FRACȚIE MOLARĂ: MODUL ÎN CARE ESTE CALCULATĂ, EXEMPLE, EXERCIȚII - CHIMIE - 2025

Fracția molară este un mod de exprimare a concentrației elementelor prezente într - un compus, sau concentrația unui compus într - un amestec.

Fracția aluniță a elementelor unui compus este definită ca un coeficient între numărul de aluniți din fiecare element diferit prezent în compus și numărul total de aluniți ai acestora.

Ecuația pentru determinarea fracției molare. Sursa: Gabriel Bolívar.

De exemplu: dacă un compus are un element A și un element B, fracția molă din A este numărul de moli din A împărțit la numărul de moli de A plus numărul de aluni de B. În mod similar, pentru fracția aluniță de B Aceeași operație este efectuată, dar plasând alunitele de B.

Această operație este reprezentată în imaginea de mai sus. Suma fracțiilor aluniței este egală cu 1 (unu). Fracția aluniță este un număr fără dimensiuni (fără dimensiuni). Multe legi pot fi exprimate în termenii lor, cum ar fi Legea lui Dalton.

Caracteristici și simbol

Valoarea fracției alunițe este independentă de temperatură și într-un amestec ideal de gaz poate fi utilizată pentru a calcula presiunile parțiale ale fiecăruia dintre gazele prezente în amestecul de gaze; după cum se spune în legea lui Dalton.

Fracția aluniță este de obicei reprezentată sau simbolizată printr-un majuscul X (X) pe partea dreaptă, sub formă de abonament, simbolul elementului sau formula compusului este plasat dacă există un amestec de compuși.

Cum se calculează

Dacă numărul de alunițe este cunoscut pentru fiecare dintre elementele care alcătuiesc un compus dat, adăugarea alunitelor elementelor poate da numărul total de alunițe care există în compus.

Apoi, pentru a obține fracția aluniță a fiecărui element, numărul aluniților săi este împărțit la numărul de aluniți totali prezenți în compus. Suma valorilor fracției alunițe ale diferitelor elemente este egală cu unitatea (1).

Exemple

Următoarele sunt exemple de utilizări ale fracției alunițe.

Exemplul 1

Molalitatea unei soluții, exprimată sub formă de moli de solut per kilogram de apă, poate fi transformată în fracția aluniță a solutului. Pentru a face acest lucru, 1.000 g de apă sunt transformate în moli de apă, împărțind pur și simplu masa de apă de 1.000 g la greutatea moleculară a apei (18 g / mol).

Apoi, împărțind numărul de aluniți de solut la numărul de moli de apă, plus cei de solut, se va obține fracția de aluniță a solutului.

De exemplu, substanța A are o molalitate de 0,03 m. Aceasta înseamnă că aveți 0,3 moli de A dizolvați într-un kilogram de apă. Un kilogram de apă corespunde la 55,55 moli de apă (1.000 g ÷ 18g / mol). Astfel, fracția aluniță din A devine:

X (A) sau X _A = 0,03 ÷ (55,55 + 0,03)

= 0.0005398 sau 5,398 10 ^-4

Exemplul 2

Calculul presiunilor parțiale ale gazelor în funcție de fracțiile lor molare. Legea presiunilor parțiale a fost enunțată de Dalton și indică faptul că într-un amestec de gaze fiecare gaz își exercită presiunea ca și cum ar ocupa întregul volum al amestecului de gaze.

Presiunea totală a amestecului de gaze este suma presiunilor exercitate, separat, de fiecare dintre gazele care fac parte din amestecul de gaze.

Atmosfera este formată în principal dintr-un amestec de patru gaze: azot, oxigen, dioxid de carbon și vapori de apă, fiecare exercitând următoarele presiuni parțiale separat:

Azot: 596 mmHg

Oxigen: 158 mmHg

Dioxid de carbon: 0,3 mmHg

Vapor de apă: 5,7 mmHg.

Ceea ce produce o presiune atmosferică de 760 mmHg. Folosind aceste presiuni de gaz, se pot calcula următoarele valori ale fracțiilor lor:

Azot

X _N2 = 596 mmHg / 760 mmHg

= 0,7842

Oxigen

X _O2 = 158 mmHg / 760 mmHg

= 0,2079

Dioxid de carbon

X _CO2 = 0,3 mmHg / 760 mmHg

= 0,00039

Abur de apă

X _H2O = 5,7 mmHg / 760 mmHg

= 0,075

Reciproc, presiunea parțială a fiecăruia dintre gazele prezente într-un amestec poate fi calculată prin înmulțirea valorii fracției sale mole cu presiunea totală exercitată de amestecul gazos.

Exerciții

Exercitiul 1

Care este fracția molară a unei soluții de metanol (CH ₃ OH) și apă (H ₂ O) conținând 145 g de CH ₃ OH și 120 g de H ₂ O? Greutățile moleculare: CH ₃ OH = 32 g / mol și apă = 18 g / mol.

Mai întâi calculăm alunițele de metanol și apă:

Molii de CH ₃ OH = 145 g · 1 mol CH ₃ OH ÷ 32 g de CH ₃ OH

= 4,53 mol CH ₃ OH

Molii de H ₂ O = 120 g · 1 mol de H ₂ O ÷ 18 g H ₂ O

= 6,67 moli H ₂ O

Apoi calculăm totalul alunițelor:

Total moli de CH ₃ OH și H ₂ O = 4,53 + 6,67

= 11,2 moli

Și deci determinăm fracțiile aluniței de metanol și apă:

X (CH ₃ OH) = 4,53 moli / 11,2 moli

= 0,404

X (H ₂ O) = 6.67 moli / 11,2 moli

= 0,596

Exercițiul 2

Un amestec de 1,56 moli de azot (N ₂ ) și 1,2 moli de oxigen (O ₂ ) exercită o presiune de 0,8 atmosfere (atm). Calculați presiunea parțială exercitată de fiecare dintre gaze.

Primul pas în soluționarea problemei este calculul fracțiilor alunițelor gazelor. Într-o a doua etapă, se obțin presiunile parțiale exercitate de gaze, înmulțind fracția lor molă cu presiunea totală exercitată de amestecul de gaz.

Fracția molară de azot:

X _N2 = 1,56 moli / (1,56 moli + 1,2 moli)

= 0,565

Fracția molară de oxigen:

X _O2 = 1,2 moli / (1,56 mol + 1,2 moli)

= 0,435

Și în final, calculăm presiunile parțiale ale fiecărui gaz:

P _N2 = X _N2 P _T

= 0,565 · 0,8 atm

= 0,452 atm

P _O2 = X _O2 P _t

= 0,435 · 0,8 atm

= 0,348 atm

Exercițiul 3

Care este fracția molară de formaldehidă (CH ₂ O) dacă 23 g de compus se dizolvă în 4 moli de tetraclorură de carbon (CCl ₄ )? CH ₂ O greutate moleculară = 30,03 g / mol.

Mai întâi calculăm alunițele de formaldehidă:

Moli CH ₂ O = 23 g CH ₂ O · 1 mol CH ₂ O ÷ 30,03 g CH ₂ O

= 0,766 alunițe

Pentru a doua calculăm fracția aluniță:

X _CH2OH = 0,766 moli CH ₂ OH / (0,766 moli CH ₂ OH + 4 moli CCl ₄ )

= 0,161

Referințe

1. Whitten, Davis, Peck și Stanley. (2008). Chimie (Ediția a VIII-a). CENGAGE Învățare.
2. Helmenstine, Anne Marie, doctorat. (11 februarie 2020). Ce este o fracțiune cu alunițele? Recuperat de la: thinkco.com
3. Wikipedia. (2020). Fracția de aluniță. Recuperat de la: en.wikipedia.org
4. Fundația CK-12. (16 octombrie 2019). Fracția aluniței. Chimie LibreTexturi. Recuperat din: chem.libretexts.org
5. Chris Deziel. (12 noiembrie 2018). Cum se calculează o fracțiune molară. Recuperat de la: știința.com