Kalkulačka molarity - Výpočet koncentrace roztoku (mol/L)

Co je molarita?

Molarita je způsob měření množství látky rozpuštěné v kapalině. Definuje se jako počet molů rozpuštěné látky na litr roztoku a zapisuje se jako mol/l nebo symbolem M. Roztok označený „1 M“ obsahuje jeden mol rozpuštěné látky v každém litru.

Vzorec pro výpočet molarity

Molarita se vypočítá jednoduchým dělením:

$\text{Molarita (M)} = \frac{\text{Látkové množství rozpuštěné látky (mol)}}{\text{Objem roztoku (l)}}$

• Látkové množství rozpuštěné látky je množství rozpuštěné látky měřené v molech.
• Objem roztoku je celkový objem kapaliny po úplném rozpuštění látky, měřený v litrech.
• Molarita je výsledek v molech na litr (mol/l), označovaný také jako M.

Příklad výpočtu

Rozpuštěním 2 molů chloridu sodného (NaCl) v dostatečném množství vody tak, aby vzniklo 0,5 litru roztoku, získáme:

$\text{Molarita} = \frac{2 \text{ mol}}{0.5 \text{ L}} = 4 \text{ M}$

Roztok má koncentraci 4 molu na litr, zapisovanou jako 4 M.

Jak vypočítat molaritu z gramů

Rozpuštěná látka se často váží v gramech, místo aby se její látkové množství měřilo přímo v molech. Před použitím vzorce pro molaritu je proto nutný další krok, při kterém se gramy převedou na moly.

1. Zjistěte molární hmotnost sloučeniny v gramech na mol.
2. Vydělte hmotnost v gramech molární hmotností a získáte látkové množství v molech.
3. Vydělte látkové množství v molech objemem roztoku v litrech.

Příklad: 10 g NaCl se rozpustí tak, aby vzniklo 500 mL (0,5 L) roztoku.

• Molární hmotnost NaCl: 22,99 + 35,45 = 58,44 g/mol
• Látkové množství: 10 g ÷ 58,44 g/mol ≈ 0,171 mol
• Molarita: 0,171 mol ÷ 0,5 L ≈ 0,342 M

Jak tato kalkulačka funguje

Kalkulačka na této stránce přijímá dva údaje: látkové množství rozpuštěné látky v molech a objem roztoku v litrech. Vydělí látkové množství objemem a zobrazí výsledek zaokrouhlený na čtyři desetinná místa.

Oba údaje musí být větší než nula. Hodnota nula nebo záporná hodnota v kterémkoli poli zobrazí místo výsledku chybové hlášení. Záporné množství rozpuštěné látky nemá fyzikální význam a objem roven nule by znemožnil dělení.

Údaje mohou pocházet také ze sdíleného odkazu, například ?moles=2.5&volume=0.5. Každá hodnota v odkazu, která není konečným číslem, se považuje za prázdné pole, takže kalkulačka vyžádá zadání místo zobrazení nesmyslného výsledku.

Příprava roztoku o známé molaritě

Chemici běžně postupují od cílové molarity zpět a zjišťují, kolik rozpuštěné látky mají odvážit.

Příklad: Připravte 250 mL (0,25 L) roztoku hydroxidu sodného (NaOH) o molaritě 0,1 M.

1. Potřebné látkové množství = molarita × objem = 0,1 M × 0,25 L = 0,025 mol
2. Potřebná hmotnost = látkové množství × molární hmotnost = 0,025 mol × 40 g/mol = 1 g
3. Rozpusťte 1 g NaOH ve vodě a přidávejte vodu, dokud objem roztoku nebude přesně 250 mL.

Ředění zásobního roztoku

Koncentrovaný „zásobní“ roztok lze zředit na nižší molaritu pomocí rovnice M₁V₁ = M₂V₂, kde M₁ a V₁ označují koncentraci a objem zásobního roztoku a M₂ a V₂ označují požadovanou koncentraci a objem po zředění.

Příklad: Připravte 500 mL roztoku o molaritě 0,2 M ze zásobního roztoku o molaritě 2 M.

$V_1 = \frac{M_2 \times V_2}{M_1} = \frac{0.2 \text{ M} \times 0.5 \text{ L}}{2 \text{ M}} = 0.05 \text{ L} = 50 \text{ mL}$

Přidání 50 mL zásobního roztoku o molaritě 2 M k dostatečnému množství vody, aby celkový objem dosáhl 500 mL, poskytne roztok s požadovanou koncentrací.

Molarita při titraci

Při titraci se roztok o známé koncentraci přidává k jinému roztoku, dokud reakce neskončí. Molarita propojuje naměřené objemy s množstvím reagující látky.

Příklad: 20 mL NaOH o molaritě 0,1 M neutralizuje 25 mL roztoku HCl o neznámé koncentraci.

1. Spotřebované látkové množství NaOH: 0,1 M × 0,020 L = 0,002 mol
2. HCl a NaOH reagují v poměru 1:1 (HCl + NaOH → NaCl + H₂O), takže látkové množství HCl = 0,002 mol.
3. Molarita HCl = 0,002 mol ÷ 0,025 L = 0,08 M

Jiné jednotky koncentrace

Molarita je jedním z několika způsobů vyjádření koncentrace. Každý se hodí pro jiné situace.

Dějiny

Myšlenka pevně stanovené počítací jednotky pro atomy a molekuly sahá k hypotéze Amedea Avogadra z roku 1811, která spojovala objem plynu s počtem částic. Chemici na tuto myšlenku v následujícím století navázali a definovali mol; po přijetí molu jako základní jednotky SI v roce 1971 se molarita stala standardním způsobem popisu koncentrace roztoku. V roce 2019 Mezinárodní unie pro čistou a užitou chemii (IUPAC) nově definovala mol pomocí pevné hodnoty Avogadrova čísla 6,02214076 × 10²³ namísto standardu založeného na hmotnosti.

Často kladené otázky

Jaký je rozdíl mezi molaritou a molalitou?

Molarita dělí látkové množství rozpuštěné látky objemem roztoku v litrech. Molalita dělí látkové množství rozpuštěné látky hmotností rozpouštědla v kilogramech. Protože se kapaliny při zahřívání mírně rozpínají, molarita se s teplotou trochu mění, zatímco molalita nikoli.

Může být molarita vyšší než 1 M?

Ano. Koncentrovaná kyselina chlorovodíková má přibližně 12 M a koncentrovaná kyselina sírová přibližně 18 M. Maximální možná molarita závisí na tom, kolik rozpuštěné látky se při dané teplotě rozpustí v rozpouštědle.

Jaká je molarita čisté vody?

Přibližně 55,3 M. Hustota vody při teplotě 25 °C je přibližně 997 g/l a její molární hmotnost je 18,02 g/mol, takže 997 ÷ 18,02 ≈ 55,3 mol/l. Toto číslo se používá při výpočtech rovnováh, protože odstranění malého množství vody z velkého objemu téměř nezmění její koncentraci.

Ovlivňuje teplota molaritu?

Mírně. Většina kapalin se při zahřívání rozpíná, takže stejné množství rozpuštěné látky zaujímá větší objem a molarita klesá. Molalita není teplotou ovlivněna, protože je založena na hmotnosti, nikoli na objemu.

Jak se molarita používá při titraci?

Při titraci se měří objem roztoku se známou molaritou, který je potřebný k úplné reakci s jiným roztokem. K výpočtu molarity neznámého roztoku se poté použije molární poměr reakčních látek z vyčíslené chemické rovnice.

Na kolik desetinných míst tato kalkulačka výsledek zobrazuje?

Výsledek se zobrazuje na čtyři desetinná místa. Počet skutečně významných číslic závisí na přesnosti zadaného látkového množství a objemu; výsledek by neměl být uváděn s větším počtem platných číslic, než dovoluje nejméně přesný vstup.