Molaritetsberegner - Beregn opløsningskoncentration (mol/L)

Hvad er molaritet?

Molaritet er en måde at måle, hvor meget af et stof der er opløst i en væske. Den defineres som antallet af mol opløst stof pr. liter opløsning og skrives som mol/L eller symbolet M. En opløsning mærket "1 M" indeholder ét mol opløst stof pr. liter.

Molaritetsformel

Molariteten beregnes med en simpel division:

$\text{Molaritet (M)} = \frac{\text{Mol opløst stof (mol)}}{\text{Opløsningens volumen (L)}}$

• Mol opløst stof er mængden af opløst stof målt i mol.
• Opløsningens volumen er væskens samlede volumen, efter at stoffet er helt opløst, målt i liter.
• Molaritet er resultatet i mol pr. liter (mol/L), også kaldet M.

Regneeksempel

Når 2 mol natriumchlorid (NaCl) opløses i tilstrækkeligt vand til at fremstille 0,5 liter opløsning, fås:

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

Opløsningen har en koncentration på 4 mol pr. liter, skrevet som 4 M.

Sådan beregnes molaritet ud fra gram

Opløst stof vejes ofte i gram i stedet for at blive målt direkte i mol. Et ekstra trin omregner gram til mol, før molaritetsformlen anvendes.

1. Find stoffets molarmasse i gram pr. mol.
2. Divider massen i gram med molarmassen for at få mol.
3. Divider antallet af mol med opløsningens volumen i liter.

Eksempel: 10 g NaCl opløses, så der fremstilles 500 mL (0,5 L) opløsning.

• NaCl's molarmasse: 22,99 + 35,45 = 58,44 g/mol
• Mol: 10 g ÷ 58,44 g/mol ≈ 0,171 mol
• Molaritet: 0,171 mol ÷ 0,5 L ≈ 0,342 M

Sådan fungerer denne beregner

Beregneren på denne side tager imod to indtastninger: mængden af opløst stof i mol og opløsningens volumen i liter. Den dividerer mol med volumen og viser resultatet afrundet til fire decimaler.

Begge indtastninger skal være større end nul. En værdi på nul eller derunder i et af felterne viser en fejlmeddelelse i stedet for et resultat. En negativ mængde opløst stof har ingen fysisk betydning, og et volumen på nul ville gøre divisionen umulig.

Indtastninger kan også komme fra et delt link, f.eks. ?moles=2.5&volume=0.5. Enhver værdi i linket, som ikke er et endeligt tal, behandles som et tomt felt, så beregneren beder om en indtastning i stedet for at vise et meningsløst resultat.

Fremstilling af en opløsning med kendt molaritet

Kemikere arbejder ofte baglæns fra en ønsket molaritet for at finde ud af, hvor meget opløst stof der skal afvejes.

Eksempel: Fremstil 250 mL (0,25 L) af en 0,1 M natriumhydroxidopløsning (NaOH).

1. Nødvendige mol = molaritet × volumen = 0,1 M × 0,25 L = 0,025 mol
2. Nødvendig masse = mol × molarmasse = 0,025 mol × 40 g/mol = 1 g
3. Opløs 1 g NaOH i vand, og tilsæt vand, indtil opløsningen har et nøjagtigt volumen på 250 mL.

Fortynding af en stamopløsning

En koncentreret »stamopløsning« kan fortyndes til en lavere molaritet ved hjælp af ligningen M₁V₁ = M₂V₂, hvor M₁ og V₁ er stamopløsningens koncentration og volumen, og M₂ og V₂ er den ønskede koncentration og volumen efter fortyndingen.

Eksempel: Fremstil 500 mL af en 0,2 M opløsning ud fra en 2 M stamopløsning.

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

Tilsætning af 50 mL af 2 M stamopløsningen til tilstrækkeligt vand til at nå et samlet volumen på 500 mL giver den ønskede koncentration.

Molaritet ved titrering

Ved en titrering tilsættes en opløsning med kendt koncentration til en anden, indtil en reaktion er afsluttet. Molariteten forbinder de målte volumener med mængden af stof, der reagerer.

Eksempel: 20 mL 0,1 M NaOH neutraliserer 25 mL af en saltsyreopløsning med ukendt koncentration.

1. Anvendte mol NaOH: 0,1 M × 0,020 L = 0,002 mol
2. HCl og NaOH reagerer i forholdet 1:1 (HCl + NaOH → NaCl + H₂O), så antallet af mol HCl = 0,002 mol.
3. HCl's molaritet = 0,002 mol ÷ 0,025 L = 0,08 M

Andre koncentrationsenheder

Molaritet er én af flere måder at angive koncentration på. Hver metode egner sig til forskellige situationer.

Historie

Ideen om en fast tælleenhed for atomer og molekyler kan føres tilbage til Amedeo Avogadros hypotese fra 1811, som forbinder gasvolumen med antallet af partikler. Kemikere byggede videre på dette i det følgende århundrede for at definere mol, og molaritet blev den almindelige måde at beskrive koncentrationen af opløsninger på, da mol blev indført som en SI-grundenhed i 1971. I 2019 omdefinerede International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC) molen ved hjælp af en fast værdi for Avogadros konstant, 6,02214076 × 10²³, i stedet for en massebaseret standard.

Ofte stillede spørgsmål

Hvad er forskellen mellem molaritet og molalitet?

Molaritet dividerer mol opløst stof med liter opløsning. Molalitet dividerer mol opløst stof med kilogram opløsningsmiddel. Da væsker udvider sig en smule ved opvarmning, ændrer molariteten sig lidt med temperaturen, mens molaliteten ikke gør.

Kan molariteten være højere end 1 M?

Ja. Koncentreret saltsyre er omkring 12 M, og koncentreret svovlsyre er omkring 18 M. Den maksimalt mulige molaritet afhænger af, hvor meget af det opløste stof der kan opløses i opløsningsmidlet ved den pågældende temperatur.

Hvad er molariteten af rent vand?

Omkring 55,3 M. Vands densitet ved 25 °C er omkring 997 g/L, og dets molarmasse er 18,02 g/mol, så 997 ÷ 18,02 ≈ 55,3 mol/L. Dette tal bruges i ligevægtsberegninger, fordi fjernelse af en lille mængde vand fra et stort volumen kun ændrer koncentrationen meget lidt.

Påvirker temperaturen molariteten?

I mindre grad. De fleste væsker udvider sig, når de opvarmes, så den samme mængde opløst stof optager et større volumen, hvilket sænker molariteten. Molaliteten påvirkes ikke af temperaturen, fordi den er baseret på masse og ikke volumen.

Hvordan anvendes molaritet ved titrering?

Ved en titrering måles det volumen af en opløsning med kendt molaritet, der er nødvendigt for at reagere fuldstændigt med en anden opløsning. Stoffernes molforhold fra den afstemte kemiske reaktionsligning bruges derefter til at beregne den ukendte opløsnings molaritet.

Hvor mange decimaler viser denne beregner?

Resultatet vises med fire decimaler. Hvor mange cifre der faktisk er meningsfulde, afhænger af præcisionen af de indtastede mol- og volumenangivelser; et resultat bør ikke angives med flere betydende cifre, end den mindst præcise indtastning tillader.