МОЛЯРНА ЧАСТКА: ЯК ВОНА ОБЧИСЛЮЄТЬСЯ, ПРИКЛАДИ, ВПРАВИ - ХІМІЯ - 2025

Молярна частка є способом вираження концентрації елементів , присутніми в з'єднанні, або концентрації сполуки в суміші.

Мольна частка елементів сполуки визначається як коефіцієнт між кількістю молей кожного з різних елементів, присутніх у сполуці, та загальною кількістю молей їх.

Рівняння для визначення молярної фракції. Джерело: Габріель Болівар.

Наприклад: якщо сполука має елемент A і елемент B, мольна частка A - це кількість молей A, поділене на кількість молей A плюс кількість молей В. Аналогічно для мольної частки B Ця ж операція проводиться, але розміщуючи родимки В.

Ця операція представлена ​​на зображенні вище. Сума мольних фракцій дорівнює 1 (одиниці). Мольна частка - це безрозмірне (безрозмірне) число. Багато законів можна висловити через них, наприклад, Закон Далтона.

Характеристика та символ

Значення мольної фракції не залежить від температури, і в ідеальній газовій суміші його можна використовувати для обчислення парціальних тисків кожного з газів, присутніх у газовій суміші; як зазначено в законі Далтона.

Мольна частка зазвичай представлена ​​або символізується з великої літери X (X) з правого боку, як підпис, символ елемента або формула сполуки, якщо є суміш сполук.

Як це розраховується

Якщо кількість молей відомо для кожного з елементів, що складають дану сполуку, додавання молей елементів може дати загальну кількість молей, які існують у сполуці.

Потім, щоб отримати мольну частку кожного елемента, кількість його молей ділиться на кількість загальних молей, присутніх у сполуці. Сума значень мольної частки різних елементів дорівнює одиниці (1).

Приклади

Нижче наведено приклади використання мольної фракції.

Приклад 1

Молалітність розчину, виражена у вигляді молей розчиненого речовини на кілограм води, може бути перетворена на мольну частку розчиненого речовини. Для цього 1000 г води перетворюються на молі води, просто розділивши масу води 1000 г на молекулярну масу води (18 г / моль).

Потім, розділивши кількість молей розчиненого речовини на кількість молей води плюс кількість розчиненого речовини, буде отримана мольна частка розчиненого речовини.

Наприклад, речовина А має рухливість 0,03 м. Це означає, що у вас на 0,3 кілограма води розчинено 0,3 моля А. На один кілограм води відповідає 55,55 молів води (1000 г ÷ 18 г / моль). Таким чином, мольна частка А стає:

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

= 0,0005398 або 5,398 10 ^-4

Приклад 2

Розрахунок парціальних тисків газів як функція їх молярних фракцій. Закон парціального тиску був викладений Далтоном і вказує, що в суміші газів кожен газ здійснює свій тиск так, ніби займає весь об'єм суміші газів.

Загальний тиск газової суміші - це сума тиску, що здійснюється окремо кожним із газів, що входять до складу газової суміші.

Атмосфера в основному складається з суміші чотирьох газів: азоту, кисню, вуглекислого газу та водяної пари, кожен з яких здійснює такі парціальні тиски окремо:

Азот: 596 мм рт.ст.

Кисень: 158 мм рт

Вуглекислий газ: 0,3 мм рт

Водна пара: 5,7 мм рт.

Який створює значення атмосферного тиску 760 мм рт.ст. Використовуючи ці тиски газу, можна обчислити наступні значення їх мольних часток:

Азот

X _N2 = 596 мм рт.ст. / 760 мм рт.ст.

= 0,7842

Кисень

X _O2 = 158 мм рт.ст. / 760 мм рт.ст.

= 0,2079

Вуглекислий газ

X _CO2 = 0,3 мм рт.ст. / 760 мм рт. Ст

= 0,00039

Водяна пара

X _H2O = 5,7 мм рт.ст. / 760 мм рт.ст.

= 0,075

Взаємно парціальний тиск кожного з газів, що знаходяться в суміші, можна обчислити, помноживши значення його мольної частки на загальний тиск, що чиниться газоподібною сумішшю.

Вправи

Вправа 1

Яка мольна частка розчину метанолу (CH ₃ OH) та води (H ₂ O), що містить 145 г CH ₃ OH та 120 г H ₂ O? Молекулярні ваги: ​​CH ₃ OH = 32 г / моль і вода = 18 г / моль.

Спочатку обчислюємо молі метанолу та води:

Молі CH ₃ OH = 145 г · 1 моль CH ₃ OH ÷ 32 г CH ₃ OH

= 4,53 моль CH ₃ OH

Молі H ₂ O = 120 г · 1 моль H ₂ O ÷ 18 г H ₂ O

= 6,67 моль H ₂ O

Потім обчислюємо загальні молі:

Всього молей CH ₃ OH і H ₂ O = 4,53 + 6,67

= 11,2 молей

Отже, ми визначаємо мольні частки метанолу та води:

X (CH ₃ OH) = 4,53 моль / 11,2 моля

= 0,404

X (H ₂ O) = 6,67 молей / 11,2 молей

= 0,596

Вправа 2

Суміш 1,56 молей азоту (N ₂ ) та 1,2 молей кисню (O ₂ ) чинить тиск 0,8 атмосфери (атм). Обчисліть парціальний тиск, який чинить кожен з газів.

Перший крок у вирішенні задачі - це розрахунок мольних часток газів. На другому етапі отримують парціальний тиск, який чинять гази, помножуючи їх мольну частку на загальний тиск, який чинить газова суміш.

Молярна частка азоту:

X _N2 = 1,56 молів / (1,56 молей + 1,2 моля)

= 0,565

Молярна частка кисню:

X _O2 = 1,2 молі / (1,56 молів + 1,2 молі)

= 0,435

І нарешті обчислюємо парціальний тиск кожного газу:

P _N2 = X _N2 P _T

= 0,565 · 0,8 атм

= 0,452 атм

P _O2 = X _O2 P _t

= 0,435 · 0,8 атм

= 0,348 атм

Вправа 3

Яка мольна частка формальдегіду (CH ₂ O), якщо 23 г сполуки розчинено у 4 молях чотирихлористого вуглецю (CCl ₄ )? Молекулярна маса CH ₂ O = 30,03 г / моль.

Спочатку обчислюємо молі формальдегіду:

Молі CH ₂ O = 23 г CH ₂ O · 1 моль CH ₂ O ÷ 30,03 г CH ₂ O

= 0,766 молей

А для другого обчислюємо мольну частку:

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

= 0,161

Список літератури

1. Віттен, Девіс, Пек і Стенлі. (2008). Хімія (8-е видання). CENGAGE Навчання.
2. Гельменстін, Анна Марі, к.т.н. (11 лютого 2020 р.). Що таке фракція крота? Відновлено з: thinkco.com
3. Вікіпедія. (2020). Мольна фракція. Відновлено з: en.wikipedia.org
4. Фонд CK-12. (16 жовтня 2019 р.). Мольна фракція. Хімія LibreTexts. Відновлено з: chem.libretexts.org
5. Кріс Дезіел. (12 листопада 2018 р.). Як обчислити фракцію молю. Відновлено: sciaching.com