Chemia dla niespecjalistów
Cele nauczania
- Definicja molarności.
- Wykonywanie obliczeń z wykorzystaniem molarności.
Ile cząsteczek może znajdować się w reakcji?
Chemicy mają do czynienia z ilościami cząsteczek każdego dnia. Nasze reakcje są opisywane jako tyle cząsteczek związku A reagujących z tyloma cząsteczkami związku B, aby utworzyć tyle cząsteczek związku C. Kiedy określamy, ile odczynnika użyć, musimy znać liczbę cząsteczek w danej objętości odczynnika. Roztwory procentowe informują nas jedynie o liczbie gramów, a nie cząsteczek. Roztwór NaCl o stężeniu 2% w 100 mL będzie miał zupełnie inną liczbę cząsteczek niż 2% roztwór CsCl. Potrzebujemy więc innego sposobu, aby mówić o liczbie cząsteczek.
Molarność
Chemicy przede wszystkim potrzebują, aby stężenie roztworów było wyrażone w sposób uwzględniający liczbę cząsteczek, które reagują zgodnie z określonym równaniem chemicznym. Ponieważ pomiary procentowe są oparte na masie lub objętości, nie są one na ogół przydatne w reakcjach chemicznych. Preferowana jest jednostka stężenia oparta na molach. Molarność (M) roztworu to liczba moli rozpuszczonego solutu w jednym litrze roztworu. Aby obliczyć molowość roztworu, należy podzielić liczbę moli rozpuszczalnika przez objętość roztworu wyrażoną w litrach.
Zauważ, że objętość podana jest w litrach roztworu, a nie w litrach rozpuszczalnika. Gdy podawana jest molarność, jednostką jest symbol M i czyta się ją jako „molar”. Na przykład, roztwór oznaczony jako 1.5 M NH 3 jest czytany jako „1.5 molowy roztwór amoniaku”.
Przykładowy problem: Obliczanie molowości
Roztwór jest przygotowany przez rozpuszczenie 42.23 g NH 4 Cl w takiej ilości wody, aby otrzymać 500.0 mL roztworu. Oblicz jego molarność.
Krok 1: Wymień znane ilości i zaplanuj zadanie.
Masa chlorku amonu jest najpierw przeliczana na mole. Następnie oblicza się molowość dzieląc przez litry. Należy pamiętać, że podana objętość została przeliczona na litry.
Krok 2: Rozwiąż.
Krok 3: Zastanów się nad swoim wynikiem.
Molarność wynosi 1,579 M, co oznacza, że litr roztworu zawiera 1,579 mol NH 4 Cl. Cztery cyfry znaczące są właściwe.
W warunkach laboratoryjnych chemik musi często przygotować określoną objętość roztworów o znanej molarności. Zadanie polega na obliczeniu masy rozpuszczalnika, która jest niezbędna. Równanie molowości można przekształcić tak, aby rozwiązać je dla moli, które następnie można przeliczyć na gramy. Zobacz przykładowe zadanie 16.3.
Przykładowe zadanie:
Chemik potrzebuje przygotować 3,00 L 0,250 M roztworu nadmanganianu potasu (KMnO 4 ). Jaką masę KMnO 4 potrzebuje do sporządzenia roztworu?
Krok 1: Wymień znane wielkości i zaplanuj zadanie.
Znane
- molarność = 0,250 M
- objętość = 3,00 L
- masa molowa KMnO 4 = 158.04 g/mol
Nieznane
- masa KMnO 4 = ? g
Mole rozpuszczalnika oblicza się mnożąc molowość przez litry. Następnie moli przelicza się na gramy.
Krok 2: Rozwiąż.
Krok 3: Zastanów się nad swoim wynikiem.
Gdy 119 g nadmanganianu potasu rozpuszcza się w wodzie, tworząc 3,00 L roztworu, jego molarność wynosi 0,250 M.
Zobacz film dotyczący obliczeń molarności:
Podsumowanie
- Opisano obliczenia wykorzystujące pojęcie molarności.
Praktyka
Przeczytaj materiał i rozwiąż zadania na stronie poniżej:
http://www.occc.edu/kmbailey/Chem1115Tutorials/Molarity.htm
Przegląd
- Co oznacza skrót M?
- Co mówi nam molarność, czego nie mówi nam informacja o roztworze procentowym?
- Co musimy wiedzieć o cząsteczce, aby wykonać obliczenia molarności?
Słowniczek
- Molarność (M): Liczba moli solutu rozpuszczonego w jednym litrze roztworu.