Ang mole fraction ay isang pagsukat na ginagamit sa kimika upang kumatawan sa proporsyon ng isang bahagi sa isang halo na may kaugnayan sa kabuuang mga sangkap na naroroon. Ito ay kinakalkula sa pamamagitan ng paghahati ng halaga ng isang bahagi sa kabuuan ng mga halaga ng lahat ng mga sangkap sa pinaghalong.
Halimbawa, kung mayroon tayong pinaghalong tubig at alkohol, at ang dami ng tubig ay 100g at ang halaga ng alkohol ay 50g, kung gayon ang mole fraction ng tubig ay magiging 0,66 (100g / (100g + 50g)) at ang mole fraction ng alkohol ay magiging 0,33 (50g / (100g) + 50g).
Maaaring kabilang sa mga pagsasanay na kinasasangkutan ng mga mole fraction ang pagtukoy sa mole fraction ng iba't ibang bahagi sa isang timpla, gamit ang mga mole fraction upang kalkulahin ang dami ng isang component na kailangan para makamit ang isang partikular na konsentrasyon, at higit pa. Ang pagsasanay sa mga pagsasanay ay mahalaga sa pag-unawa at wastong paglalapat ng konsepto ng mole fraction.
Paraan para sa pagkalkula ng mole fraction sa mga sangkap gamit ang isang simpleng formula.
Ang mole fraction ay isang paraan ng pagpapahayag ng dami ng isang ibinigay na substance sa isang mixture. Upang kalkulahin ang mole fraction ng isang substance sa isang mixture, hatiin lang ang halaga ng substance sa kabuuang halaga ng mixture. Ang formula para sa pagkalkula ng mole fraction ay:
Mole fraction = dami ng substance / kabuuang dami ng mixture
Halimbawa, kung mayroon tayong pinaghalong tubig at asin, at ang dami ng tubig ay 50g at ang dami ng asin ay 30g, ang mole fraction ng tubig ay magiging:
Mole fraction ng tubig = 50g / (50g + 30g) = 50g / 80g = 0,625
Upang kalkulahin ang mole fraction ng asin, ibawas lang ang mole fraction ng tubig mula sa 1, dahil ang kabuuan ng mga mole fraction ng lahat ng substance sa isang mixture ay palaging katumbas ng 1.
Ngayong nauunawaan mo na kung paano kalkulahin ang bahagi ng nunal sa mga sangkap, subukang lutasin ang ilang mga pagsasanay upang magsanay at patatagin ang iyong kaalaman sa paksang ito.
Pag-unawa sa mga proporsyon ng mga sangkap sa mga solusyon sa pamamagitan ng mga molar fraction.
Ang fraction ng mole ay isang paraan ng pagpapahayag ng konsentrasyon ng isang sangkap sa isang solusyon, na isinasaalang-alang ang proporsyon ng mga molekula ng sangkap na iyon na may kaugnayan sa kabuuang mga molekula na naroroon. Upang kalkulahin ang bahagi ng nunal ng isang sangkap, hatiin lamang ang bilang ng mga moles ng sangkap sa kabuuang bilang ng mga moles sa solusyon.
Halimbawa, kung mayroon tayong solusyon na may 2 moles ng solute A at 3 moles ng solute B, ang pagkalkula para sa mole fraction ng solute A ay magiging 2 / (2 + 3) = 0,4. Nangangahulugan ito na 40% ng mga molekula sa solusyon ay solute A.
Upang magsanay sa pagkalkula ng mga praksyon ng nunal, maaari nating lutasin ang ilang mga problema. Halimbawa, kung mayroon tayong solusyon na may 0,5 moles ng solute C at 1,5 moles ng solute D, ano ang mole fraction ng solute D? Ang mole fraction ng solute D ay magiging 1,5 / (0,5 + 1,5) = 0,75, ibig sabihin na 75% ng mga molecule sa solusyon ay solute D.
Ang pag-unawa sa mga proporsyon ng mga sangkap sa mga solusyon sa pamamagitan ng mga praksyon ng mole ay mahalaga para sa iba't ibang proseso ng kemikal, tulad ng paghahanda ng mga solusyon, pagkalkula ng mga reaksiyong kemikal, at pagtukoy sa mga katangian ng physicochemical ng mga sangkap. Samakatuwid, mahalagang magsanay sa pagkalkula ng mga mole fraction para mapalalim ang iyong pag-unawa sa paksang ito.
Tuklasin ang formula upang makalkula ang konsentrasyon ng Molar ng isang solusyon sa isang simpleng paraan.
Ang konsentrasyon ng molar ng isang solusyon ay isang mahalagang pagsukat sa kimika, na kumakatawan sa dami ng solute na naroroon kaugnay sa kabuuang dami ng solusyon. Upang kalkulahin ang konsentrasyon ng molar, ginagamit namin ang simpleng formula:
Konsentrasyon ng Molar (M) = Dami ng solute (mol) / Dami ng solusyon (L)
Halimbawa, kung mayroon tayong 2 moles ng solute na natunaw sa 1 litro ng solusyon, ang konsentrasyon ng molar ay magiging 2 M.
Ang fraction ng nunal, sa turn, ay isa pang mahalagang sukat na kumakatawan sa proporsyon ng isang bahagi na may kaugnayan sa kabuuang solusyon. Upang kalkulahin ang mole fraction ng component A, ginagamit namin ang formula:
Mole fraction ng A = Mol ng A / Kabuuang nunal
Halimbawa, kung mayroon tayong 2 moles ng substance A at 3 moles ng substance B sa isang solusyon, ang mole fraction ng A ay magiging 2/5.
Ngayon na naiintindihan mo na kung paano kalkulahin ang molar concentration at mole fraction, paano ang tungkol sa pagsasanay sa ilang mga pagsasanay?
Paghahanap ng dami ng mga nunal sa isang substance sa pamamagitan ng mga simpleng kalkulasyon.
Upang mahanap ang bilang ng mga moles sa isang substance, kailangan mong gamitin ang tamang mathematical formula. Ang bilang ng mga moles ng isang substance ay maaaring kalkulahin mula sa mass ng substance at molar mass nito. Ang molar mass ay ang masa ng isang mole ng mga atomo, ion, o molekula ng isang substance at ipinahayag sa g/mol.
Upang kalkulahin ang bilang ng mga moles, hatiin lamang ang masa ng sangkap sa molar mass nito. Halimbawa, kung mayroon tayong 10 gramo ng tubig (H2O), na ang molar mass ay 18 g/mol, maaari nating kalkulahin ang bilang ng mga moles tulad ng sumusunod:
Dami ng moles = Mass of substance / Molar mass
Dami ng mga moles = 10 g / 18 g/mol
Dami ng moles = 0,555 mol
Samakatuwid, mayroon kaming 0,555 moles ng tubig sa 10 gramo ng sangkap.
Ang mole fraction ng isang substance sa isang mixture ay ang ratio ng bilang ng mga moles ng substance na iyon sa kabuuang bilang ng mga moles sa mixture. Ang bahagi ng nunal ay maaaring kalkulahin sa pamamagitan ng paghahati ng bilang ng mga moles ng sangkap sa kabuuang bilang ng mga moles sa pinaghalong.
Halimbawa, kung mayroon tayong pinaghalong 2 moles ng tubig at 3 moles ng alkohol, ang mole fraction ng tubig ay magiging:
Mole fraction ng tubig = Nunal ng tubig / Kabuuang nunal
Mole fraction ng tubig = 2 mol / (2 mol + 3 mol)
Mole fraction ng tubig = 2/5
Kaya, ang mole fraction ng tubig sa pinaghalong ito ay magiging 2/5.
Para sanayin at palakasin ang konsepto ng mole fraction, mahalagang magsagawa ng mga pagsasanay na kinabibilangan ng pagkalkula ng bilang ng mga mole at mole fraction sa iba't ibang substance at mixture. Sa pagsasanay, nagiging mas madaling maunawaan at mailapat ang mga konseptong ito sa paglutas ng mga problema sa kemikal.
Fraction ng nunal: kung paano ito kinakalkula, mga halimbawa, pagsasanay
A bahagi ng nunal ay isang paraan ng pagpapahayag ng konsentrasyon ng mga elemento na naroroon sa isang tambalan o ang konsentrasyon ng isang tambalan sa isang halo.
Ang mole fraction ng mga elemento ng isang compound ay tinukoy bilang isang quotient sa pagitan ng bilang ng mga moles ng bawat isa sa iba't ibang elemento na naroroon sa compound at ang kabuuang bilang ng mga moles ng mga ito.
Halimbawa: kung ang isang tambalan ay may elementong A at elemento B, ang mole fraction ng A ay ang bilang ng mga moles ng A na hinati sa bilang ng mga moles ng A kasama ang bilang ng mga moles ng B. Gayundin, para sa mole fraction ng B ang parehong operasyon ay ginaganap, ngunit ang paglalagay ng mga moles ng B sa numerator.
Ang operasyong ito ay kinakatawan sa larawan sa itaas. Ang kabuuan ng mga mole fraction ay katumbas ng 1 (isa). Ang mole fraction ay isang walang sukat na numero. Maraming mga batas ang maaaring ipahayag sa mga tuntunin ng mga ito, tulad ng Dalton's Law.
Mga tampok at simbolo
Ang halaga ng mole fraction ay hindi nakasalalay sa temperatura at, sa isang perpektong halo ng gas, ay maaaring gamitin upang kalkulahin ang mga partial pressure ng bawat isa sa mga gas na nasa pinaghalong gas; gaya ng isinasaad ng batas ni Dalton.
Ang mole fraction ay karaniwang kinakatawan o sinasagisag ng isang malaking X (X), sa kanang bahagi, bilang isang subscript, ang simbolo ng elemento o ang formula ng tambalan ay inilalagay kung mayroon kang pinaghalong mga compound.
Paano ito kinakalkula
Kung ang bilang ng mga moles ng bawat isa sa mga elemento na bumubuo sa isang partikular na tambalan ay kilala, ang pagdaragdag ng mga moles ng mga elemento ay maaaring makuha ang kabuuang bilang ng mga moles na umiiral sa tambalan.
Kaya, upang makuha ang bahagi ng nunal ng bawat elemento, ang bilang ng mga moles nito ay hinati sa kabuuang bilang ng mga moles na naroroon sa tambalan. Ang kabuuan ng mga halaga ng mole fraction ng iba't ibang elemento ay katumbas ng pagkakaisa (1).
Mga halimbawa
Ang mga sumusunod ay mga halimbawa ng paggamit ng mole fraction.
Halimbawa 1
Ang molality ng isang solusyon, na ipinahayag sa mga moles ng solute bawat kilo ng tubig, ay maaaring ma-convert sa mole fraction ng solute. Upang gawin ito, i-convert ang 1.000 g ng tubig sa mga moles ng tubig sa pamamagitan lamang ng paghahati ng masa ng 1.000 g ng tubig sa molecular weight ng tubig (18 g/mol).
Pagkatapos, hinahati ang bilang ng mga moles ng solute sa bilang ng mga moles ng tubig kasama ang mga solute, ang mole fraction ng solute ay makukuha.
Halimbawa, ang substance A ay may molality na 0,03 m. Nangangahulugan ito na mayroon kang 0,3 moles ng A na natunaw sa isang kilo ng tubig. Ang isang kilo ng tubig ay katumbas ng 55,55 moles ng tubig (1.000 g ± 18 g/mol). Samakatuwid, ang mole fraction ng A ay nagiging:
X (A) o X A = 0,03 ÷ (55,55 + 0,03)
= 0,0005398 o 5,39810 -4
Halimbawa 2
Pagkalkula ng mga bahagyang presyon ng mga gas batay sa kanilang mga mole fraction. Ang Batas ng Bahagyang Presyon ay binigkas ni Dalton at nagsasaad na sa isang halo ng mga gas, ang bawat gas ay nagsasagawa ng presyur nito na parang sinasakop nito ang buong dami ng pinaghalong.
Ang kabuuang presyon ng pinaghalong gas ay ang kabuuan ng mga presyon na ibinibigay, nang hiwalay, ng bawat isa sa mga gas na bumubuo sa pinaghalong gas.
Pangunahing binubuo ang atmospera ng pinaghalong apat na gas: nitrogen, oxygen, carbon dioxide, at singaw ng tubig, na ang bawat isa ay nagpapatupad ng mga sumusunod na bahagyang presyon nang hiwalay:
Nitrogen: 596 mmHg
Oxygen: 158 mmHg
Carbon dioxide: 0,3 mmHg
Singaw ng tubig: 5,7 mmHg.
Na nagbubunga ng atmospheric pressure value na 760 mmHg. Gamit ang mga gas pressure na ito, ang mga sumusunod na halaga para sa kanilang mga mole fraction ay maaaring kalkulahin:
salot
X N2 = 596 mmHg / 760 mmHg
= 0,7842
Oxygen
X O2 = 158 mmHg / 760 mmHg
= 0,2079
Carbon dioxide
X CO2 = 0,3 mmHg / 760 mmHg
= 0,00039
Singaw
X H2O = 5,7 mmHg / 760 mmHg
= 0,075
Sa kabaligtaran, ang bahagyang presyon ng bawat isa sa mga gas na naroroon sa isang halo ay maaaring kalkulahin sa pamamagitan ng pag-multiply ng halaga ng mole fraction nito sa kabuuang presyon na ginawa ng pinaghalong gas.
Ehersisyo
Pagsasanay 1
Ano ang mole fraction ng pinaghalong methanol (CH 3 OH) at tubig (H 2 O) solusyon na naglalaman ng 145 g ng CH 3 OH at 120 g ng H 2 Ang mga molekular na timbang: CH 3 OH = 32 g/mol at tubig = 18 g/mol.
Una naming kalkulahin ang mga moles ng methanol at tubig:
Mga nunal ng CH 3 OH = 145 g · 1 mol CH 3 OH ÷ 32 g ng CH 3 OH
= 4,53 moles ng CH 3 OH
Mga nunal ng H 2 O = 120 g · 1 mole ng H 2 O ÷ 18 g ng H 2 O
= 6,67 mol de H2O
Pagkatapos ay kalkulahin namin ang kabuuang mga moles:
Kabuuang mga nunal ng CH 3 OH at H 2 O = 4,53 + 6,67
= 11,2 moles
At kaya natutukoy namin ang mga mole fraction ng methanol at tubig:
X (CH 3 OH) = 4,53 moles / 11,2 moles
= 0,404
X (H 2 O) = 6,67 moles / 11,2 moles
= 0,596
Pagsasanay 2
Isang halo ng 1,56 moles ng nitrogen (N 2 ) at 1,2 moles ng oxygen (O 2 ) ay nagbibigay ng presyon ng 0,8 atmospheres (atm). Kalkulahin ang bahagyang presyon na ginawa ng bawat isa sa mga gas.
Ang unang hakbang sa paglutas ng problema ay ang kalkulahin ang mga praksyon ng nunal ng mga gas. Sa pangalawang hakbang, ang mga partial pressure na ginawa ng mga gas ay nakukuha sa pamamagitan ng pagpaparami ng kanilang mole fraction sa kabuuang pressure na ginawa ng gas mixture.
Mole fraction ng nitrogen:
X N2 = 1,56 moles / (1,56 moles + 1,2 moles)
= 0,565
Molar fraction ng oxygen:
X O2 = 1,2 moles / (1,56 moles + 1,2 moles)
= 0,435
At sa wakas ay kinakalkula namin ang mga bahagyang presyon ng bawat 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
Pagsasanay 3
Ano ang mole fraction ng formaldehyde (CH 2 O) kung ang 23 g ng compound ay natunaw sa 4 na moles ng carbon tetrachloride (CCl 4 )? Molekular na timbang ng CH 2 O = 30,03 g/mol.
Una naming kinakalkula ang mga moles ng formaldehyde:
CH Moles 2 O = 23 g CH 2 O · 1 mol CH 2 O ÷ 30,03 g CH 2 S
= 766 moles
At para sa pangalawa kinakalkula namin ang bahagi ng nunal:
X CH2OH = 0,766 moles CH 2 OH / (0,766 moles CH 2 OH + 4 moles CCl 4 )
= 0,161
Mga sanggunian
- Whitten, Davis, Peck at Stanley. (2008). Kimika . (ika-8 ed.). CENGAGE Learning.
- Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (Pebrero 11, 2020). Ano ang isang mole fraction? Nakuha mula sa: thoughtco.com
- Wikipedia. (2020). Fraction ng nunal. Nakuha mula sa: en.wikipedia.org
- CK-12 Foundation. (Oktubre 16, 2019). Fraction ng nunal. Mga LibreText ng Chemistry. Nakuha mula sa: chem.libretexts.org
- Chris Deziel. (Nobyembre 12, 2018). Paano Magkalkula ng Mole Fraction. Nakuha mula sa: sciencing.com