala mängden av blandningen. Formeln för att beräkna molfraktion är:
Molfraktion = mängd ämne / total mängd blandning
Om vi till exempel har en blandning av vatten och salt, och mängden vatten är 50 g och mängden salt är 30 g, skulle molfraktionen av vatten vara:
Molfraktion av vatten = 50 g / (50 g + 30 g) = 50 g / 80 g = 0,625
För att beräkna molfraktionen av salt, subtrahera helt enkelt molfraktionen av vatten från 1, eftersom summan av molfraktionerna av alla ämnen i en blandning alltid är lika med 1.
Nu när du förstår hur man beräknar molfraktionen i ämnen, försök att lösa några övningar för att öva och befästa dina kunskaper om detta ämne.
Förstå proportionerna av ämnen i lösningar genom molfraktioner.
Molfraktion är ett sätt att uttrycka koncentrationen av ett ämne i en lösning, med hänsyn till andelen molekyler av det ämnet i förhållande till det totala antalet närvarande molekyler. För att beräkna molfraktionen av ett ämne dividerar du helt enkelt antalet mol av ämnet med det totala antalet mol i lösningen.
Om vi till exempel har en lösning med 2 mol av löst ämne A och 3 mol av löst ämne B, skulle beräkningen för molfraktionen av löst ämne A vara 2 / (2 + 3) = 0,4. Detta innebär att 40 % av molekylerna i lösningen är löst ämne A.
För att öva på att beräkna molfraktioner kan vi lösa några problem. Om vi till exempel har en lösning med 0,5 mol av löst ämne C och 1,5 mol av löst ämne D, vad är molfraktionen av löst ämne D? Molfraktionen av löst ämne D skulle vara 1,5 / (0,5 + 1,5) = 0,75, vilket innebär att 75 % av molekylerna i lösningen är löst ämne D.
Att förstå proportionerna av ämnen i lösningar genom molfraktioner är avgörande för olika kemiska processer, såsom att bereda lösningar, beräkna kemiska reaktioner och bestämma ämnens fysikalisk-kemiska egenskaper. Därför är det viktigt att öva på att beräkna molfraktioner för att fördjupa din förståelse av detta ämne.
Upptäck formeln för att beräkna den molära koncentrationen av en lösning på ett enkelt sätt.
Molkoncentrationen i en lösning är ett viktigt mått inom kemi och representerar mängden löst ämne i förhållande till lösningens totala volym. För att beräkna molkoncentrationen använder vi den enkla formeln:
Molär koncentration (M) = Mängd löst ämne (mol) / Lösningsvolym (L)
Till exempel, om vi har 2 mol löst ämne upplöst i 1 liter lösning, skulle den molära koncentrationen vara 2 M.
Molfraktion är i sin tur ett annat viktigt mått som representerar andelen av en komponent i förhållande till den totala lösningen. För att beräkna molfraktionen av komponent A använder vi formeln:
Molfraktion av A = Mol av A / Total mol
Om vi till exempel har 2 mol av ämne A och 3 mol av ämne B i en lösning, skulle molfraktionen av A vara 2/5.
Nu när du förstår hur man beräknar molär koncentration och molfraktion, vad sägs om att öva med några övningar?
Att hitta mängden mol i ett ämne genom enkla beräkningar.
För att hitta antalet mol i ett ämne behöver du använda rätt matematisk formel. Antalet mol av ett ämne kan beräknas utifrån ämnets massa och dess molmassa. Molmassa är massan av ett mol atomer, joner eller molekyler av ett ämne och uttrycks i g/mol.
För att beräkna antalet mol, dividera helt enkelt ämnets massa med dess molmassa. Om vi till exempel har 10 gram vatten (H2O), vars molmassa är 18 g/mol, kan vi beräkna antalet mol enligt följande:
Antal mol = Ämnesmassa / Molmassa
Antal mol = 10 g / 18 g/mol
Antal mol = 0,555 mol
Därför har vi 0,555 mol vatten i 10 gram av ämnet.
Molfraktionen av ett ämne i en blandning är förhållandet mellan antalet mol av ämnet och det totala antalet mol i blandningen. Molfraktionen kan beräknas genom att dividera antalet mol av ämnet med det totala antalet mol i blandningen.
Om vi till exempel har en blandning av 2 mol vatten och 3 mol alkohol, skulle molfraktionen av vatten vara:
Molfraktion av vatten = Mol vatten / Total mol
Molfraktion av vatten = 2 mol / (2 mol + 3 mol)
Molfraktion av vatten = 2/5
Således skulle molfraktionen av vatten i denna blandning vara 2/5.
För att öva och förstärka konceptet molfraktion är det viktigt att utföra övningar som involverar att beräkna antalet mol och molfraktioner i olika ämnen och blandningar. Med övning blir det lättare att förstå och tillämpa dessa koncept för att lösa kemiska problem.
Molfraktion: hur det beräknas, exempel, övningar
A molfraktion är ett sätt att uttrycka koncentrationen av element som finns i en förening eller koncentrationen av en förening i en blandning.
Molfraktionen av elementen i en förening definieras som en kvot mellan antalet mol av vart och ett av de olika elementen som finns i föreningen och det totala antalet mol av dem.
Till exempel: om en förening har ett element A och ett element B, är molfraktionen av A antalet mol av A dividerat med antalet mol av A plus antalet mol av B. På samma sätt utförs samma operation för molfraktionen av B, men molen av B placeras i täljaren.
Denna operation representeras i bilden ovan. Summan av molfraktionerna är lika med 1 (ett). Molfraktionen är ett dimensionslöst tal. Många lagar kan uttryckas i termer av dem, såsom Daltons lag.
Funktioner och symbol
Molfraktionsvärdet är oberoende av temperaturen och kan i en ideal gasblandning användas för att beräkna partialtrycket för var och en av de gaser som finns i gasblandningen; enligt Daltons lag.
Molfraktionen representeras eller symboliseras vanligtvis med ett stort X (X). På höger sida, som en nedsänkning, placeras symbolen för elementet eller formeln för föreningen om du har en blandning av föreningar.
Hur det beräknas
Om antalet mol av varje element som utgör en given förening är känt, kan man genom att lägga ihop molen av elementen få det totala antalet mol som finns i föreningen.
Så, för att få molfraktionen av varje element divideras antalet mol med det totala antalet mol som finns i föreningen. Summan av molfraktionsvärdena för de olika elementen är lika med ett (1).
Exempel
Följande är exempel på användningsområden för molfraktionen.
Exempel 1
Molaliteten hos en lösning, uttryckt i mol löst ämne per kilogram vatten, kan omvandlas till molfraktionen av det lösta ämnet. För att göra detta, omvandla 1.000 1.000 g vatten till mol vatten genom att helt enkelt dividera massan av 18 XNUMX g vatten med vattnets molekylvikt (XNUMX g/mol).
Genom att sedan dividera antalet mol löst ämne med antalet mol vatten plus antalet mol löst ämne erhålls molfraktionen av det lösta ämnet.
Till exempel har ämne A en molalitet på 0,03 m. Det betyder att du har 0,3 mol av A löst i ett kilogram vatten. Ett kilogram vatten motsvarar 55,55 mol vatten (1.000 g ± 18 g/mol). Därför blir molfraktionen av A:
X (A) eller X A = 0,03 ÷ (55,55 + 0,03)
= 0,0005398 eller 5,39810 -4
Exempel 2
Beräkning av gasers partialtryck baserat på deras molfraktioner. Partialtryckslagen formulerades av Dalton och säger att i en blandning av gaser utövar varje gas sitt tryck som om den upptar hela blandningens volym.
Gasblandningens totala tryck är summan av de tryck som utövas, separat, av var och en av de gaser som utgör gasblandningen.
Atmosfären består huvudsakligen av en blandning av fyra gaser: kväve, syre, koldioxid och vattenånga, som var och en utövar följande partialtryck separat:
Kväve: 596 mmHg
Syre: 158 mmHg
Koldioxid: 0,3 mmHg
Vattenånga: 5,7 mmHg.
Vilket ger ett atmosfärstryck på 760 mmHg. Med hjälp av dessa gastryck kan följande värden för deras molfraktioner beräknas:
kväve
X N2 = 596 mmHg / 760 mmHg
= 0,7842
Syre
X O2 = 158 mmHg / 760 mmHg
= 0,2079
Koldioxid
X CO2 = 0,3 mmHg / 760 mmHg
= 0,00039
Vattenånga
X H2O = 5,7 mmHg / 760 mmHg
= 0,075
Omvänt kan partialtrycket för var och en av gaserna som finns i en blandning beräknas genom att multiplicera värdet av dess molfraktion med det totala trycket som utövas av gasblandningen.
Övningar
Övning 1
Vad är molfraktionen av en blandning av metanol (CH 3 OH) och vatten (H 2 O) lösning innehållande 145 g CH 3 OH och 120 g H₂ 2 Molekylvikterna: CH 3 OH = 32 g/mol och vatten = 18 g/mol.
Först beräknar vi molen metanol och vatten:
Mol av 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 H₂ 2 O ÷ 18 g H₂ 2 O
= 6,67 mol de H2O
Sedan beräknar vi det totala antalet mol:
Totalt antal mol CH 3 OH och H 2 O = 4,53 + 6,67
= 11,2 mol
Och så bestämmer vi molfraktionerna av metanol och vatten:
X (CH 3 OH) = 4,53 mol / 11,2 mol
= 0,404
X (H 2 O) = 6,67 mol / 11,2 mol
= 0,596
Övning 2
En blandning av 1,56 mol kväve (N 2 ) och 1,2 mol syre (O 2 ) utövar ett tryck på 0,8 atmosfärer (atm). Beräkna partialtrycket som utövas av var och en av gaserna.
Det första steget i att lösa problemet är att beräkna molfraktionerna av gaserna. I ett andra steg erhålls partialtrycken som utövas av gaserna genom att multiplicera deras molfraktion med det totala trycket som utövas av gasblandningen.
Molfraktion av kväve:
X N2 = 1,56 mol / (1,56 mol + 1,2 mol)
= 0,565
Molfraktion av syre:
X O2 = 1,2 mol / (1,56 mol + 1,2 mol)
= 0,435
Och slutligen beräknar vi partialtrycken för varje 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
Övning 3
Vad är molfraktionen av formaldehyd (CH 2 O) om 23 g av föreningen löses i 4 mol koltetraklorid (CCl 4 )? Molekylvikt för CH 2 O = 30,03 g/mol.
Vi beräknar först mol formaldehyd:
CH-mol 2 O = 23 g CH 2 O · 1 mol CH 2 O ÷ 30,03 g CH 2 S
= 766 mol
Och för det andra beräknar vi molfraktionen:
X CH2OH = 0,766 mol CH 2 OH / (0,766 mol CH 2 OH + 4 mol CCl 4 )
= 0,161
Referenser
- Whitten, Davis, Peck och Stanley. (2008). Kemi . (8:e uppl.). CENGAGE Lärande.
- Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (11 februari 2020). Vad är en molfraktion? Hämtad från: thoughtco.com
- Wikipedia. (2020). Molfraktion. Hämtad från: sv.wikipedia.org
- CK-12 Foundation. (16 oktober 2019). Molfraktion. Kemi LibreTexts. Hämtad från: chem.libretexts.org
- Chris Deziel. (12 november 2018). Hur man beräknar en molfraktion. Hämtad från: sciencing.com