Innhold
- TL; DR (for lang; ikke lest)
- Definisjon av en føflekk
- Bruke molefraksjonsligningen
- Mole Fraction Eksempel Problem
Når man analyserer løsninger, måler kjemikere konsentrasjoner av komponenter i føflekker. Molfraksjonen av et løst stoff er forholdet mellom antall mol av det løste stoffet og det totale antall mol løst stoff og løsningsmiddel i oppløsning. Fordi det er et forhold mellom mol og mol, er molfraksjonen et dimensjonsløst antall, og selvfølgelig er det alltid mindre enn ett.
Molfraksjonsformelen er grei. I hvilken som helst løsning er molfraksjonen av løst stoff A = (mol A) ÷ (total mol) og molfraksjonen av løsningsmidlet = (mol løsningsmiddel) ÷ (total mol). I noen situasjoner kan det hende du ikke får antall føflekker direkte. Du kan beregne det hvis du kjenner de kjemiske formlene for forbindelsene og deres vekt eller volum. For å gjøre dette hjelper det å vite hva en føflekk er.
TL; DR (for lang; ikke lest)
Molfraksjonsformelen for en løsning som inneholder en eller flere oppløste stoffer er: Molfraksjon av hvert oppløst stoff = Antall mol av det oppløste stoffet delt på det totale antall mol av alle oppløste stoffer og løsningsmidlet.
Definisjon av en føflekk
Hvert element i det periodiske systemet har en karakteristisk masse, og i kraft av dette har hver forbindelse også en karakteristisk masse. På atomnivå måles masse i atommassenheter, men kjemikere trenger en måte å uttrykke masse i makroskopiske termer. For dette formål definerer de en mol av ethvert element eller forbindelser som Avogadros-nummer (6.022 × 1023) av atomer eller molekyler. Massen til disse mange partiklene, målt i gram, er det samme tallet som molekylmassen, målt i atommassenheter.
Definisjonen av en føflekk er således massen til enhver forbindelse, målt i gram, som tilsvarer massene til komponentelementene målt i atommassenheter. For å beregne antall mol av en forbindelse du har for hånden, deler du massen med massen til en mol av forbindelsen, som du kan beregne fra periodiske tabeller.
Bruke molefraksjonsligningen
Molfraksjonsformelen er spesielt enkel å forstå og bruke hvis du tilfeldigvis vet antall mol av alle oppløste stoffer og løsemidlet.Anta for eksempel at du har 2 mol karbontetraklorid (CCl4), 3 mol benzen (C).6H6) og 4 mol aceton (C3H6O). Det totale antall mol i oppløsning er 9. Molfraksjonsligningen forteller deg at molfraksjonen av karbontetraklorid er 2/9 = 0,22. Tilsvarende er molfraksjonen av benzen 3/9 = 0,33 og molfraksjonen av aceton er 4/9 = 0,44.
Ting blir mer komplisert hvis du bare kjenner massen til en eller flere komponenter i en løsning, men bare litt mer. Alt du trenger å gjøre er å konvertere komponentens masse til antall føflekker, og det er et enkelt aritmetisk problem, så lenge du kjenner den kjemiske formelen.
Mole Fraction Eksempel Problem
Anta at du løser opp 77 gram karbontetraklorid (CCl4) i 78 gram aceton (C3H6O). Hva er molfraksjonene av hver forbindelse i løsningen?
Motstå trangen til å dele massen av karbontetraklorid med aceton. Siden de er nesten like, ville resultatet være 0,5 for hver forbindelse, og det vil gi et feil resultat for aceton. Først må du konvertere massene til antall mol av hver forbindelse, og for å gjøre det, må du slå opp atommassene til hvert av elementene i den periodiske tabellen.
Atommassen av karbon er 12,0 amu (avrunding til ett desimal), og massen av klor er 35,5 amu, så en mol karbontetraklorid veier 154 gram. Du har 77 gram, som er 77/154 = 0,5 mol.
Legg merke til at atommassen til hydrogen er 1 amu og at oksygen er 16 amu, den molære massen til aceton er 58 gram. Du har 78 gram, som er 1,34 mol. Det betyr at det totale antall mol i løsning er 1,84. Nå er du klar til å beregne molfraksjoner ved å bruke molfraksjonsligningen.
Molfraksjon av karbontetraklorid = 0,5 mol / 1,84 mol = 0,27
Molfraksjon av aceton = 1,34 mol / 1,84 mol = 0,73