Molarität

Lernziele

Definieren Sie die Molarität.
Berechnen Sie mit der Molarität.

Wie viele Moleküle können in einer Reaktion vorkommen?

Chemiker haben täglich mit Mengen von Molekülen zu tun. Unsere Reaktionen werden so beschrieben, dass so und so viele Moleküle der Verbindung A mit so und so vielen Molekülen der Verbindung B reagieren, um so und so viele Moleküle der Verbindung C zu bilden. Wenn wir bestimmen, wie viel Reagenz wir verwenden müssen, müssen wir die Anzahl der Moleküle in einem bestimmten Volumen des Reagenzes kennen. Prozentuale Lösungen geben nur die Anzahl der Gramm an, nicht die der Moleküle. Eine 100-mL-Lösung von 2% NaCl hat eine ganz andere Anzahl von Molekülen als eine 2%ige Lösung von CsCl. Wir brauchen also eine andere Art, über die Anzahl der Moleküle zu sprechen.

Chemiker benötigen in erster Linie die Konzentration von Lösungen in einer Weise, die die Anzahl der Teilchen berücksichtigt, die gemäß einer bestimmten chemischen Gleichung reagieren. Da Prozentangaben entweder auf Masse oder Volumen basieren, sind sie für chemische Reaktionen im Allgemeinen nicht sinnvoll. Eine Konzentrationseinheit, die auf Molen basiert, ist vorzuziehen. Die Molarität (M) einer Lösung ist die Anzahl der Mole des gelösten Stoffes, die in einem Liter der Lösung gelöst sind. Um die Molarität einer Lösung zu berechnen, dividiert man die Mole des gelösten Stoffes durch das Volumen der Lösung, ausgedrückt in Litern.

$text{Molarität (M)}=frac{text{Mole des gelösten Stoffes}}{text{Liter der Lösung}}=frac{text{mol}}{text{L}}$

Beachten Sie, dass das Volumen in Litern der Lösung und nicht in Litern des Lösungsmittels angegeben ist. Wenn eine Molarität angegeben wird, ist die Einheit das Symbol M und wird als „molar“ gelesen. Zum Beispiel wird eine Lösung, die als 1,5 M NH 3 bezeichnet wird, als „1,5 molare Ammoniaklösung“ gelesen.

Problembeispiel: Berechnen der Molarität

Eine Lösung wird durch Auflösen von 42,23 g NH 4 Cl in genügend Wasser hergestellt, um 500,0 ml Lösung zu erhalten. Berechnen Sie die Molarität.

Schritt 1: Listen Sie die bekannten Mengen auf und planen Sie das Problem.

$underline{text{bekannt}} underline{text{unbekannt}} \ text{mass}=42.23 text{g} NH_4Cl text{Molarität}= ? text{ M}} text{Molmasse} NH_4Cl=53.50 text{g} / text{mol} \ text{Volumen Lösung}=500.0 text{mL}=0.5000 text{L}$

Die Masse des Ammoniumchlorids wird zunächst in Mol umgerechnet. Dann wird die Molarität berechnet, indem man durch Liter dividiert. Beachten Sie, dass das angegebene Volumen in Liter umgerechnet wurde.

Schritt 2: Lösen.

$42,23 text{ g } NH_4Cl mal frac{1 text{ mol } NH_4Cl}{53.50 text{ g } NH_4Cl} = 0,7893 text{ mol } NH_4Cl\frac{0.7893 text{ mol } NH_4Cl}{0,5000 text{ L}} = 1,579 text{ M}$

Schritt 3: Denken Sie über Ihr Ergebnis nach.

Die Molarität beträgt 1,579 M, was bedeutet, dass ein Liter der Lösung 1,579 mol NH 4 Cl enthalten würde. Vier signifikante Zahlen sind angemessen.

In einer Laborsituation muss ein Chemiker häufig ein bestimmtes Volumen von Lösungen mit bekannter Molarität herstellen. Die Aufgabe besteht darin, die benötigte Masse des gelösten Stoffes zu berechnen. Die Molaritätsgleichung kann umgestellt werden, um nach Molen zu lösen, die dann in Gramm umgerechnet werden können. Siehe Beispielproblem 16.3.

Beispielproblem:

Ein Chemiker muss 3,00 L einer 0,250 M Lösung von Kaliumpermanganat (KMnO 4 ) herstellen. Welche Masse an KMnO 4 benötigt sie, um die Lösung herzustellen?

Schritt 1: Listen Sie die bekannten Mengen auf und planen Sie das Problem.

Bekannte

Molarität = 0,250 M
Volumen = 3,00 L
Molmasse KMnO 4 = 158.04 g/mol

Unbekannt

Masse KMnO 4 = ? g

Mol der gelösten Substanz wird durch Multiplikation der Molarität mit Liter berechnet. Anschließend werden die Mole in Gramm umgerechnet.

Schritt 2: Lösen.

$text{mol KMnO}_4 = 0,250 text{ M KMnO}_4 mal 3,00 text{ L} = 0,750 text{ mol KMnO}_4\0.750 text{ mol KMnO}_4 times frac{158.04 text{ g KMnO}_4}{1 text{ mol KMnO}_4} =119 text{ g KMnO}_4$

Schritt 3: Denken Sie über Ihr Ergebnis nach.

Wenn 119 g Kaliumpermanganat in Wasser gelöst werden, um 3,00 L Lösung herzustellen, ist die Molarität 0,250 M.

Schauen Sie sich ein Video zu Molaritätsberechnungen an:

Zusammenfassung

Berechnungen mit dem Konzept der Molarität werden beschrieben.

Praxis

Lesen Sie das Material und bearbeiten Sie die Aufgaben auf der folgenden Seite:

http://www.occc.edu/kmbailey/Chem1115Tutorials/Molarity.htm

Wiederholung

Wofür steht M?
Was sagt uns die Molarität, was uns die Angabe der prozentualen Lösung nicht sagt?
Was müssen wir über ein Molekül wissen, um Molaritätsberechnungen durchführen zu können?

Glossar

Molarität (M): Die Anzahl der Mole des gelösten Stoffes, die in einem Liter Lösung gelöst sind.