MOLARITATE: CONCENTRARE, UNITĂȚI, CALCUL, EXERCIȚII - CHIMIE - 2025

Molaritatea este concentrația unei soluții , exprimată în moli de solut per litru de soluție. Este prescurtată ca M și exprimă o relație între masa solutului și volumul soluției (m / v); deși în formă tradițională această relație este exprimată ca greutate în volum.

Un aluniță este numărul de atomi sau molecule conținute în greutatea atomică sau moleculară; Se exprimă în grame / mol. Un aluni este egal cu 6,02 · 10 ²³ atomi sau molecule, cunoscut sub numele de Avogadro.

Formula de molaritate. Sursa: Gabriel Bolívar.

Există și alte modalități de a exprima relația dintre masa unui solut și volum, inclusiv: relația procentuală dintre masa solutului și volumul soluției și normalitatea. Acesta din urmă este exprimat ca numărul de echivalenți ai unui solut per litru de soluție.

Între timp, molalitatea, care este definită ca numărul de aluniți pe kilogram de solvent, de obicei apă, exprimă o relație între masa solutului și masa solventului (m / m).

Forma de exprimare a concentrației unei soluții în părți per milion (ppm), exprimă o relație între o parte a solutului și un milion de părți ale soluției, fiind utilizată în general pentru a exprima o relație masă-masă (m / m). Dar puteți exprima o relație masă-volum (m / v).

Concentrația molară, pe lângă faptul că este exprimată în aluniți per litru, poate fi exprimată sub formă de milimoli / litru (soluție milimolară); micromoli / litru (soluție micromolară); etc.

Problemele de molaritate pot fi rezolvate cu ajutorul unei metode analitice și prin „regula celor trei”. Alegerea unei metode va depinde de abilitatea pe care o aveți în utilizarea uneia dintre metode.

Concentrație molară

Este utilizat pentru a exprima concentrația unui solut într-un volum dat de soluție.

M = n / V (1)

Când M este egal cu molaritatea, n este numărul de aluniți, iar V este volumul soluției. Deci, molaritatea unei soluții este numărul de moli de solut per volum de soluție exprimat în litri.

Pe de altă parte, numărul de alunițe este

n = m / PM (2)

Unde m este masa solutului dizolvat și PM masa sa molară.

Înlocuirea (2) din (1):

M = (m / PM) / V

Unități

Unitatea din Sistemul internațional pentru concentrația molară este mol / m ³ . Aceasta corespunde unei soluții milimolare, deoarece un m ³ este egal cu 1.000 litri. În ramurile chimiei și biologiei, concentrația molară este de obicei exprimată sub formă de alunițe / L. Această unitate este exprimată cu M (litere majuscule).

O soluție de un mol / L este echivalentă cu o soluție M; o soluție de 10 ^-3 moli / L, este egală cu 1 mM (milimolar); și o soluție de 10 ^-6 moli / L, este echivalent cu 1 pM (micromolar).

Cum se calculează molaritatea?

Este convenabil să folosiți expresiile indicate mai sus, deoarece acest lucru asigură că rezultatul aplicării formulei va fi în aluniți / litri, care este definiția concentrației molare.

Apoi, pentru a calcula molaritatea unei soluții, este necesar să exprimați concentrația solutului în g / L. Apoi găsiți masa moleculară a solutului (g / mol) și găsiți raportul dintre concentrație și greutatea moleculară. Rezultatul obținut este molaritatea exprimată în alunițe / litru.

Treceți de la molaritate la molalitate

O informație necesară pentru a trece de la molaritate la molalitate este cunoașterea densității soluției. Aceasta permite cunoașterea masei soluției, o cerință esențială pentru calcularea molalității.

Primul pas

Mai întâi trebuie să treceți de la concentrația molară la grame / litri. Pentru a face acest lucru, pur și simplu înmulțiți molaritatea soluției cu greutatea moleculară a solutului.

Gramme / litru de solut = molaritate (aluniți / litru) · greutate moleculară a solutului (grame / aluniță).

Aceasta face posibilă obținerea masei solutului în 1 L de soluție.

Al doilea pas

Apoi, este necesar să se calculeze masa soluției. Pentru aceasta se folosește densitatea aceluiași. Densitatea este de obicei exprimată în grame / centimetru cub sau mililitru.

Masa soluției (g) = volumul soluției (mL) densitatea (g / mL)

Al treilea pas

Obținerea masei solventului. Deoarece masa soluției este egală cu masa solutului plus masa solventului, pentru a obține masa acestuia, este suficient să scădem masa solutului (pasul 1) din masa soluției (etapa 2).

Al patrulea pas

În cele din urmă, masa de solut (g) a soluției trebuie transferată la masa de solut care corespunde la 1000 g sau 1 kg de solvent. Pentru a face acest lucru, ar fi suficient să se efectueze o regulă simplă de trei sau o altă operație matematică echivalentă.

Al cincilea pas

Se împarte g de solut / 1000 g de solvent la greutatea moleculară a solutului (g / mol) pentru a obține molalitatea soluției.

Exemplu numeric

O soluție de glucoză 3 M (greutate moleculară 180 g / mol) are o densitate de 1,15 g / ml. Calculați molalitatea acestei soluții.

Mai întâi calculăm gramele de glucoză dizolvată într-un litru de soluție:

g / L = 3 moli / L 180 g / mol

= 540 g / L

În continuare, calculăm masa soluției din densitatea acesteia:

g soluție (masă) = 1.000 mL 1,15 g / ml

= 1.150 g

Masa solventului este dată de diferența:

Masa solventului = masa soluției - masa solutului

= 1.150 g - 540 g

= 610 g

Dar 610 g nu reprezintă 1000 g de solvent, așa cum este stipulat de definiția molalității. Prin urmare, trebuie calculat câte grame de glucoză sunt dizolvate în 1000 g de solvent:

Masa solutului = 540 g solut (1.000 g solvent / 610 g solvent)

= 885,25 g

Și în final molalitatea se calculează prin întoarcerea gramelor în alunițe:

Molalitate = (885,25 g solut / 180 g / mol)

= 4,92 mol solut / kg solvent

= 4,92 m

Probleme rezolvate

Problema 1

Cât de sulfat cupric va fi nevoie pentru a prepara 500 ml de soluție 0,4 M? Exprimați rezultatul în grame. Greutatea moleculară a sulfatului cupric (CuSO ₄ ): 160 g / mol.

Mai întâi determinăm alunițele care trebuie dizolvate într-o astfel de soluție:

M = n / V

n = M V

n = (0,4 mol / L) 0,5 L

= 0,2 moli

Cunoscând apoi numărul de moli de sulfat cupric masa sa poate fi obținut

n = m / PM

m = greutate nmoleculară

m = 0,2 mol 160 g / mol

= 32 g CuSO ₄

Adică 32 de grame din această sare trebuie dizolvate în 500 ml de solvent.

Problema 2

Ce volum de soluție este necesar pentru ca atunci când se dizolvă 0,4 mol de solut, acesta are o concentrație de 0,25 M?

Volumul soluției este obținut din conceptul de molaritate

M = n / V

V = n / M

V = 0,4 moli / (0,25 moli / L)

= 1,6 L

Înseamnă că soluția trebuie să aibă un volum de 1,6 litri pentru a obține o astfel de concentrație de 0,25 M.

Problema 3

O masă de 8 g hidroxid de sodiu (NaOH) este dizolvată în 60 g dintr-o soluție care are o densitate de 1,6 g / ml. Care va fi molaritatea soluției? Greutatea moleculară a hidroxidului de sodiu: 40 g / mol.

Alunițele de NaOH trebuie mai întâi calculate:

n = m / PM

= 8 g hidroxid de sodiu / (40 g / mol)

= 0,2 moli

Acum procedăm la calcularea volumului soluției:

m = V d

v = 60 g / (1,6 g / ml)

v = 37,5 ml

Pentru a obține molaritatea, trebuie să se plaseze volumul soluției în litri:

V = 37,5 ml 10 ^-3 L / ml

= 0,0375 L

M = 0,2 moli / 0,0375 L

5,33 moli / L

5,33 M

Problema 4

Se calculează molaritatea unei soluții de acid clorhidric (HCl) cu o densitate de 1,25 g / ml și o concentrație de 35%, exprimată în masă / masă. Greutatea moleculară a acidului clorhidric: 36,5 g / mol.

Determinați masa acidului clorhidric de 35%

m = V d

m = 1.000 mL 1,25 g / ml

= 1.250 g

Dar nu totul este HCl, există și apă:

masă HCl = 1.250 g (35/100)

= 437,5 g

Ceea ce este același cu a spune că într-un litru de soluție de HCl 35% există 437,5 grame de HCl.

Apoi, se calculează alunițele de HCl, pentru a determina imediat molaritatea:

n = m / PM

n = (437,5 g / L) / (36,5 g / mol)

= 11,98 moli / L

Molaritate = 11,98 M

Problema 5

Calculați molaritatea unei soluții conținând 5 g NaCl în 2 L soluție. Greutatea moleculară a clorurii de sodiu: 58,5 g / mol.

Puteți obține alunițele / L de NaCl într-o singură etapă:

molaritate = (5 g soluție NaCl / 2 L) x (1 mol NaCl / 58,5 g NaCl)

= 0,043 mol / L

Molaritate = 0,043 M

O altă procedură ar putea fi:

g / L NaCl = 5 g / 2 L

= 2,5 g / L

alunițe / L = (2,5 g / L) / (58,5 g / mol)

= 0,043 mol / L

= 0,043 M

Referințe

1. Rodríguez, M. (2007). Chimie. Fundația editorială salesiană
2. Whitten, Davis, Peck și Stanley. (2008). Chimie. (Ediția a VIII-a). CENGAGE Învățare.
3. Wikipedia. (2019). molaritate Recuperat de la: es.wikipedia.org
4. Atarés Huerta. (Sf). Molaritatea și molalitatea. . Recuperat din: riunet.upv.es
5. Softchools. (2019). Formula de molaritate. Recuperat de la: softschools.com