Как найти моли если даны литры

Была ли эта статья полезной?

В уроке 15 «Моляльность и молярность» из курса «Химия для чайников» рассмотрим понятия растворитель и растворенное вещество научимся выполнять расчет молярной и моляльной концентрации, а также разбавлять растворы. Невозможно объяснить что такое моляльность и молярность, если вы не знакомы с понятием моль вещества, поэтому не поленитесь и прочитайте предыдущие уроки. Кстати, в прошлом уроке мы разбирали задачи на выход реакции, посмотрите если вам интересно.

Химикам нередко приходится работать с жидкими растворами, так как это благоприятная среда для протекания химических реакций. Жидкости легко смешивать, в отличие от кристаллических тел, а также жидкость занимает меньший объем, по сравнению с газом. Благодаря этим достоинствам, химические реакции могут осуществляться гораздо быстрее, так как исходные реагенты в жидкой среде часто сближаются и сталкиваются друг с другом. В прошлых уроках мы отмечали, что вода относится к полярным жидкостям, и потому является неплохим растворителем для проведения химических реакций. Молекулы H₂O, а также ионы H⁺ и OH^—, на которых вода диссоциирована в небольшой степени, могут способствовать запуску химические реакций, благодаря поляризации связей в других молекулах или ослаблению связи между атомами. Вот почему жизнь на Земле зародилась не на суше или в атмосфере, а именно в воде.

Растворитель и растворенное вещество

Раствор может быть образован путем растворения газа в жидкости или твердого тела в жидкости. В обоих случаях жидкость является растворителем, а другой компонент — растворенное вещество. Когда раствор образован путем смешивания двух жидкостей, растворителем считается та жидкость, которая находится в большем количестве, иначе говоря имеет бОльшую концентрацию.

Расчет концентрации раствора

Молярная концентрация

Концентрацию можно выражать по разному, но наиболее распространенный способ — указание его молярности. Молярная концентрация (молярность) — это число молей растворенного вещества в 1 литре раствора. Единица молярности обозначается символом M. Например два моля соляной кислоты на 1 литр раствора обозначается 2 М HCl. Кстати, если на 1 литр раствора приходится 1 моль растворенного вещества, тогда раствор называется одномолярным. Молярная концентрация раствора обозначается различными символами:

• cx, Смx, [x], где x — растворенное вещество

Формула для вычисления молярной концентрации (молярности):

• См = n/V, моль/л

где n — количество растворенного вещества в молях, V — объем раствора в литрах.

Пару слов о технике приготовления растворов нужной молярности. Очевидно, что если добавить к одному литру растворителя 1 моль вещества, общий объем раствора будет чуть больше одного литра, и потому будет ошибкой считать полученный раствор одномолярным. Чтобы этого избежать, первым делом добавляем вещество, а только потом доливаем воду, пока суммарный объем раствора не будет равным 1 л. Полезно будет запомнить приближенное правило аддитивности объемов, которое гласит, что объем раствора приближенно равен сумме объемов растворителя и растворенного вещества. Растворы многих солей приближенно подчиняются данному правилу.

Пример 1. Химичка дала задание растворить в литре воды 264 г сульфата аммония (NH₄)₂SO₄, а затем вычислить молярность полученного раствора и его объем, основываясь на предположении об аддитивности объемов. Плотность сульфата аммония равна 1,76 г/мл.

Решение:

Определим объем (NH₄)₂SO₄ до растворения:

• 264 г / 1,76 г/мл = 150 мл = 0,150 л

Пользуясь правилом аддитивности объемов, найдем окончательный объем раствора:

• 1,000 л + 0,150 л = 1,150 л

Число молей растворенного сульфата аммония равно:

• 264 г / 132 г/моль = 2,00 моля (NH4)2SO4

Завершающий шаг! Молярность раствора равна:

• 2,000 / 1,150 л = 1,74 моль/л, т.е 1,74 М (NH₄)₂SO₄

Приближенным правилом аддитивности объемов можно пользоваться только для грубой предварительной оценки молярности раствора. Например, в примере 1, объем полученного раствора на самом деле имеет молярную концентрацию равную 1,8 М, т.е погрешность наших расчетов составляет 3,3%.

Моляльная концентрация

Наряду с молярностью, химики используют моляльность, или моляльную концентрацию, в основе которой учитывается количество использованного растворителя, а не количество образующегося раствора. Моляльная концентрация — это число молей растворенного вещества в 1 кг растворителя (а не раствора!). Моляльность выражается в моль/кг и обозначается маленькой буквой m. Формула для вычисления моляльной концентрации:

• m = n/m

где n — количество растворенного вещества в молях, m — масса растворителя в кг

Для справки отметим, что 1 л воды = 1 кг воды, и еще, 1 г/мл = 1 кг/л.

Пример 2. Химичка попросила определить моляльность раствора, полученного при растворении 5 г уксусной кислоты C₂H₄O₂ в 1 л этанола. Плотность этанола равна 0,789 г/мл.

Решение:

Число молей уксусной кислоты в 5 г равно:

• 5,00 г / 60,05 г/моль = 0,833 моля C₂H₄O₂

Масса 1 л этанола равна:

• 1,000 л × 0,789 кг/л = 0,789 кг этанола

Последний этап. Найдем моляльность полученного раствора:

• 0,833 моля / 0,789 кг растворителя = 0,106 моль/кг

Единица моляльности обозначается Мл, поэтому ответ также можно записать 0,106 Мл.

Разбавление растворов

В химической практике часто занимаются разбавлением растворов, т.е добавлением растворителя. Просто нужно запомнить, что число молей растворенного вещества при разбавлении раствора остается неизменным. И еще запомните формулу правильного разбавления раствора:

• Число молей растворенного вещества = c1V1 = c2V2

где с1 и V1 — молярная концентрация и объем раствора до разбавления, с2 и V2 — молярная концентрация и объем раствора после разбавления. Рассмотрите задачи на разбавление растворов:

Пример 3. Определите молярность раствора, полученного разбавлением 175 мл 2,00 М раствора до 1,00 л.

Решение:

В условие задача указаны значения с1, V1 и V2, поэтому пользуясь формулой разбавления растворов, выразим молярную концентрацию полученного раствора с2

• с2 = c1V1 / V2 = (2,00 М × 175 мл) / 1000 мл = 0,350 М

Пример 4 самостоятельно. До какого объема следует разбавить 5,00 мл 6,00 М раствора HCl, чтобы его молярность стала 0,1 М?

Ответ: V2 = 300 мл

Без сомнения, вы и сами догадались, что урок 15 «Моляльность и молярность» очень важный, ведь 90% все лабораторных по химии связаны с приготовлением растворов нужной концентрации. Поэтому проштудируйте материал от корки до корки. Если у вас возникли вопросы, пишите их в комментарии.

Как рассчитать молярность раствора

4 методика:Вычисление молярности, если даны моли и объемВычисление молярности, если даны масса и объемВычисление молярности, если даны моли и миллилитрыДополнительная практическая задача

Молярность описывает соотношение между молями растворенного вещества и объемом раствора. Чтобы получить подробное представление о том, как найти молярность раствора, когда даны моли, литры, граммы и/или миллилитры, читайте далее.

Шаги

Метод 1 из 4: Вычисление молярности, если даны моли и объем

1. 
   1
   Выучите основную формулу для вычисления молярности. Молярность равна количеству молей вещества, поделенному на объем раствора в литрах.[1] Следовательно, ее можно записать в следующем виде: молярность = моли растворенного вещества / литры раствора
2. Пример: какова молярность раствора, содержащего 0,75 моль NaCl в 4,2 литрах?
3. 
   2
   Проанализируйте пример. Нахождение молярности требует от вас знания количества молей и литров. Если в задаче даны оба этих значения, никаких предварительных расчетов делать не нужно.
4. Пример:
5. Моли = 0,75 моль NaCl
6. Объем = 4,2 л
7. 
   3
   Разделите количество молей на количество литров. Получившееся соотношение даст вам количество молей на литр раствора, также известное как молярность.
8. Пример: молярность = моли растворенного вещества / литры раствора = 0,75 моль / 4,2 л = 0,17857142
9. 
   4
   Запишите ответ. Округлите получившееся число до сотых или тысячных, в зависимости от требований вашего преподавателя. Когда вы записываете ответ, сокращайте “молярность” буквой “M” и указывайте химическую формулу растворенного вещества.
10. Пример: 0,179 M NaCl

Метод 2 из 4: Вычисление молярности, если даны масса и объем

1. 
   1
   Выучите основную формулу для вычисления молярности. Молярность выражает отношение количества молей растворенного вещества к литрам раствора, или его объему. В виде формулы молярность выражается следующим образом: молярность = моли растворенного вещества / литры раствора
2. Пример: какова молярность раствора, полученного растворением 3,4 г KMnO4 в 5.2 л воды?
3. 
   2
   Проанализируйте задачу. Чтобы найти молярность, необходимо знать количество молей и количество литров. Если количество молей не задано, но есть количество объем раствора и масса растворенного вещества, то для того, чтобы продолжить решение, вам нужно рассчитать количество молей растворенного вещества.
4. Пример:
5. Масса = 3,4 г KMnO4
6. Объем = 5,2 л
7. 
   3
   Найдите молярную массу растворенного вещества. Чтобы найти число молей, зная массу, или граммы, использованного растворенного вещества, вы должны сначала определить его молярную массу. Это можно сделать, сложив отдельные молярные массы всех элементов, входящих в состав растворенного вещества. Найдите молярные массы элементов с помощью таблицы Менделеева.[2]
8. Пример:
9. Молярная масса K = 39,1 г
10. Молярная масса Mn = 54,9 г
11. Молярная масса O = 16,0 г
12. Общая молярная масса = K + Mn + O+ O +O + O = 39,1+ 54,9 + 16,0 + 16,0 + 16,0 + 16,0 =158,0 г
13. 
    4
    Пересчитайте граммы в моли. Теперь, когда у вас есть молярная масса растворенного вещества, вам нужно разделить количество грамм на растворенного вещества на его формульную (молярную) массу.
14. Пример: граммы растворенного вещества /молярная масса растворенного вещества =3,4 г / 158 г/моль = 0,0215 моль
15. 
    5
    Разделите количество молей на количество литров. Теперь, когда у вас есть количество молей, вы можете разделить это значение на количество литров раствора для того, чтобы найти молярность.
16. Пример: молярность = моли растворенного вещества / литры раствора = 0,0215 моль /5,2 л = 0,04134615
17. 
    6
    Запишите полученный ответ. Следует округлить число до такого количества знаков после запятой, которого требует от вас ваш преподаватель. Обычно это два или три знака. Кроме того, когда вы записываете ответ, сокращайте “молярность” буквой “M” и указывайте растворенное вещество.
18. Пример: 0,004 M KMnO4

Метод 3 из 4: Вычисление молярности, если даны моли и миллилитры

1. 
   1
   Выучите основную формулу. Чтобы найти молярность, нужно вычислить количество молей растворенного вещества в литре раствора. Миллилитры использовать нельзя. Общая формула, используемая для выражения молярности имеет следующий вид: молярность = моли растворенного вещества / литры раствора
2. Пример: Какова молярность раствора, содержащего 1,2 моля CaCl2 в 2905 миллилитрах?
3. 
   2
   Проанализируйте задачу. Для вычисления молярности нужно знать количество молей и количество литров. Если объем задан в миллилитрах, а не в литрах, тогда вам придется перевести объем в литры перед тем, как продолжить расчет.
4. Пример:
5. Моли = 1,2 моль CaCl2
6. Объем = 2905 мл
7. 
   3
   Переведите миллилитры в литры.[3] Найдите количество литров, разделив количество миллилитров на 1000, так как в 1 литре содержится 1000 миллилитров. Обратите внимание, что вы также можете переместить запятую на три знака влево
8. Пример: 2905 мл * (1 л / 1000 мл) = 2,905 л
9. 
   4
   Разделите количество молей на количество литров. Теперь, когда у вас есть количество литров, вы можете разделить количество молей растворенного вещества на это значение, чтобы получить молярность раствора.
10. Пример: молярность = моли растворенного вещества / литры раствора = 1,2 моль CaCl2 /2,905 л = 0,413080895
11. 
    5
    Запишите ответ. Округлите ответ в соответствии с требованиями вашего преподавателя (обычно до второго или третьего знака). Когда вы записываете ответ, сокращайте “молярность” буквой “M” и указывайте растворенное вещество.
12. Пример: 0,413 M CaCl2

Метод 4 из 4: Дополнительная практическая задача

1. 
   1
   Найдите молярность раствора, полученного растворением 5,2 г NaCl в 800 мл воды. Определите значения, данные в задаче: масса в граммах и объем в миллилитрах.
3. Масса = 5,2 г NaCl
4. Объем = 800 мл воды
5. 
   2
   Найдите молярную массу NaCl. Для этого сложите молярную массу натрия, Na, и хлора,Cl.
6. Молярная масса Na = 22,99 г/моль
7. Молярная масса Cl = 35,45 г/моль
8. Молярная масса NaCl = 22,99 + 35,45 =58,44 г/моль
9. 
   3
   Разделите массу растворенного вещества на его молярную массу. В данном примере молярная масса NaCl равна 58,44 г/моль.
10. Моли NaCl = 5,2 г NaCl / 58,44 = 0,08898 моль = 0,9 моль
11. 
    4
    Разделите 800 мл воды на 1000. Поскольку в литре содержится 1000 мл, то, чтобы найти количество литров, вам нужно будет разделить количество миллилитров в этой задаче на 1000.
12. Вы также можете рассматривать это действие как умножение 800 мл на коэффициент перевода 1л / 1000 мл.
13. Для ускорения процесса вы можете просто переместить десятичную запятую на три знака влево, ничего не перемножая и не деля.
14. Объем = 800 л * (1 л / 1000 мл) = 800 мл / 1000 мл = 0,8 л
15. 
    5
    Разделите количество молей растворенного вещества на количество литров раствора. Чтобы найти молярность, вам необходимо разделить 0,09 моль, количество молей растворенного NaCl, на объем растворенного вещества в литрах.
16. молярность = моли растворенного вещества / литры раствора = 0,09 моль / 0,8 л =0,01125 моль/л.
17. 
    6
    Приведите ответ в порядок. Округлите ваш ответ до двух или трех знаков после запятой и сократите молярность буквой “M”.
18. Ответ: 0,11 M NaCl

Войти на сайт

или

Забыли пароль?
Еще не зарегистрированы?

Калькулятор ниже использует формулу для преобразования литров в число моль и формулу для преобразования числа моль в литры, равно 22.413962 – объем одного моля газа при нормальных условиях, 0° С (273К) и 101,3 кПа.

Немного теории приведено под калькулятором

Внезапно русский язык

Сначала небольшое отступление. При написании этого текста у меня возник вопрос – как правильно писать с точки зрения русского языка: перевод молей в литры или перевод моль в литры. Как выяснилось, не у одного меня возник такой вопрос.

Согласно викисловарю, слово моль склоняется, т.е. моль, моля, молю, моль, молем, моле в единственном числе, и моли, молей, молям, моли, молями, молях во множественном числе.

При этом согласно Методическому указанию от 1979 года Государственного комитета СССР по стандартам, “Обозначение единиц, совпадающих с наименованиями этих единиц, по падежам и числам изменять не следует, если они помещены после числовых значений, а также в заголовках граф, боковиков таблиц и выводов, в пояснениях обозначений величин к формулам. К таким обозначениям относятся: бар, бэр, вар, моль, рад. Следует писать 1 моль, 2 моль, 5 моль и т.д. Исключение составляет обозначение “св.год”, которое изменяется следующим образом: 1 св.год, 2,3,4 св.года, 5 св.лет.”

Таким образом получается что “перевод молей в литры” – правильно, а “перевод моль в литры” – неправильно, но “5 моль” – правильно, “5 молей” – неправильно.

Молярный объем газа

Формулы для перевода используют тот факт, что уравнение идеального газа является достаточно точным приближением для реальных газов в случае нормальных условий.

Таким образом, если переставить некоторые члены уравнения идеального газа местами, мы сможем записать его в форме

Соотношение выражает молярный объем газа (или объем одного моля газа) .

Таким образом, для данной температуры и давления, молярный объем будет одинаковым для всех идеальных газов и его можно определить с той же точностью, с которой определена газовая постоянная: R = 0.082 057 338(47) L атм K−1 моль−1, то есть с относительной стандартной неопределенностью 5.7×10−7, в соответствии с рекомендованным CODATA в 2014 году значением¹

Молярный объем идеального газа при нормальных условиях (273.15 K, 101.325 kPa) равен 22.413 962 x 10-3 м3 моль-1 со стандартной неопределенностью 0.000013 x 10-3 м3 моль-1²