Изчислете молалността на разтвор, като въведете масата на разтворителя, масата на разтворителя и моларната маса. Поддържа множество единици и предоставя мигновени резултати за химически приложения.
Молалността е броят на моловете на разтвореното вещество на килограм разтворител. Изчислява се с помощта на следната формула:
Калкулаторът на молалност е прецизен, удобен инструмент, проектиран да изчислява молалността на химични разтвори. Молалността (обозначавана с 'm') е важна единица за концентрация в химията, която измерва броя на моловете разтворено вещество на килограм разтворител. За разлика от моларността, която се променя с температурата поради колебания в обема, молалността остава постоянна независимо от температурните вариации, което я прави особено ценна за термодинамични изчисления, изследвания на колигативни свойства и лабораторни подготовки, изискващи температурно независими измервания на концентрацията.
Този калкулатор ви позволява точно да определите молалността на разтвор, като въведете масата на разтвореното вещество, масата на разтворителя и моларната маса на разтвореното вещество. С поддръжка за различни единици за маса (грами, килограми и милиграми), Калкулаторът на молалност предоставя мигновени резултати за студенти, химици, фармацевти и изследователи, работещи с химия на разтвори.
Молалността се определя като броя на моловете разтворено вещество, разтворено в един килограм разтворител. Формулата за молалност е:
Където:
Тъй като броят на моловете се изчислява, като се раздели масата на веществото на неговата моларна маса, можем да разширим формулата до:
Където:
Определете масата на разтвореното вещество (разтвореното вещество)
Идентифицирайте моларната маса на разтвореното вещество
Измерете масата на разтворителя (обикновено вода)
Конвертирайте всички измервания в съвместими единици
Изчислете броя на моловете на разтвореното вещество
Изчислете молалността
Нашият Калкулатор на молалност опростява този процес:
Математическото изражение за молалност е:
Където:
Когато работите с различни единици, конверсиите са необходими:
Конверсии на маса:
За масата на разтвореното вещество:
За масата на разтворителя:
Изчислете молалността на разтвор, съдържащ 10 g NaCl (моларна маса = 58.44 g/mol), разтворен в 500 g вода.
Решение:
Изчислете молалността на разтвор, съдържащ 25 mg глюкоза (C₆H₁₂O₆, моларна маса = 180.16 g/mol), разтворена в 15 g вода.
Решение:
Изчислете молалността на разтвор, съдържащ 100 g KOH (моларна маса = 56.11 g/mol), разтворен в 250 g вода.
Решение:
Подготовка на разтвори с температурна независимост
Аналитична химия
Изследвания и развитие
Фармацевтична индустрия
Химическо производство
Индустрия на храни и напитки
Изследвания по физическа химия
Изследвания по биохимия
Екологични науки
Докато молалността е ценна за много приложения, други единици за концентрация могат да бъдат по-подходящи в определени ситуации:
Моларност (M): Молове на разтворено вещество на литър разтвор
Масов процент (% w/w): Маса на разтвореното вещество на 100 единици маса на разтвора
Молна фракция (χ): Молове на разтвореното вещество, разделени на общите молове в разтвора
Нормалност (N): Грам-еквиваленти на разтвореното вещество на литър разтвор
Концепцията за молалност се е появила в края на 19-ти век, когато химици са търсили по-прецизни начини за описание на концентрациите на разтвори. Докато моларността (молове на литър разтвор) вече е била в употреба, учените са осъзнали ограниченията й при работа с температурно зависими изследвания.
През 80-те години на 19-ти век, Якуб Хенрикс ван 'т Хоф и Франсоа-Мари Раулт провеждали новаторска работа по колигативните свойства на разтворите. Неговото изследване на понижаването на точката на замръзване, увеличението на точката на кипене и осмотичното налягане изисквало единица за концентрация, която остава постоянна независимо от температурните промени. Тази нужда довела до формалното приемане на молалността като стандартна единица за концентрация.
До началото на 20-ти век молалността станала стандартна единица в физическата химия, особено за термодинамични изследвания. Международният съюз по чиста и приложна химия (IUPAC) официално признал молалността като стандартна единица за концентрация, определяйки я като молове на разтвореното вещество на килограм разтворител.
Днес молалността продължава да бъде основна единица за концентрация в различни научни области:
Развитието на цифрови инструменти като Калкулатора на молалност е направило тези изчисления по-достъпни за студенти и професионалисти, улеснявайки по-прецизна и ефективна научна работа.
Ето примери за това как да се изчисли молалността на различни програмни езици:
1' Excel формула за изчисляване на молалност
2' Предполага:
3' A1 = Масата на разтвореното вещество (g)
4' B1 = Моларната маса на разтвореното вещество (g/mol)
5' C1 = Масата на разтворителя (g)
6=A1/B1/(C1/1000)
7
1def calculate_molality(solute_mass, solute_unit, solvent_mass, solvent_unit, molar_mass):
2 # Конвертиране на масата на разтвореното вещество в грамове
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: # грамове
8 solute_mass_g = solute_mass
9
10 # Конвертиране на масата на разтворителя в килограми
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: # килограми
16 solvent_mass_kg = solvent_mass
17
18 # Изчисляване на моловете на разтвореното вещество
19 moles_solute = solute_mass_g / molar_mass
20
21 # Изчисляване на молалността
22 molality = moles_solute / solvent_mass_kg
23
24 return molality
25
26# Пример за употреба
27nacl_molality = calculate_molality(10, 'g', 1, 'kg', 58.44)
28print(f"Молалност на разтвор на NaCl: {nacl_molality:.4f} mol/kg")
29
1function calculateMolality(soluteMass, soluteUnit, solventMass, solventUnit, molarMass) {
2 // Конвертиране на масата на разтвореното вещество в грамове
3 let soluteMassInGrams = soluteMass;
4 if (soluteUnit === 'kg') {
5 soluteMassInGrams = soluteMass * 1000;
6 } else if (soluteUnit === 'mg') {
7 soluteMassInGrams = soluteMass / 1000;
8 }
9
10 // Конвертиране на масата на разтворителя в килограми
11 let solventMassInKg = solventMass;
12 if (solventUnit === 'g') {
13 solventMassInKg = solventMass / 1000;
14 } else if (solventUnit === 'mg') {
15 solventMassInKg = solventMass / 1000000;
16 }
17
18 // Изчисляване на моловете на разтвореното вещество
19 const molesOfSolute = soluteMassInGrams / molarMass;
20
21 // Изчисляване на молалността
22 const molality = molesOfSolute / solventMassInKg;
23
24 return molality;
25}
26
27// Пример за употреба
28const nacl_molality = calculateMolality(10, 'g', 1, 'kg', 58.44);
29console.log(`Молалност на разтвор на NaCl: ${nacl_molality.toFixed(4)} mol/kg`);
30
1public class MolalityCalculator {
2 public static double calculateMolality(double soluteMass, String soluteUnit,
3 double solventMass, String solventUnit,
4 double molarMass) {
5 // Конвертиране на масата на разтвореното вещество в грамове
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 // Конвертиране на масата на разтворителя в килограми
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 // Изчисляване на моловете на разтвореното вещество
22 double molesOfSolute = soluteMassInGrams / molarMass;
23
24 // Изчисляване на молалността
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("Молалност на разтвор на NaCl: %.4f mol/kg%n", naclMolality);
33 }
34}
35
1#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 // Конвертиране на масата на разтвореното вещество в грамове
9 double soluteMassInGrams = soluteMass;
10 if (soluteUnit == "kg") {
11 soluteMassInGrams = soluteMass * 1000;
12 } else if (soluteUnit == "mg") {
13 soluteMassInGrams = soluteMass / 1000;
14 }
15
16 // Конвертиране на масата на разтворителя в килограми
17 double solventMassInKg = solventMass;
18 if (solventUnit == "g") {
19 solventMassInKg = solventMass / 1000;
20 } else if (solventUnit == "mg") {
21 solventMassInKg = solventMass / 1000000;
22 }
23
24 // Изчисляване на моловете на разтвореното вещество
25 double molesOfSolute = soluteMassInGrams / molarMass;
26
27 // Изчисляване на молалността
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 << "Молалност на разтвор на NaCl: " << std::fixed << std::setprecision(4)
36 << naclMolality << " mol/kg" << std::endl;
37 return 0;
38}
39
1calculate_molality <- function(solute_mass, solute_unit, solvent_mass, solvent_unit, molar_mass) {
2 # Конвертиране на масата на разтвореното вещество в грамове
3 solute_mass_g <- switch(solute_unit,
4 "g" = solute_mass,
5 "kg" = solute_mass * 1000,
6 "mg" = solute_mass / 1000)
7
8 # Конвертиране на масата на разтворителя в килограми
9 solvent_mass_kg <- switch(solvent_unit,
10 "kg" = solvent_mass,
11 "g" = solvent_mass / 1000,
12 "mg" = solvent_mass / 1000000)
13
14 # Изчисляване на моловете на разтвореното вещество
15 moles_solute <- solute_mass_g / molar_mass
16
17 # Изчисляване на молалността
18 molality <- moles_solute / solvent_mass_kg
19
20 return(molality)
21}
22
23# Пример за употреба
24nacl_molality <- calculate_molality(10, "g", 1, "kg", 58.44)
25cat(sprintf("Молалност на разтвор на NaCl: %.4f mol/kg\n", nacl_molality))
26
Молалността (m) е броят на моловете на разтвореното вещество на килограм разтворител, докато моларността (M) е броят на моловете на разтвореното вещество на литър разтвор. Основната разлика е, че молалността използва масата на разтворителя само, докато моларността използва обема на целия разтвор. Молалността остава постоянна с промените в температурата, тъй като масата не се променя с температурата, докато моларността варира с температурата, тъй като обемът се променя с температурата.
Молалността е предпочитана в експерименти, свързани с температурни промени, като изследвания на понижаване на точката на замръзване или увеличаване на точката на кипене. Тъй като молалността се основава на маса, а не на обем, тя остава постоянна независимо от температурните колебания. Това я прави особено ценна за термодинамични изчисления и изследвания на колигативни свойства, при които температурата е променлива.
Конвертирането между молалност и моларност изисква познаване на плътността на разтвора и моларната маса на разтвореното вещество. Приблизителната конверсия е:
Където:
За разредени водни разтвори, стойностите на моларност и молалност често са много близки числено.
Молалността не може да бъде отрицателна, тъй като представлява физическа величина (концентрация). Тя може да бъде нула, когато няма разтворено вещество (чист разтворител), но това просто би означавало, че чистата вода не е разтвор, а чисто вещество. В практическите изчисления обикновено работим с положителни, ненулеви стойности на молалността.
Понижаването на точката на замръзване (ΔTf) е директно пропорционално на молалността на разтвора според уравнението:
Където:
Тази връзка прави молалността особено полезна за криоскопски изследвания.
Чиста вода няма стойност на молалността, тъй като молалността се определя като молове на разтвореното вещество на килограм разтворител. В чиста вода няма разтворено вещество, така че концепцията за молалност не се прилага. Бихме казали, че чистата вода не е разтвор, а чисто вещество.
Осмотичното налягане (π) е свързано с молалността чрез уравнението на ван 'т Хоф:
Където M е моларността, R е газовата константа и T е температурата. За разредени разтвори, моларността е приблизително равна на молалността, така че молалността може да се използва в това уравнение с минимална грешка. За по-концентрирани разтвори е необходимо да се направи конверсия между молалност и моларност.
Да, максималната възможна молалност е ограничена от разтворимостта на разтвореното вещество в разтворителя. След като разтворителят стане наситен с разтворено вещество, повече не може да се разтвори, което определя горна граница за молалността. Това ограничение варира значително в зависимост от конкретната двойка разтворено вещество-разтворител и условия като температура и налягане.
Калкулаторът на молалност предоставя точни математически резултати на базата на въведените данни. Въпреки това, за много концентрирани или неидеални разтвори, допълнителни фактори, като взаимодействия между разтворено вещество и разтворител, могат да повлияят на действителното поведение на разтвора. В такива случаи изчислената молалност все пак е правилна като мярка за концентрация, но предсказанията на свойства, основани на идеалното поведение на разтворите, може да изискват корекционни фактори.
Да, молалността може да се използва с смеси от разтворители, но определението трябва да се прилага внимателно. В такива случаи бихте изчислили молалността спрямо общата маса на всички разтворители, комбинирани. Въпреки това, за прецизна работа с смесени разтворители, други единици за концентрация, като молна фракция, може да са по-подходящи.
Atkins, P. W., & de Paula, J. (2014). Atkins' Physical Chemistry (10-то издание). Oxford University Press.
Chang, R., & Goldsby, K. A. (2015). Chemistry (12-то издание). McGraw-Hill Education.
Harris, D. C. (2015). Quantitative Chemical Analysis (9-то издание). W. H. Freeman and Company.
IUPAC. (2019). Compendium of Chemical Terminology (златна книга). Blackwell Scientific Publications.
Levine, I. N. (2008). Physical Chemistry (6-то издание). McGraw-Hill Education.
Silberberg, M. S., & Amateis, P. (2018). Chemistry: The Molecular Nature of Matter and Change (8-то издание). McGraw-Hill Education.
Zumdahl, S. S., & Zumdahl, S. A. (2016). Chemistry (10-то издание). Cengage Learning.
Brown, T. L., LeMay, H. E., Bursten, B. E., Murphy, C. J., Woodward, P. M., & Stoltzfus, M. W. (2017). Chemistry: The Central Science (14-то издание). Pearson.
Калкулаторът на молалност предоставя бърз и точен начин за определяне на концентрацията на разтвори в термини на молалност. Независимо дали сте студент, изучаващ химия на разтворите, изследовател, провеждащ експерименти, или професионалист, работещ в лаборатория, този инструмент опростява процеса на изчисление и помага да се осигури прецизност в работата ви.
Разбирането на молалността и нейните приложения е от съществено значение за различни области на химията, особено за тези, свързани с термодинамика, колигативни свойства и температурно зависими процеси. С помощта на този калкулатор можете да спестите време от ръчни изчисления, докато получавате по-дълбоко разбиране за концентрационните взаимоотношения в химичните разтвори.
Опитайте нашия Калкулатор на молалност днес, за да опростите процеса на подготовка на разтвори и да подобрите точността на измерванията на концентрацията си!
Открийте още инструменти, които може да бъдат полезни за вашия работен процес