Czym jest molalność? (z przykładami)

Molalność, oznaczana literą m małymi literami, jest terminem używanym do opisania stężenia roztworu. Można go zdefiniować jako liczbę moli substancji rozpuszczonej rozpuszczonej w 1 kilogramie rozpuszczalnika.

Jest równy molom substancji rozpuszczonej (substancji, która rozpuszcza się) podzielonej przez kilogramy rozpuszczalnika (substancja użyta do rozpuszczenia) (Wzór Molality, SF).

Gdzie mole substancji rozpuszczonej są podane przez równanie:

Jeśli chodzi o finał, równanie molalności to

Charakterystyka molalności

Molalność jest miarą stężenia substancji rozpuszczonej w roztworze. Stosuje się go głównie, gdy temperatura jest problemem (Science Notes and Projects, 2015).

Molość nie jest tak powszechna jak jej odpowiednik, molarność (mole substancji rozpuszczonej na litry rozpuszczalnika), ale jest używana w bardzo specyficznych obliczeniach, zwłaszcza w odniesieniu do właściwości koligatywnych (podniesienie temperatury wrzenia, depresja punktowa zamrażanie).

Ponieważ objętość podlega zmianom ze względu na temperaturę i ciśnienie, molarność zmienia się również w zależności od temperatury i ciśnienia. W niektórych przypadkach wykorzystanie ciężaru jest zaletą, ponieważ masa nie zmienia się w zależności od warunków środowiskowych.

Ważne jest, aby stosować masę rozpuszczalnika, a nie masę roztworu. Roztwory oznaczone stężeniem molowym są oznaczone małymi literami m. Roztwór 1, 0 m zawiera 1 mol substancji rozpuszczonej na kilogram rozpuszczalnika.

Przygotowanie rozwiązania danej molalności jest łatwe, ponieważ wymaga tylko dobrej skali. Zarówno rozpuszczalnik, jak i substancja rozpuszczona są mieszane, a nie mierzone objętościowo.

Jednostką SI (układ międzynarodowy) dla molalności jest mol / kg lub moli substancji rozpuszczonej na kg rozpuszczalnika. Roztwór o molalności 1 mol / kg jest często opisywany jako „1 molowy” lub „1 m”.

Jednakże, zgodnie z systemem jednostek SI, Narodowy Instytut Standardów i Technologii, który jest organem Stanów Zjednoczonych w zakresie pomiarów, uważa, że termin „molal” i symbol jednostki „m” są przestarzałe i sugerują użycie mol / kg (bez granic, SF).

Różnice i podobieństwa między molalnością (m) a molarnością (M)

Przygotowanie rozwiązania danej molalności polega na zważeniu zarówno substancji rozpuszczonej, jak i rozpuszczalnika i uzyskaniu ich mas.

Ale w przypadku molarności mierzona jest objętość roztworu, co pozostawia miejsce na zmiany gęstości w wyniku warunków środowiskowych temperatury i ciśnienia.

Oznacza to, że korzystna jest praca z molalnością, która dotyczy ciasta, ponieważ w składzie chemicznym masa znanej czystej substancji jest ważniejsza niż jej objętość, ponieważ objętości mogą być zmieniane pod wpływem temperatury i ciśnienia, podczas gdy masa pozostaje niezmieniona.

Ponadto reakcje chemiczne zachodzą proporcjonalnie do masy, a nie objętości. Aby opierać się na masie, molalność można łatwo przekształcić w stosunek masy lub ułamek masowy (Co to jest molalność ?, SF).

W przypadku roztworów wodnych (roztworów, w których rozpuszczalnikiem jest woda) zbliżonych do temperatury pokojowej, różnica między roztworami molowymi i molowymi jest pomijalna.

Dzieje się tak dlatego, że wokół temperatury otoczenia woda ma gęstość 1 kg / l. Oznacza to, że „na L” molarności jest równe „na kg” molalności.

W przypadku rozpuszczalnika, takiego jak etanol, gdzie gęstość wynosi 0, 789 kg / l, roztwór 1 M wynosiłby 0, 789 m.

Ważną częścią zapamiętania różnicy jest:

Molarność - M → mole na litr roztworu.

Molość - m → moli na kilogram rozpuszczalnika (Helmenstine, 2017).

Przykłady molalności

Przykład 1:

Problem : Jaka jest molalność roztworu zawierającego 0, 086 mola NaCl rozpuszczonego w 25, 0 g wody? (Bhardwaj, 2014).

Odpowiedź : w tym przykładzie używane jest bezpośrednie równanie molalności:

Mole substancji rozpuszczonej (NaCl) = 0, 086 mola

Masa (woda) = 25, 0 g = 25, 0 x 10-3 kg

Zastępowanie masz:

Przykład 2:

Problem : Jaka jest molalność roztworu, jeśli 124, 2 g NaOH rozpuszcza się w 1, 00 litra wody? (Gęstość wody jest równa 1, 00 g / ml).

Odpowiedź : Woda jest znana jako uniwersalny rozpuszczalnik, a gęstość jest zwykle podawana jako 1, 00 grama na mililitr lub tyle samo co 1 kilogram na litr. Ułatwia to konwersję litrów na kilogramy (Molality, SF).

W tym problemie 124, 2 g NaOH będzie musiało zostać przekształcone w mole (dla moli substancji rozpuszczonej), a jeden litr wody będzie musiał zostać przeliczony na kilogramy (na kilogram rozpuszczalnika) przy użyciu gęstości.

Po pierwsze, jest masa molowa NaOH:

PM _Na = 22, 99 g / mol

PM _O = 16 g / mol

PM _H = 1 g / mol

PM _NaOH = 22, 99 g / mol + 16 g / mol +1 g / mol = 39, 99 g / mol

Po drugie, gramy NaOH są przekształcane w mole, przy użyciu masy molowej:

Po trzecie, litr wody jest przeliczany na kilogramy za pomocą gęstości.

Czyszczenie ciasta

Wreszcie rozwiązano równanie molalności:

Przykład 3:

Problem : Jaka jest masa wody w wodnym roztworze zawierającym 0, 52 g chlorku baru (BaCl ₂, MW = 208, 23 g / mol), którego stężenie wynosi 0, 005 mola / kg?

Odpowiedź : w tym przypadku stężenie molowe jest używane do określenia ilości wody w roztworze.

Najpierw otrzymuje się liczbę moli BaCl2 w roztworze: