Innehåll
En lösning är en blandning av föreningar varigenom en av dem - det lösta ämnet - distribueras över det andra, känt som lösningsmedlet. Lösningsmedlet är alltid den förening som utgör den största delen av blandningen, och i huvuddelen av verkliga situationer är lösningsmedlet vatten. Egenskaperna hos en lösning förändras med koncentrationen av lösta ämnen, så kemister behöver koncentrationsenheter för att mäta den. Den viktigaste koncentrationsenheten är molaritet, vilket är antalet mol löst ämne per liter lösning. Molaritet betecknas med ett kapital M, och M i kemi betyder följande:
Molaritet (M) = (mol löst) ÷ (liter lösning).
För att beräkna antalet mol i en lösning behöver du två informationsbitar som du kan behöva dra ifrån andra data. Den första är den kemiska formeln för det lösta ämnet, och det andra är massan för det lösta ämnet. Du beräknar sedan molaritet genom att mäta lösningens volym, omvandla den till liter och dela upp detta antal i antalet mol.
Vad är en mullvad?
Päls som gräver djur åt sidan, är molen en av de centrala mätenheterna i kemi. Det är baserat på Avogadros-numret, som är 6,02 x 1023. Detta är antalet atomer i ett prov av kol-12 som väger exakt 12.000 gram. Samma antal partiklar av någon annan förening är en mol av den föreningen. En mol av vilken förening som helst har en karakteristisk massa i gram, som råkar vara exakt densamma som dess atommassa i atommasseenheter (amu). Till exempel är vätets atommassa 1,008 amu, så en mol väte väger 1,008 gram.
Du kan leta upp atommassor i den periodiska tabellen och du kan beräkna molekylmassan för en förening baserat på dess kemiska formel. När du väl känner till en förenings atommassa, känner du omedelbart massan för en mol av den föreningen (molmassa). Om du har ett prov av föreningen till hands, bara väga den och dela med molvikten för att hitta det antal mol du har.
Exempel: Ett prov av natriumhydroxid (NaOH) väger 32 gram. Hur många mol är det här?
Från det periodiska systemet ser du att atommassorna av natrium, syre och väte är 22.990, 15.999 respektive 1.008 amu. Avrundningen till ett helt antal är deras molära massor 23, 16 respektive 1 gram. Tillsätt dessa för att få den molära massan av natriumhydroxid, som visar sig vara 40 gram. Dela upp detta nummer i det belopp du har till hands för att hitta antalet mol:
32 g / 40 g = 0,8 mol.
Hur man hittar molaritet
Så länge du har ett sätt att mäta massan på ett lösta ämne, kan du beräkna dess molaritet genom att mäta lösningens volym. Var försiktig här, eftersom molaritet alltid uttrycks som mol / liter, så om du mäter volym i andra enheter måste du konvertera till liter. Här är några konverteringsfaktorer som du finner användbara:
1 liter = 0,001 kubikmeter = 1 000 ml = 0,264 amerikanska gallon = 33,81 fluidum.
Ett exempel
Du häller 12 gram salt (NaCl) i en bägare som innehåller 20 uns vatten. Vad är molariteten hos salt i lösningen?
Du kan lösa detta problem i tre enkla steg:
Avrundning till en decimal, massan för en mol natrium (Na) är 23,0 gram och klor (Cl) är 35,5 gram, så en mol NaCl har en massa av 58,5 gram. Du har 12 gram, vilket motsvarar 12 / 58,5 = 0,21 mol.
Om 33,81 ounces är samma som 1 liter, är 20 ounces lika med 20 / 33,81 = 0,59 liter.
Dela antalet mol NaCl med volym av lösningen för att få molaritet.
0,21 mol ÷ 0,59 liter =
0,356 M.