Inhoud
- TL; DR (te lang; niet gelezen)
- Definitie van een mol
- De molbreukvergelijking gebruiken
- Molfractie Voorbeeld Probleem
Bij het analyseren van oplossingen meten chemici concentraties van componenten in mol. De molfractie van een opgeloste stof is de verhouding tussen het aantal mol van die opgeloste stof en het totale aantal mol opgeloste stof en oplosmiddel in oplossing. Omdat het een verhouding van mol tot mol is, is de molfractie een dimensieloos getal, en natuurlijk is het altijd minder dan één.
De molfractieformule is eenvoudig. In elke oplossing is de molfractie van opgeloste stof = (mol A) ÷ (totale mol) en de molfractie van het oplosmiddel = (mol oplosmiddel) ÷ (totale mol). In sommige situaties krijgt u misschien niet direct het aantal moedervlekken. Je kunt het berekenen als je de chemische formules van de verbindingen en hun gewichten of volumes kent. Om dit te doen, helpt het om te weten wat een mol is.
TL; DR (te lang; niet gelezen)
De molfractieformule voor een oplossing met een of meer opgeloste stoffen is: Molfractie van elke opgeloste stof = aantal mol van die opgeloste stof gedeeld door het totale aantal mol van alle opgeloste stoffen en het oplosmiddel.
Definitie van een mol
Elk element in het periodiek systeem heeft een karakteristieke massa en daardoor heeft elke verbinding ook een karakteristieke massa. Op atomair niveau wordt massa gemeten in atomaire massa-eenheden, maar chemici hebben een manier nodig om massa in macroscopische termen uit te drukken. Daartoe definiëren ze een mol van elk element of verbindingen als Avogadros-getal (6.022 × 1023) van atomen of moleculen. De massa van zoveel deeltjes, gemeten in gram, is hetzelfde aantal als de moleculaire massa, gemeten in atomaire massa-eenheden.
De definitie van een mol is dus de massa van elke verbinding, gemeten in gram, die gelijk is aan de massa van de componentelementen gemeten in atomaire massa-eenheden. Om het aantal mol van een verbinding dat u bij de hand hebt te berekenen, deelt u de massa door de massa van één mol van de verbinding, die u kunt berekenen uit het periodiek systeem.
De molbreukvergelijking gebruiken
De molfractieformule is bijzonder gemakkelijk te begrijpen en te gebruiken als u toevallig het aantal mol van alle opgeloste stoffen en het oplosmiddel kent.Stel bijvoorbeeld dat u 2 mol tetrachloorkoolstof (CCl4), 3 mol benzeen (C6H6) en 4 mol aceton (C3H6O). Het totale aantal mol in oplossing is 9. De molfractie-vergelijking geeft aan dat de molfractie van tetrachloorkoolstof 2/9 = 0,22 is. Evenzo is de molfractie van benzeen 3/9 = 0,33 en is de molfractie van aceton 4/9 = 0,44.
Dingen worden ingewikkelder als je alleen de massa van een of meer componenten van een oplossing kent, maar slechts een beetje meer. Het enige dat u hoeft te doen is de massa van de component om te zetten in aantal mol, en dat is een eenvoudig rekenkundig probleem, zolang u de chemische formule kent.
Molfractie Voorbeeld Probleem
Stel dat u 77 gram koolstoftetrachloride (CCl4) in 78 gram aceton (C3H6O). Wat zijn de molfracties van elke verbinding in de oplossing?
Weersta de drang om de massa tetrachloorkoolstof te delen door die van aceton. Omdat ze bijna hetzelfde zijn, zou het resultaat 0,5 voor elke verbinding zijn, en dat zou een onjuist resultaat voor aceton geven. Eerst moet je de massa's omrekenen naar het aantal mol van elke verbinding, en om dat te doen, moet je de atoommassa's van elk van de elementen in het periodiek systeem opzoeken.
De atoommassa van koolstof is 12,0 amu (afgerond op één decimaal) en die van chloor is 35,5 amu, dus een mol tetrachloorkoolstof weegt 154 gram. Je hebt 77 gram, dat is 77/154 = 0,5 mol.
Opmerkend dat de atoommassa van waterstof 1 amu en die van zuurstof 16 amu is, is de molaire massa van aceton 58 gram. Je hebt 78 gram, dat is 1,34 mol. Dat betekent dat het totale aantal mol in oplossing 1,84 is. U bent nu klaar om molfracties te berekenen met behulp van de molfractie-vergelijking.
Molfractie koolstoftetrachloride = 0,5 mol / 1,84 mol = 0,27
Molfractie aceton = 1,34 mol / 1,84 mol = 0,73