Innehåll
- TL; DR (för lång; läste inte)
- Definition av en mullvad
- Använda Mole Fraction Equation
- Mollfraktionsexempel Problem
Vid analys av lösningar mäter kemister koncentrationer av komponenter i mol. Molfraktionen av ett löst ämne är förhållandet mellan antalet mol av det lösta ämnet och det totala antalet mol löst ämne och lösningsmedel i lösning. Eftersom det är ett förhållande mellan mol och mol är molfraktionen ett måttfritt antal, och naturligtvis är det alltid mindre än ett.
Molfraktionens formel är enkel. I vilken lösning som helst är molfraktionen av löst A = (mol A) ÷ (total mol) och molfraktionen av lösningsmedlet = (mol lösningsmedel) ÷ (total mol). I vissa situationer kanske du inte får antalet mullvader direkt. Du kan beräkna det om du känner till de kemiska formlerna för föreningarna och deras vikter eller volymer. För att göra detta hjälper det att veta vad en mullvad är.
TL; DR (för lång; läste inte)
Molfraktionsformeln för en lösning som innehåller en eller flera lösta ämnen är: Molfraktion av varje löst ämne = Antal mol av det lösta ämnet dividerat med det totala antalet mol av alla lösta ämnen och lösningsmedlet.
Definition av en mullvad
Varje element i det periodiska systemet har en karakteristisk massa, och i kraft av detta har varje förening också en karakteristisk massa. På atomnivån mäts massan i atommasseenheter, men kemister behöver ett sätt att uttrycka massa i makroskopiska termer. För detta ändamål definierar de en mol av alla element eller föreningar som Avogadros-nummer (6.022 × 1023) av atomer eller molekyler. Massan för dessa många partiklar, mätt i gram, är samma antal som molekylmassan, mätt i atommasseenheter.
Definitionen av en mol är alltså massan för alla föreningar, mätt i gram, som är lika med massorna för komponentelementen mätt i atommasseenheter. För att beräkna antalet mol för en förening du har till hands delar du massan med massan på en mol av föreningen, som du kan beräkna från periodiska tabellen.
Använda Mole Fraction Equation
Molfraktionsformeln är särskilt lätt att förstå och använda om du råkar känna antalet mol för alla lösta ämnen och lösningsmedlet.Anta till exempel att du har 2 mol koltetraklorid (CCl4), 3 mol bensen (C6H6) och 4 mol aceton (C3H6O). Det totala antalet mol i lösning är 9. Molfraktionsekvationen säger att molfraktionen koltetraklorid är 2/9 = 0,22. På liknande sätt är molfraktionen av bensen 3/9 = 0,33 och molfraktionen av aceton är 4/9 = 0,44.
Saker blir mer komplicerade om du bara vet massan för en eller flera komponenter i en lösning, men bara lite mer. Allt du behöver göra är att konvertera komponentens massa till antal mol och det är ett enkelt aritmetiskt problem, så länge du känner till den kemiska formeln.
Mollfraktionsexempel Problem
Anta att du löser upp 77 gram koltetraklorid (CCl4) i 78 gram aceton (C3H6O). Vilka är molfraktionerna för varje förening i lösningen?
Motstå lusten att dela massan av koltetraklorid med massan av aceton. Eftersom de är nästan desamma, skulle resultatet vara 0,5 för varje förening, och det skulle ge ett felaktigt resultat för aceton. Först måste du konvertera massorna till antalet mol i varje förening, och för att göra det måste du leta upp atommassorna för vart och ett av elementen i den periodiska tabellen.
Atommassan av kol är 12,0 amu (avrundning till en decimal) och den för klor är 35,5 amu, så en mol koltetraklorid väger 154 gram. Du har 77 gram, vilket är 77/154 = 0,5 mol.
Observera att atomens massa väte är 1 amu och syrgas är 16 amu, den molära massan av aceton är 58 gram. Du har 78 gram, vilket är 1,34 mol. Det betyder att det totala antalet mol i lösning är 1,84. Nu är du redo att beräkna molfraktioner med hjälp av molfraktionsekvationen.
Molfraktion av koltetraklorid = 0,5 mol / 1,84 mol = 0,27
Molfraktion av aceton = 1,34 mol / 1,84 mol = 0,73