โมลาริตี: ความเข้มข้นหน่วยการคำนวณแบบฝึกหัด - เคมี - 2025

molarityคือความเข้มข้นของการแก้ปัญหาที่แสดงออกในโมลของตัวถูกละลายต่อลิตรของการแก้ปัญหา เรียกโดยย่อว่า M และแสดงความสัมพันธ์ระหว่างมวลของตัวถูกละลายและปริมาตรของสารละลาย (m / v) แม้ว่าในรูปแบบดั้งเดิมความสัมพันธ์นี้จะแสดงเป็นน้ำหนักต่อปริมาตร

โมลคือจำนวนอะตอมหรือโมเลกุลที่มีอยู่ในน้ำหนักอะตอมหรือโมเลกุล แสดงเป็นกรัม / โมล หนึ่งโมลเท่ากับ 6.02 · 10 ²³อะตอมหรือโมเลกุลเรียกว่าจำนวนของ Avogadro

สูตรโมลาริตี ที่มา: Gabriel Bolívar

มีวิธีอื่นในการแสดงความสัมพันธ์ระหว่างมวลของตัวถูกละลายและปริมาตร ได้แก่ : ความสัมพันธ์เปอร์เซ็นต์ระหว่างมวลของตัวถูกละลายกับปริมาตรของสารละลายและความเป็นปกติ ค่าหลังแสดงเป็นจำนวนเทียบเท่าของตัวถูกละลายต่อลิตรของสารละลาย

ในขณะเดียวกัน molality ซึ่งกำหนดเป็นจำนวนโมลต่อกิโลกรัมของตัวทำละลายโดยปกติน้ำจะแสดงความสัมพันธ์ระหว่างมวลของตัวถูกละลายและมวลของตัวทำละลาย (m / m)

รูปแบบของการแสดงออกของความเข้มข้นของสารละลายในส่วนต่อล้าน (ppm) เป็นการแสดงความสัมพันธ์ระหว่างส่วนหนึ่งของตัวถูกละลายกับหนึ่งล้านส่วนของสารละลายโดยทั่วไปจะใช้เพื่อแสดงความสัมพันธ์ระหว่างมวลกับมวล (m / m) แต่คุณสามารถแสดงความสัมพันธ์ของปริมาณมวล (m / v)

ความเข้มข้นของโมลนอกจากจะแสดงเป็นโมลต่อลิตรแล้วยังสามารถแสดงเป็นมิลลิโมลต่อลิตร (สารละลายมิลลิโมลาร์) micromoles / ลิตร (สารละลาย micromolar); เป็นต้น

ปัญหาโมลาริตีสามารถแก้ไขได้โดยใช้วิธีการวิเคราะห์และโดยใช้ "กฎสาม" การเลือกวิธีจะขึ้นอยู่กับทักษะที่คุณมีในการใช้วิธีใดวิธีหนึ่ง

ความเข้มข้นของกราม

ใช้เพื่อแสดงความเข้มข้นของตัวถูกละลายในปริมาตรที่กำหนด

M = n / V (1)

โดยที่ M เท่ากับโมลาริตี n คือจำนวนโมลและ V คือปริมาตรของสารละลาย ดังนั้นโมลาริตีของสารละลายคือจำนวนโมลของตัวถูกละลายต่อปริมาตรของสารละลายที่แสดงเป็นลิตร

ในทางกลับกันจำนวนโมลคือ

n = ม. / น. (2)

โดยที่ m มวลของตัวถูกละลายที่ละลายและ PM มวลโมลาร์ของมัน

การแทนที่ (2) ใน (1):

M = (ม. / น.) / V

หน่วย

หน่วยในระบบระหว่างประเทศเพื่อความเข้มข้นของฟันกรามเป็นโมล / m 3 สิ่งนี้สอดคล้องกับสารละลายมิลลิโมลาร์เนื่องจากหนึ่ง m ³เท่ากับ 1,000 ลิตร ในสาขาเคมีและชีววิทยาความเข้มข้นของโมลมักแสดงเป็นโมล / ลิตร หน่วยนี้แสดงด้วย M (อักษรตัวใหญ่)

สารละลายหนึ่งโมล / ลิตรเทียบเท่ากับสารละลาย M สารละลาย^10-3โมล / ลิตรเท่ากับ 1mM (มิลลิโมลาร์); และสารละลาย 10 ^-6โมล / ลิตรเทียบเท่ากับ 1 µM (micromolar)

วิธีการคำนวณโมลาริตี

สะดวกในการใช้นิพจน์ที่ระบุข้างต้นเนื่องจากสิ่งนี้ทำให้มั่นใจได้ว่าผลลัพธ์ของการใช้สูตรจะมีหน่วยเป็นโมล / ลิตรซึ่งเป็นคำจำกัดความของความเข้มข้นของโมลาร์

จากนั้นในการคำนวณโมลาริตีของสารละลายจำเป็นต้องแสดงความเข้มข้นของตัวถูกละลายในหน่วย g / L จากนั้นหาน้ำหนักโมเลกุลของตัวถูกละลาย (g / mol) และหาอัตราส่วนระหว่างความเข้มข้นและน้ำหนักโมเลกุล ผลลัพธ์ที่ได้คือโมลาริตีแสดงเป็นโมล / ลิตร

เปลี่ยนจากโมลาริตีเป็นโมลาลิตี

ข้อมูลที่จำเป็นในการเปลี่ยนจากโมลาริตีไปเป็นโมลาลิตีคือการทราบความหนาแน่นของสารละลาย สิ่งนี้ช่วยให้ทราบมวลของสารละลายซึ่งเป็นข้อกำหนดที่จำเป็นสำหรับการคำนวณโมลลิลลิตี้

ขั้นแรก

ก่อนอื่นคุณต้องเปลี่ยนจากความเข้มข้นของฟันกรามเป็นกรัม / ลิตร ในการทำเช่นนี้เพียงแค่คูณโมลาริตีของสารละลายด้วยน้ำหนักโมเลกุลของตัวถูกละลาย

กรัม / ลิตรของตัวถูกละลาย = โมลาริตี (โมล / ลิตร) ·น้ำหนักโมเลกุลของตัวถูกละลาย (กรัม / โมล)

ทำให้ได้มวลของตัวถูกละลายในสารละลาย 1 ลิตร

ขั้นตอนที่สอง

จากนั้นจึงจำเป็นต้องคำนวณมวลของสารละลาย สำหรับสิ่งนี้จะใช้ความหนาแน่นเท่ากัน ความหนาแน่นมักแสดงเป็นกรัม / ลูกบาศก์เซนติเมตรหรือมิลลิลิตร

มวลของสารละลาย (g) = ปริมาตรของสารละลาย (มล.) ความหนาแน่น (g / mL)

ขั้นตอนที่สาม

การได้รับมวลของตัวทำละลาย เนื่องจากมวลของสารละลายเท่ากับมวลของตัวถูกละลายบวกกับมวลของตัวทำละลายเพื่อให้ได้มวลหลังจึงเพียงพอที่จะลบมวลของตัวถูกละลาย (ขั้นตอนที่ 1) ออกจากมวลของสารละลาย (ขั้นตอนที่ 2)

ขั้นตอนที่สี่

สุดท้ายมวลตัวถูกละลาย (g) ของสารละลายจะต้องถูกถ่ายโอนไปยังมวลตัวถูกละลายที่สอดคล้องกับตัวทำละลาย 1,000 กรัมหรือ 1 กิโลกรัม ในการทำเช่นนี้ก็เพียงพอแล้วที่จะใช้กฎง่ายๆของสามหรือการดำเนินการทางคณิตศาสตร์ที่เทียบเท่ากัน

ขั้นตอนที่ห้า

หารกรัมของตัวถูกละลาย / ตัวทำละลาย 1,000 กรัมด้วยน้ำหนักโมเลกุลของตัวถูกละลาย (g / mol) เพื่อให้ได้โมลาลิตี้ของสารละลาย

ตัวอย่างตัวเลข

สารละลายกลูโคส 3 M (น้ำหนักโมเลกุล 180 g / mol) มีความหนาแน่น 1.15 g / mL คำนวณโมลาลิตี้ของสารละลายนี้

ก่อนอื่นเราคำนวณกรัมของกลูโคสที่ละลายในสารละลายหนึ่งลิตร:

g / L = 3 โมล / L 180 g / mol

= 540 ก. / ล

ต่อไปเราคำนวณมวลของสารละลายจากความหนาแน่น:

g ของสารละลาย (มวล) = 1,000 mL 1.15 g / mL

= 1,150 ก

มวลของตัวทำละลายได้รับจากความแตกต่าง:

มวลของตัวทำละลาย = มวลของสารละลาย - มวลของตัวถูกละลาย

= 1,150 ก. - 540 ก

= 610 ก

แต่ 610 กรัมไม่ใช่ตัวทำละลาย 1,000 กรัมตามที่กำหนดโดยคำจำกัดความของโมลาลิตี้ ดังนั้นจึงต้องคำนวณว่าน้ำตาลกลูโคสละลายได้กี่กรัมในตัวทำละลาย 1,000 กรัม:

มวลของตัวถูกละลาย = 540 กรัมตัวถูกละลาย (ตัวทำละลาย 1,000 กรัม / ตัวทำละลาย 610 กรัม)

= 885.25 ก

และในที่สุดโมลจะคำนวณโดยการคืนกรัมเป็นโมล:

Molality = (885.25 g ของตัวถูกละลาย / 180 g / mol)

= 4.92 โมลตัวทำละลาย / กก. ของตัวทำละลาย

= 4.92 ม

แก้ไขปัญหาแล้ว

ปัญหา 1

ต้องใช้ cupric sulfate เท่าไหร่ในการเตรียมสารละลาย 0.4 M 500 มล. แสดงผลลัพธ์เป็นกรัม น้ำหนักโมเลกุลของ cupric sulfate (CuSO ₄ ): 160 g / mol

ก่อนอื่นเราจะพิจารณาโมลที่ต้องละลายในสารละลายดังกล่าว:

M = n / V

n = M V.

n = (0.4 โมล / ลิตร) 0.5 ล

= 0.2 โมล

เมื่อทราบจำนวนโมลของคิวพริกซัลเฟตมวลของมันสามารถรับได้

n = ม. / น

m = น้ำหนักโมเลกุล

m = 0.2 โมล 160 กรัม / โมล

= 32 กรัมของ CuSO ₄

นั่นคือเกลือ 32 กรัมต้องละลายในตัวทำละลาย 500 มล.

ปัญหา 2

ต้องใช้สารละลายในปริมาตรเท่าใดเพื่อที่เมื่อ 0.4 โมลของตัวถูกละลายละลายจะมีความเข้มข้น 0.25 M?

ปริมาตรของสารละลายได้มาจากแนวคิดเรื่องโมลาริตี

M = n / V

V = n / M

V = 0.4 โมล / (0.25 โมล / L)

= 1.6 ล

หมายความว่าสารละลายต้องมีปริมาตร 1.6 ลิตรเพื่อให้ได้ความเข้มข้น 0.25 ม.

ปัญหา 3

โซเดียมไฮดรอกไซด์ (NaOH) มวล 8 กรัมละลายในสารละลาย 60 กรัมที่มีความหนาแน่น 1.6 กรัม / มิลลิลิตร โมลาริตีของสารละลายจะเป็นอย่างไร? น้ำหนักโมเลกุลของโซเดียมไฮดรอกไซด์: 40 ก. / โมล

ต้องคำนวณโมลของ NaOH ก่อน:

n = ม. / น

= โซเดียมไฮดรอกไซด์ 8 กรัม / (40 ก. / โมล)

= 0.2 โมล

ตอนนี้เราดำเนินการคำนวณปริมาตรของสารละลาย:

m = V ง

v = 60 ก. / (1.6 ก. / มล.)

v = 37.5 มล

เพื่อให้ได้โมลาริตีต้องวางปริมาตรของสารละลายเป็นลิตร:

V = 37.5 มล. ^10-3 L / mL

= 0.0375 ล

M = 0.2 โมล / 0.0375 L

5.33 โมล / ลิตร

5.33 ม

ปัญหา 4

คำนวณโมลาริตีของสารละลายกรดไฮโดรคลอริก (HCl) ที่มีความหนาแน่น 1.25 g / mL และความเข้มข้น 35% โดยแสดงมวล / มวล น้ำหนักโมเลกุลของกรดไฮโดรคลอริก: 36.5 กรัม / โมล

กำหนดมวลของกรดไฮโดรคลอริก 35%

m = V ง

m = 1,000 มล. 1.25 ก. / มล

= 1,250 ก

แต่ไม่ใช่ทุกอย่างที่เป็น HCl นอกจากนี้ยังมีน้ำ:

มวล HCl = 1,250 กรัม (35/100)

= 437.5 ก

ซึ่งเหมือนกับที่บอกว่าในสารละลาย HCl 35% หนึ่งลิตรมี HCl 437.5 กรัม

จากนั้นจะคำนวณโมลของ HCl เพื่อกำหนดโมลาริตีทันที:

n = ม. / น

n = (437.5 ก. / ล.) / (36.5 ก. / โมล)

= 11.98 โมล / ลิตร

โมลาริตี = 11.98 ม

ปัญหาที่ 5

คำนวณโมลาริตีของสารละลายที่มี NaCl 5 กรัมในสารละลาย 2 ลิตร น้ำหนักโมเลกุลของโซเดียมคลอไรด์: 58.5 ก. / โมล

คุณสามารถรับโมล / L ของ NaCl ได้ในขั้นตอนเดียว:

โมลาริตี = (สารละลาย NaCl / 2 L 5 กรัม) x (NaCl 1 โมล / 58.5 กรัม NaCl)

= 0.043 โมล / ลิตร

โมลาริตี = 0.043 ม

ขั้นตอนอื่นอาจเป็น:

g / L NaCl = 5 ก. / 2 L

= 2.5 ก. / ล

โมล / L = (2.5 g / L) / (58.5 g / mol)

= 0.043 โมล / ลิตร

= 0.043 ม

อ้างอิง

1. Rodríguez, M. (2007). เคมี. มูลนิธิบรรณาธิการซาเลเซียน
2. Whitten, Davis, Peck & Stanley (2008) เคมี. (ฉบับที่ 8) CENGAGE การเรียนรู้
3. วิกิพีเดีย (2019) molarity สืบค้นจาก: es.wikipedia.org
4. Atarés Huerta (เอสเอฟ) Molarity และ molality. . กู้คืนจาก: riunet.upv.es
5. Softchools (2019) สูตรโมลาริตี ดึงมาจาก: softschools.com