Molaarne osa kalkulaator - Tasuta veebi keemiainstrument

Mis on moolimurd?

Moolimurd kirjeldab, kui suur osa segust koosneb konkreetsest ainest. See võrdleb ühe komponendi moolide arvu kõigi segus olevate ainete moolide koguarvuga. Mool on lihtsalt osakeste loendamise ühik, umbes nagu „tosin” tähendab 12. See kalkulaator leiab lahuse või gaasisegu iga komponendi moolimurru, kui iga osa moolide arv on teada.

Moolimurru valem

Komponendi moolimurd saadakse, kui selle moolide arv jagada kõigi komponentide moolide koguarvuga.

χᵢ = nᵢ / n_total

• χᵢ (kii) on komponendi i moolimurd
• nᵢ on komponendi i moolide arv
• n_total on segu kõigi komponentide moolide summa

Moolimurrul ei ole ühikut, sest see on ühe ainehulga suhe teise, sama liiki ainehulka. Selle väärtus jääb alati 0 ja 1 vahele. Väärtus 0 tähendab, et komponent puudub. Väärtus 1 tähendab, et segu koosneb ainult sellest komponendist.

Kuidas arvutada moolimurdu

1. Loetlege kõik segu komponendid ja igaühe moolide arv. Kui komponendi mass on teada, kuid moolide arv mitte, jagage mass kõigepealt aine molaarmassiga, et saada moolide arv.
2. Liitke kõigi komponentide moolide arvud kokku, et saada moolide koguarv.
3. Jagage ühe komponendi moolide arv moolide koguarvuga. Tulemuseks on selle komponendi moolimurd.
4. Korrake seda iga komponendi puhul. Igas tegelikus segus annavad kõigi komponentide moolimurrud kokku 1.

Selle lehe kalkulaator teeb need sammud automaatselt. Sisestage iga komponendi nimi ja moolide arv ning kalkulaator arvutab kõik moolimurrud uuesti kohe, kui mõni väärtus muutub. Lubatud on ainult null ja positiivsed arvud, sest negatiivsel moolide arvul puudub füüsikaline tähendus; negatiivne sisestus märgitakse veaks ja loetakse väärtuseks 0.

Iga komponendi kohta näitab tulemuste tabel moolimurdu nelja kümnendkoha täpsusega ning sama väärtust protsendina kahe kümnendkoha täpsusega. Reas „Kokku” liidetakse moolide arvud ja moolimurrud. Tabeli all olev sektordiagramm näitab iga komponendi osakaalu. Kui kõik moolide arvud on tühjad või nullid, on koguarv 0, moolimurdu ei ole määratletud ning kalkulaator kuvab väärtuste sisestamist paluva teate, märkides iga moolimurru väärtuseks 0.

Läbitöötatud näide: kaks komponenti

Lahus sisaldab 2,0 mooli etanooli ja 3,0 mooli vett.

• Moolide koguarv = 2,0 + 3,0 = 5,0
• Etanooli moolimurd = 2,0 / 5,0 = 0,40
• Vee moolimurd = 3,0 / 5,0 = 0,60

Kontroll: 0,40 + 0,60 = 1,00, nagu oodata.

Läbitöötatud näide: kolm komponenti

Gaasisegu sisaldab 1,5 mooli lämmastikku, 0,5 mooli hapnikku ja 0,2 mooli argooni.

• Moolide koguarv = 1,5 + 0,5 + 0,2 = 2,2
• Lämmastiku moolimurd = 1,5 / 2,2 ≈ 0,682
• Hapniku moolimurd = 0,5 / 2,2 ≈ 0,227
• Argooni moolimurd = 0,2 / 2,2 ≈ 0,091

Kontroll: 0,682 + 0,227 + 0,091 = 1,000.

Moolimurru omadused

• Ühikud puuduvad. See on lihtne suhe ja seetõttu puudub sellel mõõtühik.
• Summa on üks. Igas tegelikus segus annavad kõigi komponentide moolimurrud kokku 1.
• Väärtus jääb 0 ja 1 vahele. Kogu segu moodustava komponendi moolimurd on 1.
• Ei sõltu temperatuurist ega rõhust. Kuna moolimurd on ainehulkade suhe, ei muuda segu kuumutamine ega jahutamine seda, erinevalt mahul põhinevatest kontsentratsiooniühikutest.
• Teisendub hõlpsasti protsendiks. Mooliprotsendi saamiseks korrutage moolimurd arvuga 100. Moolimurd 0,25 võrdub 25 mol%.

Moolimurd ja muud kontsentratsiooniühikud

Keemikud kasutavad aine sisalduse kirjeldamiseks segus mitut viisi:

• Molaarsus on aine moolide arv ühe liitri lahuse kohta.
• Molaalsus on aine moolide arv ühe kilogrammi lahusti kohta.
• Massimurd on aine mass jagatud segu kogumassiga.

Moolimurd erineb neist, sest see loendab osakesi, mitte massi ega ruumala. Seetõttu on see kasulik olukordades, kus osakeste arv on olulisem kui nende mass, näiteks gaasiseaduste ja aururõhu puhul.

Kus moolimurdu kasutatakse

• Raoult’ seadus kasutab lahusti moolimurdu, et ennustada, kui palju lahustunud aine selle aururõhku vähendab.
• Daltoni osarõhkude seadus väidab, et gaasi osarõhk segus võrdub selle moolimurru ja kogurõhu korrutisega: Pᵢ = χᵢ × P_total.
• Kolligatiivsed omadused, näiteks keemistemperatuuri tõus ja külmumistemperatuuri langus, sõltuvad lahustunud aine moolimurrust.
• Lahuste valmistamisel laboris ja tööstuses määratakse sageli täpsed moolimurrud, et segu omadusi kontrollida.

Korduma kippuvad küsimused

Mis vahe on moolimurrul ja massimurrul? Moolimurd võrdleb iga komponendi moolide arvu. Massimurd võrdleb iga komponendi massi. Need kaks on võrdsed ainult siis, kui kõigil komponentidel on sama molaarmass.

Kas moolimurd võib olla suurem kui 1? Ei. Moolimurd ei saa olla suurem kui 1, sest komponent ei saa moodustada rohkem kui kogu segu. Tegelikus segus annavad kõigi komponentide moolimurrud täpselt kokku 1.

Kuidas teisendada moolimurdu protsendiks? Korrutage moolimurd arvuga 100. Näiteks moolimurd 0,15 võrdub 15 mol%.

Kuidas leida moolimurdu, kui teada on ainult iga komponendi mass? Teisendage kõigepealt iga mass moolideks, kasutades valemit moolide arv = mass ÷ molaarmass. Seejärel jagage iga komponendi moolide arv moolide koguarvuga, et saada selle moolimurd.

Mis juhtub, kui komponendil on null mooli? Selle moolimurd on 0, mis tähendab, et komponenti segus ei ole. Kalkulaator käsitleb seda veata ning sektordiagramm jätab välja kõik komponendid, mille moolimurd on 0.

Kas moolimurdu kasutatakse nii gaaside kui ka vedelike puhul? Jah. Moolimurdu saab kasutada mis tahes faasis segude puhul, sealhulgas gaasisegude, vedellahuste ja tahkete segude, näiteks sulamite korral.