Мольна частка — це одиниця вимірювання, яка використовується в хімії для позначення частки одного компонента в суміші відносно загальної кількості присутніх компонентів. Вона розраховується шляхом ділення кількості одного компонента на суму кількостей усіх компонентів у суміші.
Наприклад, якщо у нас є суміш води та спирту, і кількість води становить 100 г, а кількість спирту – 50 г, тоді мольна частка води становитиме 0,66 (100 г / (100 г + 50 г)), а мольна частка спирту становитиме 0,33 (50 г / (100 г + 50 г)).
Вправи, що включають мольні частки, можуть включати визначення мольної частки різних компонентів у суміші, використання мольних часток для розрахунку кількості компонента, необхідної для досягнення заданої концентрації, тощо. Практика з вправами є важливою для розуміння та правильного застосування концепції мольної частки.
Метод розрахунку мольної частки в речовинах за допомогою простої формули.
Мольна частка – це спосіб вираження кількості даної речовини в суміші. Щоб обчислити мольну частку речовини в суміші, просто поділіть кількість речовини на загальну кількість суміші. Формула для обчислення мольної частки така:
Мольна частка = кількість речовини / загальна кількість суміші
Наприклад, якщо у нас є суміш води та солі, і кількість води становить 50 г, а кількість солі — 30 г, то мольна частка води буде:
Мольна частка води = 50 г / (50 г + 30 г) = 50 г / 80 г = 0,625
Щоб обчислити мольну частку солі, просто відніміть мольну частку води від 1, оскільки сума мольних часток усіх речовин у суміші завжди дорівнює 1.
Тепер, коли ви розумієте, як обчислювати мольну частку в речовинах, спробуйте розв'язати кілька вправ, щоб потренуватися та закріпити свої знання з цієї теми.
Розуміння пропорцій речовин у розчинах через молярні частки.
Мольна частка – це спосіб вираження концентрації речовини в розчині, враховуючи частку молекул цієї речовини відносно загальної кількості присутніх молекул. Щоб обчислити мольну частку речовини, просто поділіть кількість молей речовини на загальну кількість молей у розчині.
Наприклад, якщо у нас є розчин з 2 молями розчиненої речовини A та 3 молями розчиненої речовини B, розрахунок мольної частки розчиненої речовини A буде 2 / (2 + 3) = 0,4. Це означає, що 40% молекул у розчині є розчиненою речовиною A.
Щоб потренуватися в обчисленні мольних часток, ми можемо розв’язати кілька задач. Наприклад, якщо у нас є розчин з 0,5 молями розчиненої речовини C та 1,5 молями розчиненої речовини D, яка мольна частка розчиненої речовини D? Мольна частка розчиненої речовини D становитиме 1,5 / (0,5 + 1,5) = 0,75, що означає, що 75% молекул у розчині є розчиненою речовиною D.
Розуміння пропорцій речовин у розчинах через мольні частки є важливим для різних хімічних процесів, таких як приготування розчинів, розрахунок хімічних реакцій та визначення фізико-хімічних властивостей речовин. Тому важливо практикуватися у обчисленні мольних часток, щоб поглибити своє розуміння цієї теми.
Відкрийте формулу для простого обчислення молярної концентрації розчину.
Молярна концентрація розчину є важливим показником у хімії, який відображає кількість розчиненої речовини відносно загального об'єму розчину. Для обчислення молярної концентрації ми використовуємо просту формулу:
Молярна концентрація (М) = Кількість розчиненої речовини (моль) / Об'єм розчину (л)
Наприклад, якщо в 2 літрі розчину розчинено 1 молі розчиненої речовини, молярна концентрація становитиме 2 М.
Мольна частка, у свою чергу, є ще одним важливим виміром, який відображає частку компонента відносно загальної кількості розчину. Для обчислення мольної частки компонента А ми використовуємо формулу:
Мольна частка A = Моль A / Загальна кількість моль
Наприклад, якщо в розчині є 2 молі речовини А та 3 молі речовини B, то мольна частка А становитиме 2/5.
Тепер, коли ви розумієте, як розрахувати молярну концентрацію та мольну частку, як щодо того, щоб потренуватися з деякими вправами?
Знаходження кількості молей у речовині за допомогою простих обчислень.
Щоб знайти кількість молей у речовині, потрібно скористатися правильною математичною формулою. Кількість молей речовини можна обчислити за масою речовини та її молярною масою. Молярна маса — це маса одного моля атомів, іонів або молекул речовини, яка виражається в г/моль.
Щоб обчислити кількість молей, просто поділіть масу речовини на її молярну масу. Наприклад, якщо у нас є 10 грамів води (H2O), молярна маса якої становить 18 г/моль, ми можемо обчислити кількість молей наступним чином:
Кількість молей = Маса речовини / Молярна маса
Кількість молей = 10 г / 18 г/моль
Кількість молей = 0,555 моль
Отже, у 0,555 грамах речовини міститься 10 моля води.
Мольна частка речовини в суміші — це відношення кількості молей цієї речовини до загальної кількості молей у суміші. Мольну частку можна розрахувати, поділивши кількість молей речовини на загальну кількість молей у суміші.
Наприклад, якщо у нас є суміш з 2 молей води та 3 молей спирту, мольна частка води буде:
Мольна частка води = Моль води / Загальна моль
Мольна частка води = 2 моль / (2 моль + 3 моль)
Мольна частка води = 2/5
Таким чином, мольна частка води в цій суміші становитиме 2/5.
Щоб потренуватися та закріпити поняття мольної частки, важливо виконувати вправи, які передбачають обчислення кількості молей та мольних часток у різних речовинах та сумішах. З практикою стає легше розуміти та застосовувати ці поняття до вирішення хімічних задач.
Мольна частка: як її розраховують, приклади, вправи
A мольна частка — це спосіб вираження концентрації елементів, присутніх у сполуці, або концентрації сполуки в суміші.
Мольна частка елементів сполуки визначається як частка між кількістю молей кожного з різних елементів, присутніх у сполуці, та загальною кількістю їх молей.
Наприклад: якщо сполука містить елемент A та елемент B, то мольна частка A дорівнює кількості молей A, поділеній на кількість молей A плюс кількість молей B. Аналогічно, для мольної частки B виконується та сама операція, але з урахуванням кількості молей B у чисельнику.
Цю операцію представлено на зображенні вище. Сума мольних часток дорівнює 1 (одиниці). Мольна частка – це безрозмірне число. Багато законів можна виразити через них, наприклад, закон Дальтона.
Особливості та символ
Значення мольної частки не залежить від температури та в ідеальній газовій суміші може бути використане для розрахунку парціального тиску кожного з газів, присутніх у газовій суміші, як зазначено в законі Дальтона.
Мольна частка зазвичай представлена або символізована великою літерою X (X), праворуч, як нижній індекс, ставиться символ елемента або формула сполуки, якщо у вас суміш сполук.
Як це розраховується
Якщо відома кількість молей кожного з елементів, що входять до складу даної сполуки, то додавання молей елементів може отримати загальну кількість молей, що існують у сполуці.
Отже, щоб отримати мольну частку кожного елемента, кількість його молей ділиться на загальну кількість молей, присутніх у сполуці. Сума значень мольних часток різних елементів дорівнює одиниці (1).
Приклади
Нижче наведено приклади використання мольної частки.
Приклад 1
Моляльність розчину, виражена в молях розчиненої речовини на кілограм води, можна перетворити на мольну частку розчиненої речовини. Для цього перетворіть 1.000 г води на молі води, просто поділивши масу 1.000 г води на молекулярну масу води (18 г/моль).
Потім, поділивши кількість молей розчиненої речовини на кількість молей води плюс кількість молей розчиненої речовини, отримаємо мольну частку розчиненої речовини.
Наприклад, речовина А має моляльність 0,03 м. Це означає, що в одному кілограмі води розчинено 0,3 моля А. Один кілограм води відповідає 55,55 молям води (1.000 г ± 18 г/моль). Отже, мольна частка А стає:
X (A) або X A = 0,03 ÷ (55,55 + 0,03)
= 0,0005398 або 5,39810 -4
Приклад 2
Розрахунок парціального тиску газів на основі їх мольних часток. Закон парціального тиску був сформульований Дальтоном і стверджує, що в суміші газів кожен газ чинить свій тиск так, ніби він займає весь об'єм суміші.
Загальний тиск газової суміші – це сума тисків, що діють окремо на кожен з газів, що входять до складу газової суміші.
Атмосфера складається переважно із суміші чотирьох газів: азоту, кисню, вуглекислого газу та водяної пари, кожен з яких окремо чинить наступний парціальний тиск:
Азот: 596 мм рт. ст.
Кисень: 158 мм рт. ст.
Вуглекислий газ: 0,3 мм рт. ст.
Водяна пара: 5,7 мм рт. ст.
Що дає значення атмосферного тиску 760 мм рт. ст. Використовуючи ці тиски газів, можна розрахувати такі значення їх мольних часток:
азот
X N2 = 596 мм рт. ст. / 760 мм рт. ст.
= 0,7842
Кисень
X O2 = 158 мм рт. ст. / 760 мм рт. ст.
= 0,2079
Вуглекислий газ
X CO2 = 0,3 мм рт. ст. / 760 мм рт. ст.
= 0,00039
пар
X H2O = 5,7 мм рт. ст. / 760 мм рт. ст.
= 0,075
І навпаки, парціальний тиск кожного з газів, присутніх у суміші, можна розрахувати, помноживши значення його мольної частки на загальний тиск, що чиниться газовою сумішшю.
Вправи
Вправа 1
Яка мольна частка суміші метанолу (CH 3 OH) та вода (H 2 O) розчин, що містить 145 г CH 3 OH та 120 г H 2 Молекулярні маси: C H 3 OH = 32 г/моль та вода = 18 г/моль.
Спочатку обчислюємо молі метанолу та води:
Молей CH 3 OH = 145 г · 1 моль CH 3 OH ÷ 32 г CH 3 OH
= 4,53 молі CH 3 OH
Молів H 2 O = 120 г · 1 моль H 2 O ÷ 18 г H 2 O
= 6,67 моль de H2O
Потім обчислюємо загальну кількість молей:
Загальна кількість молей CH 3 ОН та Н 2 O = 4,53 + 6,67
= 11,2 молі
І таким чином визначаємо мольні частки метанолу та води:
Х (СН 3 OH) = 4,53 моль / 11,2 моль
= 0,404
Х (Н 2 O) = 6,67 моль / 11,2 моль
= 0,596
Вправа 2
Суміш 1,56 молей азоту (N 2 ) та 1,2 моля кисню (O 2 ) чинить тиск 0,8 атмосфери (атм). Обчисліть парціальний тиск, що чиниться кожним із газів.
Першим кроком у розв'язанні задачі є обчислення мольних часток газів. На другому кроці парціальний тиск, що створюється газами, отримується шляхом множення їхньої мольної частки на загальний тиск, що створюється газовою сумішшю.
Мольна частка азоту:
X N2 = 1,56 моля / (1,56 моля + 1,2 моля)
= 0,565
Молярна частка кисню:
X O2 = 1,2 моля / (1,56 моля + 1,2 моля)
= 0,435
І нарешті, обчислюємо парціальні тиски кожного газу:
P N2 = X N2 · П T
= 0,565 · 0,8 атм
= 0,452 атм
P O2 = X O2 · П t
= 0,435 · 0,8 атм
= 0,348 атм
Вправа 3
Яка мольна частка формальдегіду (CH 2 O), якщо 23 г сполуки розчинити у 4 молях чотирихлористого вуглецю (CCl 4 )? Молекулярна маса CH 2 O = 30,03 г/моль.
Спочатку обчислюємо молі формальдегіду:
CH Moles 2 O = 23 г CH 2 O · 1 моль CH 2 O ÷ 30,03 г CH 2 S
= 766 моль
А для другого обчислюємо мольну частку:
X СН2ОН = 0,766 моль CH 2 OH / (0,766 моль CH 2 OH + 4 молі CCl 4 )
= 0,161
Список літератури
- Віттен, Девіс, Пек та Стенлі. (2008). хімія . (8-е видання). CENGAGE Learning.
- Гельменстін, Енн Марі, доктор філософії (11 лютого 2020 р.). Що таке мольна частка? Отримано з: thoughtco.com
- Вікіпедія. (2020). Мольна частка. Отримано з: en.wikipedia.org
- Фонд CK-12. (16 жовтня 2019 р.). Мольна частка. Chemistry LibreTexts. Отримано з: chem.libretexts.org
- Кріс Дезіель. (12 листопада 2018 р.). Як розрахувати молярну частку. Отримано з: sciencing.com