احسب المولالية لمحلول عن طريق إدخال كتلة المذاب، وكتلة المذيب، والكتلة المولية. تدعم وحدات متعددة وتوفر نتائج فورية لتطبيقات الكيمياء.
المولالية هي عدد مولات المذاب لكل كيلوغرام من المذيب. يتم حسابها باستخدام المعادلة التالية:
حاسبة المولالية هي أداة دقيقة وسهلة الاستخدام مصممة لحساب المولالية للمحاليل الكيميائية. المولالية (المُرمزة بـ 'm') هي وحدة تركيز حيوية في الكيمياء تقيس عدد مولات المذاب لكل كيلوغرام من المذيب. على عكس المولارية، التي تتغير مع درجة الحرارة بسبب تقلبات الحجم، تظل المولالية ثابتة بغض النظر عن تغيرات درجة الحرارة، مما يجعلها ذات قيمة خاصة للحسابات الديناميكية الحرارية، ودراسات الخصائص التجميلية، والتحضيرات المخبرية التي تتطلب قياسات تركيز مستقلة عن درجة الحرارة.
تسمح لك هذه الحاسبة بتحديد المولالية بدقة عن طريق إدخال كتلة المذاب، وكتلة المذيب، والكتلة المولية للمذاب. مع دعم لوحدات الكتلة المختلفة (غرامات، كيلوغرامات، وميليغرامات)، توفر حاسبة المولالية نتائج فورية للطلاب، والكيميائيين، والصيادلة، والباحثين العاملين في كيمياء المحاليل.
تعرف المولالية بأنها عدد مولات المذاب المذاب في كيلوغرام واحد من المذيب. صيغة المولالية هي:
حيث:
نظرًا لأن عدد المولات يتم حسابه بقسمة كتلة المادة على كتلتها المولية، يمكننا توسيع الصيغة إلى:
حيث:
تحديد كتلة المذاب (المادة المذابة)
تحديد الكتلة المولية للمذاب
قياس كتلة المذيب (عادة الماء)
تحويل جميع القياسات إلى وحدات متوافقة
حساب عدد مولات المذاب
حساب المولالية
تسهل حاسبة المولالية هذه العملية:
التعبير الرياضي للمولالية هو:
حيث:
عند العمل مع وحدات مختلفة، تكون التحويلات ضرورية:
تحويلات الكتلة:
بالنسبة لكتلة المذاب:
بالنسبة لكتلة المذيب:
احسب المولالية لمحلول يحتوي على 10 غرامات من NaCl (الكتلة المولية = 58.44 غرام/مول) مذابة في 500 غرام من الماء.
الحل:
احسب المولالية لمحلول يحتوي على 25 ملغ من الجلوكوز (C₆H₁₂O₆، الكتلة المولية = 180.16 غرام/مول) مذابة في 15 غرام من الماء.
الحل:
احسب المولالية لمحلول يحتوي على 100 غرام من KOH (الكتلة المولية = 56.11 غرام/مول) مذابة في 250 غرام من الماء.
الحل:
تحضير المحاليل مع الاستقلال عن درجة الحرارة
الكيمياء التحليلية
البحث والتطوير
صناعة الأدوية
تصنيع المواد الكيميائية
صناعة الأغذية والمشروبات
دراسات الكيمياء الفيزيائية
أبحاث الكيمياء الحيوية
العلوم البيئية
بينما تعتبر المولالية ذات قيمة للعديد من التطبيقات، قد تكون وحدات التركيز الأخرى أكثر ملاءمة في بعض الحالات:
المولارية (M): مولات المذاب لكل لتر من المحلول
نسبة الكتلة (% w/w): كتلة المذاب لكل 100 وحدة من كتلة المحلول
كسر المول (χ): مولات المذاب مقسومة على إجمالي المولات في المحلول
الطبيعية (N): معادلات الغرام من المذاب لكل لتر من المحلول
ظهر مفهوم المولالية في أواخر القرن التاسع عشر حيث سعى الكيميائيون إلى طرق أكثر دقة لوصف تركيزات المحاليل. بينما كانت المولارية (المولات لكل لتر من المحلول) مستخدمة بالفعل، أدرك العلماء قيودها عند التعامل مع الدراسات المعتمدة على درجة الحرارة.
في ثمانينيات القرن التاسع عشر، كان جاكوبوس هينريكس فان 'ت هوف وفرانسوا ماري راولت يقومان بأعمال رائدة حول الخصائص التجميلية للمحاليل. كانت أبحاثهم حول انخفاض نقطة التجمد، وارتفاع نقطة الغليان، والضغط الأسموزي تتطلب وحدة تركيز تظل ثابتة بغض النظر عن تغيرات درجة الحرارة. أدى هذا الحاجة إلى اعتماد المولالية كمعيار لوحدة التركيز.
بحلول أوائل القرن العشرين، أصبحت المولالية وحدة معيارية في الكيمياء الفيزيائية، خاصة للدراسات الديناميكية الحرارية. اعترفت الاتحاد الدولي للكيمياء البحتة والتطبيقية (IUPAC) رسميًا بالمولالية كوحدة قياسية للتركيز، مع تعريفها على أنها مولات المذاب لكل كيلوغرام من المذيب.
اليوم، لا تزال المولالية وحدة تركيز أساسية في مجالات علمية مختلفة:
لقد جعل تطوير أدوات رقمية مثل حاسبة المولالية هذه الحسابات أكثر سهولة للطلاب والمهنيين على حد سواء، مما يسهل العمل العلمي الأكثر دقة وكفاءة.
إليك أمثلة على كيفية حساب المولالية في لغات برمجة مختلفة:
1' صيغة Excel لحساب المولالية
2' افتراض:
3' A1 = كتلة المذاب (غ)
4' B1 = الكتلة المولية للمذاب (غ/مول)
5' C1 = كتلة المذيب (غ)
6=A1/B1/(C1/1000)
71def calculate_molality(solute_mass, solute_unit, solvent_mass, solvent_unit, molar_mass):
2 # تحويل كتلة المذاب إلى غرامات
3 if solute_unit == 'kg':
4 solute_mass_g = solute_mass * 1000
5 elif solute_unit == 'mg':
6 solute_mass_g = solute_mass / 1000
7 else: # غرامات
8 solute_mass_g = solute_mass
9
10 # تحويل كتلة المذيب إلى كيلوغرامات
11 if solvent_unit == 'g':
12 solvent_mass_kg = solvent_mass / 1000
13 elif solvent_unit == 'mg':
14 solvent_mass_kg = solvent_mass / 1000000
15 else: # كيلوغرامات
16 solvent_mass_kg = solvent_mass
17
18 # حساب مولات المذاب
19 moles_solute = solute_mass_g / molar_mass
20
21 # حساب المولالية
22 molality = moles_solute / solvent_mass_kg
23
24 return molality
25
26# مثال على الاستخدام
27nacl_molality = calculate_molality(10, 'g', 1, 'kg', 58.44)
28print(f"مولالية محلول NaCl: {nacl_molality:.4f} مول/كغ")
291function calculateMolality(soluteMass, soluteUnit, solventMass, solventUnit, molarMass) {
2 // تحويل كتلة المذاب إلى غرامات
3 let soluteMassInGrams = soluteMass;
4 if (soluteUnit === 'kg') {
5 soluteMassInGrams = soluteMass * 1000;
6 } else if (soluteUnit === 'mg') {
7 soluteMassInGrams = soluteMass / 1000;
8 }
9
10 // تحويل كتلة المذيب إلى كيلوغرامات
11 let solventMassInKg = solventMass;
12 if (solventUnit === 'g') {
13 solventMassInKg = solventMass / 1000;
14 } else if (solventUnit === 'mg') {
15 solventMassInKg = solventMass / 1000000;
16 }
17
18 // حساب مولات المذاب
19 const molesOfSolute = soluteMassInGrams / molarMass;
20
21 // حساب المولالية
22 const molality = molesOfSolute / solventMassInKg;
23
24 return molality;
25}
26
27// مثال على الاستخدام
28const nacl_molality = calculateMolality(10, 'g', 1, 'kg', 58.44);
29console.log(`مولالية محلول NaCl: ${nacl_molality.toFixed(4)} مول/كغ`);
301public class MolalityCalculator {
2 public static double calculateMolality(double soluteMass, String soluteUnit,
3 double solventMass, String solventUnit,
4 double molarMass) {
5 // تحويل كتلة المذاب إلى غرامات
6 double soluteMassInGrams = soluteMass;
7 if (soluteUnit.equals("kg")) {
8 soluteMassInGrams = soluteMass * 1000;
9 } else if (soluteUnit.equals("mg")) {
10 soluteMassInGrams = soluteMass / 1000;
11 }
12
13 // تحويل كتلة المذيب إلى كيلوغرامات
14 double solventMassInKg = solventMass;
15 if (solventUnit.equals("g")) {
16 solventMassInKg = solventMass / 1000;
17 } else if (solventUnit.equals("mg")) {
18 solventMassInKg = solventMass / 1000000;
19 }
20
21 // حساب مولات المذاب
22 double molesOfSolute = soluteMassInGrams / molarMass;
23
24 // حساب المولالية
25 double molality = molesOfSolute / solventMassInKg;
26
27 return molality;
28 }
29
30 public static void main(String[] args) {
31 double naclMolality = calculateMolality(10, "g", 1, "kg", 58.44);
32 System.out.printf("مولالية محلول NaCl: %.4f مول/كغ%n", naclMolality);
33 }
34}
351#include <iostream>
2#include <string>
3#include <iomanip>
4
5double calculateMolality(double soluteMass, const std::string& soluteUnit,
6 double solventMass, const std::string& solventUnit,
7 double molarMass) {
8 // تحويل كتلة المذاب إلى غرامات
9 double soluteMassInGrams = soluteMass;
10 if (soluteUnit == "kg") {
11 soluteMassInGrams = soluteMass * 1000;
12 } else if (soluteUnit == "mg") {
13 soluteMassInGrams = soluteMass / 1000;
14 }
15
16 // تحويل كتلة المذيب إلى كيلوغرامات
17 double solventMassInKg = solventMass;
18 if (solventUnit == "g") {
19 solventMassInKg = solventMass / 1000;
20 } else if (solventUnit == "mg") {
21 solventMassInKg = solventMass / 1000000;
22 }
23
24 // حساب مولات المذاب
25 double molesOfSolute = soluteMassInGrams / molarMass;
26
27 // حساب المولالية
28 double molality = molesOfSolute / solventMassInKg;
29
30 return molality;
31}
32
33int main() {
34 double naclMolality = calculateMolality(10, "g", 1, "kg", 58.44);
35 std::cout << "مولالية محلول NaCl: " << std::fixed << std::setprecision(4)
36 << naclMolality << " مول/كغ" << std::endl;
37 return 0;
38}
391calculate_molality <- function(solute_mass, solute_unit, solvent_mass, solvent_unit, molar_mass) {
2 # تحويل كتلة المذاب إلى غرامات
3 solute_mass_g <- switch(solute_unit,
4 "g" = solute_mass,
5 "kg" = solute_mass * 1000,
6 "mg" = solute_mass / 1000)
7
8 # تحويل كتلة المذيب إلى كيلوغرامات
9 solvent_mass_kg <- switch(solvent_unit,
10 "kg" = solvent_mass,
11 "g" = solvent_mass / 1000,
12 "mg" = solvent_mass / 1000000)
13
14 # حساب مولات المذاب
15 moles_solute <- solute_mass_g / molar_mass
16
17 # حساب المولالية
18 molality <- moles_solute / solvent_mass_kg
19
20 return(molality)
21}
22
23# مثال على الاستخدام
24nacl_molality <- calculate_molality(10, "g", 1, "kg", 58.44)
25cat(sprintf("مولالية محلول NaCl: %.4f مول/كغ\n", nacl_molality))
26المولالية (m) هي عدد مولات المذاب لكل كيلوغرام من المذيب، بينما المولارية (M) هي عدد مولات المذاب لكل لتر من المحلول. الفرق الرئيسي هو أن المولالية تستخدم كتلة المذيب فقط، بينما تستخدم المولارية حجم المحلول بالكامل. تظل المولالية ثابتة مع تغيرات درجة الحرارة لأن الكتلة لا تتغير مع درجة الحرارة، بينما تتغير المولارية مع درجة الحرارة بسبب تغير الحجم.
تُفضل المولالية في التجارب التي تتضمن تغيرات درجة الحرارة، مثل دراسات انخفاض نقطة التجمد أو ارتفاع نقطة الغليان. نظرًا لأن المولالية تعتمد على الكتلة بدلاً من الحجم، تظل ثابتة بغض النظر عن تقلبات درجة الحرارة. وهذا يجعلها ذات قيمة خاصة للحسابات الديناميكية الحرارية ودراسات الخصائص التجميلية حيث تكون درجة الحرارة متغيرة.
يتطلب التحويل بين المولالية والمولارية معرفة كثافة المحلول والكتلة المولية للمذاب. التحويل التقريبي هو:
حيث:
بالنسبة للمحاليل المائية المخففة، غالبًا ما تكون قيم المولارية والمولالية قريبة جدًا من بعضها.
لا يمكن أن تكون المولالية سلبية لأنها تمثل كمية فيزيائية (تركيز). يمكن أن تكون صفرية عندما لا يكون هناك مذاب موجود (مذيب نقي)، ولكن هذا سيكون ببساطة مذيبًا نقيًا وليس محلولًا. في الحسابات العملية، نعمل عادةً مع قيم مولالية إيجابية وغير صفرية.
انخفاض نقطة التجمد (ΔTf) مرتبط مباشرة بالمولالية للمحلول وفقًا للمعادلة:
حيث:
تجعل هذه العلاقة المولالية مفيدة بشكل خاص للدراسات التجميد.
لا تحتوي المياه النقية على قيمة مولالية لأنه يتم تعريف المولالية على أنها مولات المذاب لكل كيلوغرام من المذيب. في الماء النقي، لا يوجد مذاب، لذا فإن مفهوم المولالية لا ينطبق. سنقول إن الماء النقي ليس محلولًا ولكنه مادة نقية.
الضغط الأسموزي (π) مرتبط بالمولالية من خلال معادلة فان 'ت هوف:
حيث M هي المولارية، R هو ثابت الغاز، وT هي درجة الحرارة. بالنسبة للمحاليل المخففة، تكون المولارية تقريبًا مساوية للمولالية، لذا يمكن استخدام المولالية في هذه المعادلة مع الحد الأدنى من الخطأ. بالنسبة للمحاليل الأكثر تركيزًا، تكون هناك حاجة إلى تحويل بين المولالية والمولارية.
نعم، يحدد الذوبان للمذاب في المذيب الحد الأقصى الممكن للمولالية. بمجرد أن يصبح المذيب مشبعًا بالمذاب، لا يمكن أن يذوب المزيد، مما يحدد حدًا أعلى للمولالية. يختلف هذا الحد بشكل كبير اعتمادًا على زوج المذاب-المذيب المحدد والظروف مثل درجة الحرارة والضغط.
توفر حاسبة المولالية نتائج رياضية دقيقة بناءً على المدخلات المقدمة. ومع ذلك، بالنسبة للمحاليل ذات التركيز العالي أو غير المثالية، قد تؤثر عوامل إضافية مثل تفاعلات المذاب-المذيب على السلوك الفعلي للمحلول. في هذه الحالات، تظل المولالية المحسوبة صحيحة كقياس للتركيز، ولكن قد تتطلب التنبؤات بالخصائص المستندة إلى سلوك المحلول المثالي عوامل تصحيح.
نعم، يمكن استخدام المولالية مع المذيبات المختلطة، ولكن يجب تطبيق التعريف بعناية. في مثل هذه الحالات، ستحسب المولالية بالنسبة لإجمالي كتلة جميع المذيبات مجتمعة. ومع ذلك، للحصول على عمل دقيق مع المذيبات المختلطة، قد تكون وحدات التركيز الأخرى مثل كسر المول أكثر ملاءمة.
أتكينز، ب. ودي باولا، ج. (2014). الكيمياء الفيزيائية لأتكينز (الطبعة العاشرة). مطبعة جامعة أكسفورد.
تشانغ، ر. وغولدسبي، ك. أ. (2015). الكيمياء (الطبعة الثانية عشرة). مكغرو هيل.
هاريس، د. س. (2015). التحليل الكيميائي الكمي (الطبعة التاسعة). فريمان وشركاه.
IUPAC. (2019). مجموعة مصطلحات الكيمياء (كتاب "الذهب"). منشورات بلاكويل العلمية.
ليفين، إ. ن. (2008). الكيمياء الفيزيائية (الطبعة السادسة). مكغرو هيل.
سيلبرغ، م. س. وأماتيس، ب. (2018). الكيمياء: الطبيعة الجزيئية للمادة والتغيير (الطبعة الثامنة). مكغرو هيل.
زومدال، س. س. وزومدال، س. أ. (2016). الكيمياء (الطبعة العاشرة). Cengage Learning.
براون، ت. ل.، ليميه، ه. إ.، بورستين، ب. إ.، مورفي، ج. ج.، وودوارد، ب. م.، وستولزفوس، م. و. (2017). الكيمياء: العلوم المركزية (الطبعة الرابعة عشرة). بيرسون.
توفر حاسبة المولالية طريقة سريعة ودقيقة لتحديد تركيز المحاليل من حيث المولالية. سواء كنت طالبًا تتعلم عن كيمياء المحاليل، أو باحثًا يقوم بالتجارب، أو محترفًا يعمل في مختبر، فإن هذه الأداة تبسط عملية الحساب وتساعد في ضمان الدقة في عملك.
فهم المولالية وتطبيقاتها أمر ضروري لمجالات مختلفة من الكيمياء، وخاصة تلك التي تتعلق بالديناميكا الحرارية، والخصائص التجميلية، والعمليات المعتمدة على درجة الحرارة. باستخدام هذه الحاسبة، يمكنك توفير الوقت في الحسابات اليدوية مع اكتساب تقدير أعمق لعلاقات التركيز في المحاليل الكيميائية.
جرب حاسبة المولالية الخاصة بنا اليوم لتبسيط عملية تحضير المحلول وتعزيز دقة قياسات التركيز لديك!
اكتشف المزيد من الأدوات التي قد تكون مفيدة لسير عملك