Как найти молярную долю вещества в растворе

Молярная доля – величина, которая характеризует отношение количества молей искомого вещества к общему количеству молей всех веществ, находящихся, например в растворе или смеси газов.

Как-же ее вычислить?

Для вычисления потребуется таблица Менделеева и калькулятор.

Этап 1.

Следует выписать формулы всех веществ и расчитать их молярные массы, используя таблицу Менделеева.

Пример:

Молярная масса воды (H20) равна 18. Почему? Атомная масса водорода (H) равна 1, а атомная масса кислорода (O) равна 16, соответственно 16+1+1=18.

Также, к примеру молярная масса оксида аллюминия (Al2O3) равна 27+27+16+16+16=102 (Атомная масса аллюминия 27, и как сказанно выше, кислорода 16).

Этап 2.

Теперь нужно определить количество молей каждого вещества. Для этого, массу вещества следует разделить на молярную массу.

Этап 3.

Теперь у нас есть сумма молей всех веществ (запишем, как Z) и количество молей искомого вещества (запишем, как n)

Формула для определения молярной доли X=n/Z, где X – искомая молярная доля, Z – сумма всех молей, n – моли искомого вещества.

Раствор – однородная система, состоящая из растворителя и растворенного в нем вещества (или нескольких). Количественная характеристика определяется концентрацией веществ, входящих в их состав.

Массовая доля

Массовая доля – это отношение массы растворённого вещества к массе всего раствора.

ω(%)=mxmX×100%omega left(% right)= frac{m_{x}}{m_{X}} times 100%

Пример

Сколько калия хлорида (в граммах) содержится в 100г 10% раствора?

Решение:
Масса калия хлорида (молярная масса MM для KClKCl 75г/моль):

mKCl=ω×M100%=10%×75100%=7,5m_{KCl}=frac{omega times M}{100%}=frac{10% times 75}{100%}=7,5г

Ответ: 7,5г.

Пример

Сколько необходимо добавить натрия гидроксида к 120г 3% раствора этой же соли, что бы концентрация увеличилась в три раза?

Решение:
Масса натрия гироксида исходная (MNaOH=40M_{NaOH}=40 г/моль:

m1NaOH=ω×M100%=3%×40100%=1,2m_{1NaOH}=frac{omega times M}{100%}=frac{3%times 40}{100%}=1,2г

Массовая доля натрия гидроксида в необходимом растворе:

ω2%=ω%×3=3%×3=9%omega _{2}%=omega%times3=3%times3=9%

Масса NaOH в необходимом растворе:

m2NaOH=9%×40100%=3,6m_{2NaOH}=frac{9%times 40}{100%}=3,6г

Необходимое количество рассчитываем как разность:

mNaOH=m2NaOH−m1NaOH=3,6−1,2=2,4m_{NaOH}=m_{2NaOH}-m_{1NaOH}=3,6-1,2=2,4г

Ответ: 2,4г.

Молярная концентрация

Молярная концентрация – количество вещества (в молях) в объеме раствора.
Количество растворенного вещества (в молях) выражается как масса вещества (в граммах), деленная на молярную массу (г/моль).

η=mxMeta =frac{m_{x}}{M}

Молярная концентрация выражается в формуле:

Cx=ηV=η=mxM×VC_{x} = frac{eta }{V} = eta =frac{m_{x}}{M}times V

Пример

Определите молярную концентрацию калия иодида. В 120мл воды содержится 15г KI.

Решение:
Выражаем молярную концентрацию (моль/л) KI по формуле ($M_(KI)=$166г/моль):

CKI=mKIMKI×VC_{KI} =frac{m_{KI}}{M_{KI}}times V=15166×0,12=0,01=frac{15}{166}times 0,12=0,01моль/л

Т.к. молярная концентрация выражается в моль/л миллилитры переводим в литры.

Ответ: 3,61 моль/л.

Пример

Какая масса лития хлорида содержится в 200мл 3М раствора?

Решение:
Находим количество растворенного лития хлорида (моль):

η=CLiCl×V=3×0,2=0,6eta =C_{LiCl}times V=3times 0,2=0,6г

Выражаем массу M(LiCl)=M_ (LiCl)= 42,3г/моль):

mLiCl=ηLiCl×MLiCl=0,6×42.3=25,4m_{LiCl}=eta_{LiCl} times M_{LiCl}=0,6times 42.3=25,4г

Ответ: 25,4г.

Молярная (мольная) доля

Молярная (мольная) доля – отношения количества вещества в растворе к количеству всех веществ, образующих раствор.

Nx%=nx∑n×100%N_{x}%=frac{n_{x}}{sum{n}}times 100%

Пример

Концентрация бария хлорида в 100мл водного раствора равна 20%. Определите его мольную долю.

MBaCl2=208M_{BaCl_{2}}=208моль/л, MH2O=18M_{H_{2}O}=18моль/л.

Решение:

Находим содержание воды:

ωH2O=100%−ωBaCl2=100%−20%=80%omega _{H_{2}O}=100%-omega BaCl_{2}=100%-20%=80%

Т.к. объем раствора равен 100мл, то массы каждого компонента равны значениям массовой доли. Следовательно:

mBaCl2=20m_{BaCl_{2}}=20г

mH2O=80m_{H_{2}O}=80г

Определим количество ηeta для бария хлорида и воды:

ηBaCl2=mBaCl2MBaCl2=20208=0,01eta_{BaCl_{2}}=frac{m_{BaCl_{2}}}{M_{BaCl_{2}}}=frac{20}{208}=0,01моль

ηH2O=mH2OMH2O=2018=1,1eta_{H_{2}O}=frac{m_{H_{2}O}}{M_{H_{2}O}}=frac{20}{18}=1,1моль

Определяем мольную долю NBaCl2N_{BaCl_{2}}:

NBaCl2=ηBaCl2ηBaCl2+ηH2O×100%=0,010,01+0,1×100%=9%N_{BaCl_{2}}=frac{eta BaCl_{2}}{eta BaCl_{2}+eta H_{2}O}times 100%=frac{0,01}{0,01+0,1}times 100%=9%

Ответ: 9%

Молярная концентрация эквивалента

Молярная концентрация эквивалента (нормальность) – число моль эквивалентов в объеме раствора.

C1/z=mxM1/z×VC_{1/z} = frac{m_{x}}{M_{1/z}times V}моль*экв/литр

Фактор эквивалентности f1/zf_{1/z} – показывает часть реальной частицы, составляющую эквивалент.
Молярная масса эквивалента M1/zM_{1/z} – произведение молярной массы и фактора эквивалентности:

M1/z=M×f1/zM_{1/z} = M times f_{1/z}г/моль

Пример

Определите молярную концентрацию эквивалента 4.6г серной кислоты, нейтрализованной раствором гидроксида натрия. В результате реакции общий объём составил 100мл.

Решение:
MH2SO4=98M_{H_{2}SO_{4}}=98г/моль, f1/z=1/2f_{1/z=1/2}.

Находим молярную массу эквивалента для серной кислоты:

M1/zH2SO4=MH2SO4×f1/zM_{1/z H_{2}SO_{4}} = M _{H_{2}SO_{4}}times f_{1/z} = 98times 1/2=49$г/моль

Находим нормальность:

C1/zH2SO4=mH2SO4M1/zH2SO4×V=4,649×0,1=0,94C_{1/z H_{2}SO_{4}} = frac{m_{H_{2}SO_{4}}}{M_{1/z H_{2}SO_{4}}times V}=frac{4,6}{49times
0,1}=0,94
моль*экв/л

Ответ: 0,94моль*экв/л.

Моляльность

Моляльность – количество вещества в килограмме растворителя.
Сm=ηxmС_{m}=frac{eta _{x}}{m}моль/кг

Пример

В 300г воды растворили 20г калия гидроксида. Определите моляльную концентрацию раствора.

Решение:
MKOH=98M_{KOH}=98г/моль.

Находим количество калия гидроксида:

ηKOH=mKOHM=2056=0,36eta _{KOH} = frac{m_{KOH}}{M}=frac{20}{56}=0,36моль

Находим моляльность (граммы переводим в килограммы):

CKOH=ηKOHm=0,360,3=1,2C_{KOH}=frac{eta _{KOH}}{m}=frac{0,36}{0,3}=1,2моль/кг

Ответ: 1,2 моль/кг.

Мольная (молярная) доля

Мольная
доля
 —
отношение количества молей данного
компонента к общему количеству молей
всех компонентов. Мольную долю выражают
в долях единицы.

,

где:

νi —
количество i-го
компонента, моль;

n —
число компонентов;

Моляльность (молярная весовая концентрация)

Моляльность —
количество растворённого вещества
(число молей) в 1000 г растворителя.
Измеряется в молях на кг, также
распространено выражение в «моляльности».
Так, раствор с концентрацией 0,5
моль/кг
 называют 0,5-моляльным.

,

где:

ν — количество
растворённого вещества, моль;

m2 —
масса растворителя, кг.

Следует
обратить особое внимание, что несмотря
на сходство названий, молярная концентрация
и моляльность — величины различные.
Прежде всего, в отличие от молярной
концентрации, при выражении концентрации
в моляльности расчёт ведут на
массу растворителя,
а не на объём раствора. Моляльность, в
отличие от молярной концентрации, не
зависит от температуры.

Титр раствора

Титр
раствора — масса растворённого
вещества в 1 мл раствора.

,

где:

m1 —
масса растворённого вещества, г; V —
общий объём раствора, мл;

В аналитической
химии обычно
концентрацию титранта пересчитывают
применительно к конкретной реакции
титрования таким образом, чтобы объём
использованного титранта непосредственного
показывал массу определяемого вещества;
то есть титр раствора показывает, какой
массе определяемого вещества (в граммах)
соответствует 1 мл титрованного раствора.

Другие способы выражения концентрации растворов

Существуют
и другие, распространённые в определённых
областях знаний или технологиях, методы
выражения концентрации. Например, в
фотометрии часто используютмассовую
концентрацию
,
равную массе растворённого вещества в
1 л раствора. При приготовлении растворов
кислот часто указывают, сколько объёмных
частей воды приходится на одну объёмную
часть концентрированной кислоты
(например, 1:3). Концентрация загрязнений
в воздухе может выражаться в частях на
миллион (ppm).
Иногда используют также отношение масс
(отношение массы растворённого вещества
к массе растворителя) и отношение объёмов
(аналогично, отношение объёма растворяемого
вещества к объёму растворителя).

Применимость способов выражения концентрации растворов, их свойства

В
связи с тем, что моляльность, массовая
доля, мольная доля не включают в себя
значения объёмов, концентрация таких
растворов остаётся неизменной при
изменении температуры. Молярность,
объёмная доля, титр, нормальность
изменяются при изменении температуры,
так как при этом изменяется плотность растворов.
Именно моляльность используется в
формулах повышения
температуры кипения и понижения
температуры замерзания растворов.

Разные
виды выражения концентрации растворов
применяются в разных сферах деятельности,
в соответствии с удобством применения
и приготовления растворов заданных
концентраций. Так, титр раствора удобен
в аналитической химии для волюмометрии
(титриметрического анализа) и т. п.

Формулы перехода от одних выражений концентраций растворов к другим

От
массовой доли к молярности:

,

где:

ρ — плотность раствора,
г/л;

ω —
массовая доля растворенного вещества
в долях от 1;

M1 —
молярная масса растворенного вещества,
г/моль.

От
молярности к нормальности:

,

где:

M —
молярность, моль/л;

z — число
эквивалентности.

От
массовой доли к титру:

,

где:

ρ — плотность раствора,
г/л;

ω —
массовая доля растворенного вещества
в долях от 1;

От
молярности к титру:

,

где:

M —
молярность, моль/л;

M1 —
молярная масса растворенного вещества,
г/моль.

От
молярности к моляльности:

,

где:

M —
молярность, моль/л;

ρ —
плотность раствора, г/мл;

M1 —
молярная масса растворенного вещества,
г/моль.

От
моляльности к мольной доле:

,

где:

mi —
моляльность, моль/кг;

M2 —
молярная масса растворителя, г/моль.

Эквивалентная
масса окислителя(восстановителя)

равна его
мольной массе,деленной на число
электронов,которое присоединяет(отдает)
одна молекула окислителя(восстановителя)в
данной реакции.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]

  • #
  • #
  • #
  • #
  • #
  • #
  • #
  • #
  • #
  • #
  • #

    27.03.2015104.12 Кб44WW.doc

Концентра́ция или до́ля компонента смеси — величина, количественно характеризующая содержание компонента относительно всей смеси. Терминология ИЮПАК под концентрацией компонента понимает четыре величины: соотношение молярного, или численного количества компонента, его массы, или объёма исключительно к объёму раствора[1] (типичные единицы измерения — соответственно моль/л, л−1, г/л, и безразмерная величина). Долей компонента ИЮПАК называют безразмерное соотношение одной из трёх однотипных величин — массы, объёма или количества вещества.[2] Однако в обиходе термин «концентрация» могут применять и для долей, не являющихся объёмными долями, а также к соотношениям, не описанным ИЮПАК. Оба термина могут применяться к любым смесям, включая механические смеси, но наиболее часто применяются к растворам.

Можно выделить несколько типов математического описания: массовая концентрация, молярная концентрация, концентрация частиц и объемная концентрация[3].

Эти стаканы, содержащие красный краситель, демонстрируют качественные изменения концентрации. Растворы слева более разбавлены, по сравнению с более концентрированными растворами справа.

Массовая доля[править | править код]

Массовая доля

определение Массовая доля компонента — отношение массы данного компонента к сумме масс всех компонентов.
обозначение w — по рекомендациям ИЮПАК[4].

omega — чаще в русскоязычной литературе.

В технической литературе:

{displaystyle {bar {x}}} — для массовой доли жидкой смеси

{displaystyle {bar {y}}} — для массовой доли газовой смеси

единицы измерения доли,

%масс (для выражения в %масс следует умножить указанное выражение на 100 %)

формула {displaystyle omega _{mathrm {B} }={frac {m_{mathrm {B} }}{m}}}где:

  • ωB — массовая доля компонента B
  • mB — масса компонента B;
  • m — общая масса всех компонентов смеси.

В бинарных растворах часто существует однозначная (функциональная) зависимость между плотностью раствора и его концентрацией (при данной температуре). Это даёт возможность определять на практике концентрации важных растворов с помощью денсиметра (спиртометра, сахариметра, лактометра). Некоторые ареометры проградуированы не в значениях плотности, а непосредственно концентрации раствора (спирта, жира в молоке, сахара). Следует учитывать, что для некоторых веществ кривая плотности раствора имеет максимум, в этом случае проводят два измерения: непосредственное, и при небольшом разбавлении раствора.

Часто для выражения концентрации (например, серной кислоты в электролите аккумуляторных батарей) пользуются просто их плотностью. Распространены ареометры (денсиметры, плотномеры), предназначенные для определения концентрации растворов веществ.

Объёмная доля[править | править код]

Объёмная доля

определение Объёмная доля — отношение объёма компонента к сумме объёмов компонентов до смешивания.
обозначение {displaystyle phi _{mathrm {B} }}
единицы измерения доли единицы,

%об (ИЮПАК не рекомендует добавлять дополнительные метки после знака %)

формула
{displaystyle phi _{mathrm {B} }={frac {V_{mathrm {B} }}{sum V_{i}}}},

где:

  • {displaystyle phi _{mathrm {B} }} — объёмная доля компонента B,
  • VB — объём компонента B;
  • {displaystyle sum V_{i}} — сумма объёмов всех компонентов до смешивания.

При смешивании жидкостей их суммарный объём может уменьшаться, поэтому не следует заменять сумму объёмов компонентов на объём смеси.

Как было указано выше, существуют ареометры, предназначенные для определения концентрации растворов определённых веществ. Такие ареометры проградуированы не в значениях плотности, а непосредственно концентрации раствора. Для распространённых растворов этилового спирта, концентрация которых обычно выражается в объёмных процентах, такие ареометры получили название спиртомеров или андрометров.

Молярность (молярная объёмная концентрация)[править | править код]

Молярная концентрация (молярность, мольность[5])

определение Молярность — количество вещества (число молей) компонента в единице объёма смеси.
обозначение По рекомендации ИЮПАК, обозначается буквой c или {displaystyle [B]}, где B — вещество, концентрация которого указывается.[6]
единицы измерения В системе СИ — моль/м³

На практике чаще — моль/л или ммоль/л.
Также используют выражение «в молярности». Возможно другое обозначение молярной концентрации, которое принято обозначать М. Так, раствор с концентрацией 0,5 моль/л называют 0,5-молярным, записывают «0,5 M».

Примечание: После числа пишут «моль», подобно тому, как после числа пишут «см», «кг» и т. п., не склоняя по падежам.

формула
{displaystyle {c_{mathrm {B} }}={frac {n_{mathrm {B} }}{V}}},

где:

  • {displaystyle n_{mathrm {B} }} — количество вещества компонента, моль;
  • V — общий объём смеси, л

Нормальная концентрация (молярная концентрация эквивалента, «нормальность»)[править | править код]

Нормальная концентрация (молярная концентрация эквивалента, «нормальность»)

определение Нормальная концентрация — количество эквивалентов данного вещества в 1 литре смеси.
обозначение {displaystyle C_{N}(B)}, {displaystyle C_{H}(B)}, {displaystyle c(f_{eq}~mathrm {B} )}
единицы измерения Нормальную концентрацию выражают в моль-экв/л или г-экв/л (имеется в виду моль эквивалентов). Для записи концентрации таких растворов используют сокращения «н» или «N». Например, раствор, содержащий 0,1 моль-экв/л, называют децинормальным и записывают как 0,1 н.
формула
{displaystyle c(f_{eq}~mathrm {B} )=c{big (}(1/z)~mathrm {B} {big )}=zcdot c_{mathrm {B} }=zcdot {frac {n_{mathrm {B} }}{V}}={frac {1}{f_{eq}}}cdot {frac {n_{mathrm {B} }}{V}}},

где:

  • {displaystyle n_{mathrm {B} }} — количество вещества компонента, моль;
  • V — общий объём смеси, литров;
  • z — число эквивалентности (фактор эквивалентности f_{{eq}}=1/z).

Нормальная концентрация может отличаться в зависимости от реакции, в которой участвует вещество. Например, одномолярный раствор H2SO4 будет однонормальным, если он предназначается для реакции со щёлочью с образованием гидросульфата калия KHSO4, и двухнормальным в реакции с образованием K2SO4.

Мольная (молярная) доля[править | править код]

Мольная (молярная) доля

определение Мольная доля — отношение количества молей данного компонента к общему количеству молей всех компонентов.
обозначение ИЮПАК рекомендует обозначать мольную долю буквой x (а для газов — y)[7], также в литературе встречаются обозначения chi , X.
единицы измерения Доли единицы или %мольн (ИЮПАК не рекомендует добавлять дополнительные метки после знака %)
формула
{displaystyle x_{mathrm {B} }={frac {n_{mathrm {B} }}{sum n_{i}}}}, где:
  • {displaystyle x_{mathrm {B} }} — мольная доля компонента B;
  • {displaystyle n_{mathrm {B} }} — количество компонента B, моль;
  • sum n_{i} — сумма количеств всех компонентов.

Мольная доля может использоваться, например, для количественного описания уровня загрязнений в воздухе, при этом её часто выражают в частях на миллион (ppm — от англ. parts per million). Однако, как и в случае с другими безразмерными величинами, во избежание путаницы, следует указывать величину, к которой относится указанное значение.

Моляльность (молярная весовая концентрация, моляльная концентрация)[править | править код]

Моляльная концентрация (моляльность,[5] молярная весовая концентрация) 

определение Моляльная концентрация (моляльность,[5] молярная весовая концентрация) — количество растворённого вещества (число моль) в 1000 г растворителя.
обозначение mПримечание: чтобы не путать с массой, в тех формулах где применяется моляльность, массу обозначают как g
единицы измерения моль/кг.

Также распространено выражение в «моляльности». Так, раствор с концентрацией 0,5 моль/кг называют 0,5-мольным.

формула
{displaystyle {m_{mathrm {B} }}={frac {n_{mathrm {B} }}{m_{mathrm {A} }}}},

где:

  • {displaystyle n_{mathrm {B} }} — количество растворённого вещества, моль;
  • {displaystyle m_{mathrm {A} }} — масса растворителя, кг.

Следует обратить особое внимание, что, несмотря на сходство названий, молярная концентрация и моляльность — величины различные. Прежде всего, в отличие от молярной концентрации, при выражении концентрации в моляльности расчёт ведут на массу растворителя, а не на объём раствора. Моляльность, в отличие от молярной концентрации, не зависит от температуры.

Массовая концентрация (Титр)[править | править код]

Массовая концентрация (Титр)

определение Массовая концентрация — отношение массы растворённого вещества к объёму раствора.
обозначение gamma или rho — по рекомендации ИЮПАК[8].

T — в аналитической химии

единицы измерения доли,

%масс (для выражения в %масс следует умножить указанное выражение на 100 %)

формула
{displaystyle rho _{mathrm {B} }={frac {m_{mathrm {B} }}{V}}}.

где:

  • {displaystyle m_{mathrm {B} }} — масса растворённого вещества;
  • V — общий объём раствора;

В аналитической химии используется понятие титр по растворённому или по определяемому веществу (обозначается буквой T).

Концентрация частиц[править | править код]

определение Концентрация частиц — отношение числа частиц N к объёму V, в котором они находятся
обозначение C — по рекомендации ИЮПАК[9].

однако также часто встречается обозначение n (не путать с количеством вещества).

единицы измерения м−3 — в системе СИ,

1/л

формула
{displaystyle C_{mathrm {B} }={frac {N_{mathrm {B} }}{V}}={frac {n_{mathrm {B} }cdot N_{mathrm {A} }}{V}}=c_{mathrm {B} }cdot N_{mathrm {A} }},

где:

  • {displaystyle N_{mathrm {B} }} — количество частиц,
  • V — объём,
  • {displaystyle {ce {n_{mathrm {B} }}}} — количество вещества B,
  • {displaystyle N_{mathrm {A} }} — постоянная Авогадро,
  • {displaystyle c_{mathrm {B} }} — молярная концентрация B.

Весообъёмные (массо-объёмные) проценты[править | править код]

Иногда встречается использование так называемых «весообъёмных процентов»[10], которые соответствуют массовой концентрации вещества, где единица измерения г/(100 мл) заменена на процент. Этот способ выражения используют, например, в спектрофотометрии, если неизвестна молярная масса вещества или если неизвестен состав смеси, а также по традиции в фармакопейном анализе.[11] Стоит отметить, что поскольку масса и объём имеют разные размерности, использование процентов для их соотношения формально некорректно. Также международное бюро мер и весов[12] и ИЮПАК[13] не рекомендуют добавлять дополнительные метки (например «% (m/m)» для обозначения массовой доли) к единицам измерения.

Другие способы выражения концентрации[править | править код]

Существуют и другие, распространённые в определённых областях знаний или технологиях, методы выражения концентрации. Например, при приготовлении растворов кислот в лабораторной практике часто указывают, сколько объёмных частей воды приходится на одну объёмную часть концентрированной кислоты (например, 1:3). Иногда используют также отношение масс (отношение массы растворённого вещества к массе растворителя) и отношение объёмов (аналогично, отношение объёма растворяемого вещества к объёму растворителя).

Применимость способов выражения концентрации растворов, их свойства[править | править код]

В связи с тем, что моляльность, массовая доля, мольная доля не включают в себя значения объёмов, концентрация таких растворов остаётся неизменной при изменении температуры. Молярность, объёмная доля, титр, нормальность изменяются при изменении температуры, так как при этом изменяется плотность растворов. Именно моляльность используется в формулах повышения температуры кипения и понижения температуры замерзания растворов.

Разные виды выражения концентрации растворов применяются в разных сферах деятельности, в соответствии с удобством применения и приготовления растворов заданных концентраций. Так, титр раствора удобен в аналитической химии для волюмометрии (титриметрического анализа) и т. п.

Формулы перехода от одних выражений концентраций к другим[править | править код]

В зависимости от выбранной формулы погрешность конвертации колеблется от нуля до некоторого знака после запятой.

От молярности к нормальности[править | править код]

{displaystyle {c((1/z)~mathrm {B} )}={c_{mathrm {B} }}cdot {z}},

где:

От молярности к титру[править | править код]

{displaystyle {T}={c_{mathrm {B} }}cdot {M}},

где:

  • {displaystyle {c_{mathrm {B} }}} — молярная концентрация;
  • M — молярная масса растворённого вещества.

Если молярная концентрация выражена в моль/л, а молярная масса — в г/моль, то для выражения ответа в г/мл его следует разделить на 1000 мл/л.

От массовой доли к молярности[править | править код]

{displaystyle c_{mathrm {B} }={frac {rho cdot omega _{mathrm {B} }}{M(mathrm {B} )}}},

где:

Если плотность раствора выражена в г/мл, а молярная масса в г/моль, то для выражения ответа в моль/л выражение следует домножить на 1000 мл/л. Если массовая доля выражена в процентах, то выражение следует также разделить на 100 %.

От массовой доли к титру[править | править код]

{displaystyle {T}={rho }cdot {omega }},

где:

От моляльности к молярности[править | править код]

{displaystyle {c_{mathrm {B} }}=m_{mathrm {B} }{frac {mathrm {m} (A)}{V}}}

где:

  • {displaystyle m_{mathrm {B} }} — моляльность,
  • {displaystyle mathrm {m} (A)} — масса растворителя,
  • V — суммарный объём раствора,

От моляльности к мольной доле[править | править код]

{displaystyle x_{mathrm {B} }={frac {m_{mathrm {B} }}{m_{mathrm {B} }+{frac {1}{M(mathrm {A} )}}}}},

где:

  • {displaystyle m_{mathrm {B} }} — моляльность,
  • {displaystyle M(mathrm {A} )} — молярная масса растворителя.

Если моляльность выражена в моль/кг, а молярная масса растворителя в г/моль, то единицу в формуле следует представить как 1000 г/кг, чтобы слагаемые в знаменателе имели одинаковые единицы измерения.

Сводная таблица[править | править код]

Формулы перехода от одних выражений концентраций к другим

ωB φB xB cB CB mB TB
массовая доля г/г ωB {displaystyle omega _{mathrm {B} }={frac {mathrm {m} (B)}{mathrm {m} }}} {displaystyle omega _{mathrm {B} }=phi _{mathrm {B} }{frac {rho (B)}{rho }}} {displaystyle omega _{B}={frac {1}{{frac {M_{mathrm {A} }}{M_{mathrm {B} }}}({frac {1}{x_{mathrm {B} }}}-1)+1}}} {displaystyle omega _{B}={frac {M_{B}cdot c_{mathrm {B} }}{rho }}} {displaystyle omega _{B}={frac {M_{B}cdot c_{mathrm {B} }}{rho cdot N_{A}}}} {displaystyle omega _{mathrm {B} }={frac {m_{mathrm {B} }}{m_{mathrm {B} }+{frac {1}{M_{B}}}}}} {displaystyle omega _{B}={frac {T_{B}}{rho }}}
объёмная доля л/л φB {displaystyle phi _{mathrm {B} }={frac {omega _{B}}{rho (B)/rho }}} {displaystyle phi _{mathrm {B} }={frac {V_{mathrm {B} }}{V}}}
мольная доля моль/моль xB {displaystyle x_{mathrm {B} }={frac {1}{{frac {M_{mathrm {B} }}{M_{mathrm {A} }}}({frac {1}{omega _{B}}}-1)+1}}} {displaystyle x_{mathrm {B} }={frac {n_{mathrm {B} }}{n}}} {displaystyle x_{mathrm {B} }={frac {c_{mathrm {B} }cdot V}{n}}} {displaystyle x_{mathrm {B} }={frac {m_{mathrm {B} }}{m_{mathrm {B} }+{frac {1}{M_{A}}}}}}
молярность моль/л cB {displaystyle c_{mathrm {B} }={frac {rho cdot omega _{B}}{M_{B}}}} {displaystyle c_{mathrm {B} }={frac {x_{mathrm {B} }cdot n}{V}}} {displaystyle {c_{mathrm {B} }}={frac {n_{mathrm {B} }}{V}}} {displaystyle {c_{mathrm {B} }}=m_{mathrm {B} }{frac {mathrm {m} (A)}{V}}}
нормальность моль-экв/л c((1/z) B) {displaystyle c((1/z)~mathrm {B} )={frac {rho cdot omega _{B}}{M_{B}}}cdot z} {displaystyle {c((1/z)~mathrm {B} )}={c_{mathrm {B} }}cdot {z}}
концентрация частиц 1/л CB {displaystyle C_{mathrm {B} }={frac {rho cdot omega _{B}}{M_{B}}}cdot N_{A}} {displaystyle C_{mathrm {B} }=c_{mathrm {B} }cdot N_{mathrm {A} }} {displaystyle C_{mathrm {B} }={frac {N_{mathrm {B} }}{V}}}
моляльность моль/кгр-ля mB {displaystyle m_{mathrm {B} }={frac {omega _{B}}{M_{B}(1-omega _{B})}}} {displaystyle {m_{mathrm {B} }}={frac {n_{mathrm {B} }}{mathrm {m} (A)}}}
титр г/мл TB {displaystyle {T_{B}}={rho }cdot {omega _{B}}} {displaystyle {T_{B}}={c_{mathrm {B} }}cdot {M}} {displaystyle T_{mathrm {B} }={frac {mathrm {m} (B)}{V}}}
  • {displaystyle m_{mathrm {B} }} — моляльность вещества B,
  • {displaystyle mathrm {m} (B)} — масса вещества B,
  • {displaystyle mathrm {m} (A)} — масса растворителя,
  • {displaystyle mathrm {m} } — масса раствора,
  • T_{B} — титр (массовая концентрация) B,
  • {displaystyle rho (B)} — плотность вещества B,
  • rho — плотность раствора,
  • V — суммарный объём раствора,
  • {displaystyle N_{mathrm {A} }} — постоянная Авогадро,
  • {displaystyle N_{mathrm {B} }} — количество частиц вещества В,
  • {displaystyle n_{mathrm {B} }} — количество вещества В,
  • n — количество раствора,
  • M — молярная масса,

Примечания[править | править код]

  1. International Union of Pure and Applied Chemistry. concentration (англ.) // IUPAC Compendium of Chemical Terminology. — Research Triagle Park, NC: IUPAC. — ISBN 0967855098. — doi:10.1351/goldbook.C01222. Архивировано 20 июля 2018 года.
  2. International Union of Pure and Applied Chemistry. fraction (англ.) // IUPAC Compendium of Chemical Terminology. — Research Triagle Park, NC: IUPAC. — ISBN 0967855098. — doi:10.1351/goldbook.F02494. Архивировано 20 августа 2018 года.
  3. IUPAC Gold Book internet edition: «concentration».
  4. International Union of Pure and Applied Chemistry. IUPAC Gold Book – mass fraction, w (англ.). goldbook.iupac.org. Дата обращения: 11 декабря 2018. Архивировано 13 декабря 2018 года.
  5. 1 2 3 Z. Sobecka, W. Choiński, P. Majorek. Dictionary of Chemistry and Chemical Technology: In Six Languages: English / German / Spanish / French / Polish / Russian. — Elsevier, 2013-09-24. — С. 641. — 1334 с. — ISBN 9781483284439.
  6. International Union of Pure and Applied Chemistry. IUPAC Gold Book – amount concentration, c (англ.). goldbook.iupac.org. Дата обращения: 11 декабря 2018. Архивировано 21 декабря 2018 года.
  7. International Union of Pure and Applied Chemistry. IUPAC Gold Book – amount fraction, x ( y for gaseous mixtures) (англ.). goldbook.iupac.org. Дата обращения: 11 декабря 2018. Архивировано 22 декабря 2018 года.
  8. International Union of Pure and Applied Chemistry. IUPAC Gold Book – mass concentration, γ, ρ (англ.). goldbook.iupac.org. Дата обращения: 16 декабря 2018. Архивировано 7 декабря 2018 года.
  9. International Union of Pure and Applied Chemistry. IUPAC Gold Book – number concentration, C,n (англ.). goldbook.iupac.org. Дата обращения: 11 декабря 2018. Архивировано 22 декабря 2018 года.
  10. Способы приготовления растворов на МедКурс. Ru. Дата обращения: 24 апреля 2012. Архивировано 29 октября 2012 года.
  11. Бернштейн И. Я., Каминский Ю. Л. Спектрофотометрический анализ в органической химии. — 2-е изд. — Ленинград: Химия, 1986. — с. 5
  12. The International System of Units (SI). www.bipm.org. Дата обращения: 23 декабря 2018. Архивировано из оригинала 14 августа 2017 года.
  13. Quantities, Units and Symbols in Physical Chemistry. www.iupac.org. Дата обращения: 23 декабря 2018. Архивировано из оригинала 20 декабря 2016 года.

Как найти мольную долю

Мольная доля – это величина, характеризующая отношение количества молей данного вещества к общему количеству молей всех веществ, находящихся в смеси или растворе. Для того чтобы определить мольные доли веществ, необходима лишь таблица Менделеева и элементарное умение совершать вычисления.

Как найти мольную долю

Инструкция

Чтобы определить мольную долю того или иного вещества, вам понадобится сначала вычислить количество молей и этого вещества и всех других веществ, содержащихся в смеси (растворе), потом подставить эти величины в следующую формулу:Х = n1/Σn , где Х – мольная доля интересующего нас вещества, n1 – количество его молей, а Σn – сумма количества молей всех имеющихся веществ.

Рассмотрите пример. Перед вами стоит следующая задача: имеется смесь из 29 граммов хлористого натрия и 33,3 грамма хлористого кальция. Ее растворили в 540 граммах воды. Необходимо вычислить мольную долю хлористого натрия в образовавшемся растворе.

Прежде всего, напишите формулы всех веществ, после этого определите их молярные массы с помощью таблицы Менделеева, где указаны атомные массы всех элементов:NaCl – молярная масса равна 58. Поскольку атомная масса натрия 23, а хлора – 35 (23+35=58);СaCl2 – молярная масса равна 110. Атомная масса кальция 40, хлора – 35 (40+(35+35))=110);H2O – молярная масса равна 18. Атомная масса водорода 1, кислорода – 16 (1+1+16=18).

Для упрощения расчетов вы можете также округлить величины. Если же желательна высокая точность, тогда уже вам необходимо в расчетах учитывать, что атомная масса кальция – 40,08, хлора – 35,45, а натрия – 22,98.

Определите количество молей каждого исходного вещества. Для этого разделите известное вам количество хлористого натрия, хлористого кальция и воды на их молярные массы, и получите следующие результаты:- для хлористого натрия: 29 / 58 = 0,5 моля;- для хлористого кальция: 33,3 / 111 = 0,3 моля;- для воды: 540 / 18 = 30 молей.

Подставьте все вышеуказанные величины в формулу и определите мольную долю хлористого натрия. Формула будет выглядеть следующим образом:0,5 / (0,5 + 0,3 + 30) = 0,5 / 30,8 = 0,0162.

Источники:

  • вычислить молярность

Войти на сайт

или

Забыли пароль?
Еще не зарегистрированы?

This site is protected by reCAPTCHA and the Google Privacy Policy and Terms of Service apply.

Добавить комментарий