Chemistry for Non-Majors
Learning Objectives
- Define molarity.
- Perform calculations involving molarity.
Hoeveel moleculen zitten er in een reactie?
Chemisten hebben dagelijks te maken met hoeveelheden moleculen. Onze reacties worden beschreven als zoveel moleculen van verbinding A die reageren met zoveel moleculen van verbinding B tot zoveel moleculen van verbinding C. Wanneer we bepalen hoeveel reagens we moeten gebruiken, moeten we het aantal moleculen in een bepaald volume van het reagens weten. Procentoplossingen vertellen ons alleen het aantal grammen, niet het aantal moleculen. Een 100 mL oplossing van 2% NaCl zal een heel ander aantal moleculen hebben dan een 2% oplossing van CsCl. We hebben dus een andere manier nodig om over aantallen moleculen te praten.
Molariteit
De scheikundigen willen vooral dat de concentratie van oplossingen wordt uitgedrukt op een manier die rekening houdt met het aantal deeltjes dat volgens een bepaalde chemische vergelijking reageert. Aangezien procentuele metingen gebaseerd zijn op massa of volume, zijn zij in het algemeen niet bruikbaar voor chemische reacties. Een concentratie-eenheid op basis van mollen verdient de voorkeur. De molariteit (M) van een oplossing is het aantal mol opgeloste deeltjes in één liter oplossing. Om de molariteit van een oplossing te berekenen, deelt men het aantal mol opgeloste stoffen door het volume van de oplossing, uitgedrukt in liters.
Merk op dat het volume in liters oplossing is en niet in liters oplosmiddel. Wanneer een molariteit wordt vermeld, is de eenheid het symbool M en wordt deze gelezen als “molair”. Bijvoorbeeld een oplossing met het label 1,5 M NH 3 wordt gelezen als “1,5 molaire ammoniakoplossing”.
Voorbeeldprobleem: Molariteit berekenen
Een oplossing wordt bereid door 42,23 g NH 4 Cl op te lossen in voldoende water om 500,0 mL oplossing te maken. Bereken de molariteit.
Stap 1: Maak een lijst van de bekende hoeveelheden en plan het probleem.
De massa van het ammoniumchloride wordt eerst omgerekend naar mol. Vervolgens wordt de molariteit berekend door te delen door liters. Merk op dat het gegeven volume is omgerekend naar liters.
Stap 2: Oplossen.
Stap 3: Denk na over je resultaat.
De molariteit is 1,579 M, wat betekent dat een liter van de oplossing 1,579 mol NH 4 Cl zou bevatten. Vier significante cijfers zijn juist.
In een laboratoriumsituatie moet een chemicus vaak een bepaald volume oplossingen met een bekende molariteit bereiden. De taak is om de massa van het benodigde oplosmiddel te berekenen. De molariteitsvergelijking kan worden herschikt om mollen op te lossen, die vervolgens in grammen kunnen worden omgerekend. Zie voorbeeldopgave 16.3.
Voorbeeldopgave:
Een chemicus moet 3,00 l van een 0,250 M oplossing van kaliumpermanganaat (KMnO 4 ) bereiden. Welke massa KMnO 4 heeft zij nodig om de oplossing te maken?
Stap 1: Maak een lijst van de bekende hoeveelheden en plan het probleem.
Bekende
- molariteit = 0,250 M
- volume = 3,00 L
- molaire massa KMnO 4 = 158.04 g/mol
Onbekend
- massa KMnO 4 = ? g
Hoeveelheden opgeloste stof worden berekend door molariteit te vermenigvuldigen met liters. Daarna wordt het aantal mol omgerekend in gram.
Stap 2: Oplossen.
Stap 3: Denk na over je resultaat.
Wanneer 119 g kaliumpermanganaat wordt opgelost in water om 3,00 L oplossing te maken, is de molariteit 0,250 M.
Bekijk een video over molariteitsberekeningen:
Samenvatting
- Berekeningen met behulp van het begrip molariteit worden beschreven.
Practicum
Lees het materiaal en werk de problemen uit op onderstaande site:
http://www.occc.edu/kmbailey/Chem1115Tutorials/Molarity.htm
Bespreking
- Waar staat M voor?
- Wat vertelt molariteit ons dat procentuele oplossingsinformatie ons niet vertelt?
- Wat moeten we over een molecuul weten om molariteitsberekeningen te kunnen uitvoeren?
Glossary
- molariteit (M): Het aantal mol opgeloste stoffen in een liter oplossing.