Laske liuoksen molaliteetti syöttämällä liuottimen massa, liuoksen massa ja moolimassa. Tukee useita yksiköitä ja tarjoaa välittömiä tuloksia kemian sovelluksille.
Molaliteetti on liuenneiden moolien määrä per kilogramma liuotinaineita. Se lasketaan seuraavalla kaavalla:
Molalite laskin on tarkka, käyttäjäystävällinen työkalu, joka on suunniteltu laskemaan kemiallisten liuosten molaliteetti. Molaliteetti (merkittynä 'm') on tärkeä pitoisuusyksikkö kemiassa, joka mittaa liuennut aineen moolien määrää kilogrammaa liuottimessa kohti. Toisin kuin molaarisuus, joka muuttuu lämpötilan mukaan tilavuuden vaihteluiden vuoksi, molaliteetti pysyy vakaana riippumatta lämpötilan vaihteluista, mikä tekee siitä erityisen arvokkaan termodynaamisissa laskelmissa, kollegatiivisten ominaisuuksien tutkimuksissa ja laboratoriovalmisteluissa, jotka vaativat lämpötilasta riippumattomia pitoisuusmittauksia.
Tämä laskin mahdollistaa liuoksen molaliteetin tarkan määrittämisen syöttämällä liuennut aineen massan, liuottimen massan ja liuennut aineen moolimassan. Erilaisten massayksiköiden (grammat, kilogrammat ja milligrammat) tuki tekee Molalite laskimesta välittömän tuloksen tarjoavan työkalun opiskelijoille, kemisteille, apteekkareille ja tutkijoille, jotka työskentelevät liuoskemiassa.
Molaliteetti määritellään liuennut aineen moolien määräksi, joka on liuotettu yhteen kilogrammaan liuotinta. Molaliteetin kaava on:
Missä:
Koska moolit lasketaan jakamalla aineen massa sen moolimassalla, voimme laajentaa kaavaa seuraavasti:
Missä:
Määritä liuennut aineen massa (liuennut aine)
Tunnista liuennut aineen moolimassa
Mittaa liuottimen massa (yleensä vettä)
Muunna kaikki mittaukset yhteensopiviksi yksiköiksi
Laske liuennut aineen moolien määrä
Laske molaliteetti
Meidän Molalite laskin yksinkertaistaa tämän prosessin:
Matemaattinen lauseke molaliteetille on:
Missä:
Työskennellessäsi erilaisten yksiköiden kanssa, muunnoksia tarvitaan:
Massa muunnokset:
Liuennut aineen massa:
Liuottimen massa:
Laske liuoksen molaliteetti, joka sisältää 10 g NaCl:ia (moolimassa = 58.44 g/mol) liuotettuna 500 g veteen.
Ratkaisu:
Laske liuoksen molaliteetti, joka sisältää 25 mg glukoosia (C₆H₁₂O₆, moolimassa = 180.16 g/mol) liuotettuna 15 g veteen.
Ratkaisu:
Laske liuoksen molaliteetti, joka sisältää 100 g KOH:ta (moolimassa = 56.11 g/mol) liuotettuna 250 g veteen.
Ratkaisu:
Liuosten valmistaminen lämpötilasta riippumattomasti
Analyyttinen kemia
Tutkimus ja kehitys
Lääketeollisuus
Kemianteollisuus
Elintarvike- ja juomateollisuus
Fysikaalisen kemian tutkimukset
Biokemian tutkimus
Ympäristötiede
Vaikka molaliteetti on arvokas monille sovelluksille, muut pitoisuusyksiköt voivat olla sopivampia tietyissä tilanteissa:
Molaarisuus (M): Liuennut aineen moolit litrassa liuosta
Massaprosentti (% w/w): Liuennut aineen massa 100 yksikön liuoksen massassa
Moolifraktio (χ): Liuennut aineen moolit jaettuna liuoksen kokonaismoolien määrällä
Normaalisuus (N): Gramman ekvivalentit liuosta kohti litrassa
Molaliteetin käsite syntyi 1800-luvun lopulla, kun kemistit etsivät tarkempia tapoja kuvata liuosten pitoisuuksia. Vaikka molaarisuus (moolit litrassa liuosta) oli jo käytössä, tiedemiehet tunnistivat sen rajoitukset lämpötilasta riippuvaisissa tutkimuksissa.
1880-luvulla Jacobus Henricus van 't Hoff ja François-Marie Raoult tekivät uraauurtavaa työtä liuosten kollegatiivisten ominaisuuksien parissa. Heidän tutkimuksensa jäätymispisteen laskusta, kiehumispisteen noususta ja osmoottisesta paineesta vaati pitoisuusyksikköä, joka pysyi vakaana riippumatta lämpötilan muutoksista. Tämä tarve johti molaliteetin viralliseen hyväksyntään standardiyksikkönä.
1900-luvun alussa molaliteetista oli tullut standardiyksikkö fysikaalisessa kemiassa, erityisesti termodynaamisissa tutkimuksissa. Kansainvälinen puhtaan ja soveltavan kemian liitto (IUPAC) tunnusti virallisesti molaliteetin standardipitoisuuden yksikkönä määritellen sen moolien määräksi liuennutta ainetta kilogrammaa kohti liuotinta.
Nykyään molaliteetti on edelleen olennainen pitoisuusyksikkö monilla tieteellisillä aloilla:
Digitaalisten työkalujen, kuten Molalite laskimen, kehitys on tehnyt näiden laskelmien helpommaksi opiskelijoille ja ammattilaisille, mikä helpottaa tarkkaa ja tehokasta tieteellistä työtä.
Tässä on esimerkkejä siitä, kuinka laskea molaliteetti eri ohjelmointikielissä:
1' Excel-kaava molaliteetin laskemiseen
2' Oletetaan:
3' A1 = Liuennut aineen massa (g)
4' B1 = Liuennut aineen moolimassa (g/mol)
5' C1 = Liuottimen massa (g)
6=A1/B1/(C1/1000)
71def calculate_molality(solute_mass, solute_unit, solvent_mass, solvent_unit, molar_mass):
2 # Muunna liuennut aineen massa grammoiksi
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: # grammoina
8 solute_mass_g = solute_mass
9
10 # Muunna liuottimen massa kilogrammoiksi
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: # kilogrammoina
16 solvent_mass_kg = solvent_mass
17
18 # Laske liuennut aineen moolit
19 moles_solute = solute_mass_g / molar_mass
20
21 # Laske molaliteetti
22 molality = moles_solute / solvent_mass_kg
23
24 return molality
25
26# Esimerkkikäyttö
27nacl_molality = calculate_molality(10, 'g', 1, 'kg', 58.44)
28print(f"NaCl-liuoksen molaliteetti: {nacl_molality:.4f} mol/kg")
291function calculateMolality(soluteMass, soluteUnit, solventMass, solventUnit, molarMass) {
2 // Muunna liuennut aineen massa grammoiksi
3 let soluteMassInGrams = soluteMass;
4 if (soluteUnit === 'kg') {
5 soluteMassInGrams = soluteMass * 1000;
6 } else if (soluteUnit === 'mg') {
7 soluteMassInGrams = soluteMass / 1000;
8 }
9
10 // Muunna liuottimen massa kilogrammoiksi
11 let solventMassInKg = solventMass;
12 if (solventUnit === 'g') {
13 solventMassInKg = solventMass / 1000;
14 } else if (solventUnit === 'mg') {
15 solventMassInKg = solventMass / 1000000;
16 }
17
18 // Laske liuennut aineen moolit
19 const molesOfSolute = soluteMassInGrams / molarMass;
20
21 // Laske molaliteetti
22 const molality = molesOfSolute / solventMassInKg;
23
24 return molality;
25}
26
27// Esimerkkikäyttö
28const nacl_molality = calculateMolality(10, 'g', 1, 'kg', 58.44);
29console.log(`NaCl-liuoksen molaliteetti: ${nacl_molality.toFixed(4)} mol/kg`);
301public class MolalityCalculator {
2 public static double calculateMolality(double soluteMass, String soluteUnit,
3 double solventMass, String solventUnit,
4 double molarMass) {
5 // Muunna liuennut aineen massa grammoiksi
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 // Muunna liuottimen massa kilogrammoiksi
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 // Laske liuennut aineen moolit
22 double molesOfSolute = soluteMassInGrams / molarMass;
23
24 // Laske molaliteetti
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("NaCl-liuoksen molaliteetti: %.4f mol/kg%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 // Muunna liuennut aineen massa grammoiksi
9 double soluteMassInGrams = soluteMass;
10 if (soluteUnit == "kg") {
11 soluteMassInGrams = soluteMass * 1000;
12 } else if (soluteUnit == "mg") {
13 soluteMassInGrams = soluteMass / 1000;
14 }
15
16 // Muunna liuottimen massa kilogrammoiksi
17 double solventMassInKg = solventMass;
18 if (solventUnit == "g") {
19 solventMassInKg = solventMass / 1000;
20 } else if (solventUnit == "mg") {
21 solventMassInKg = solventMass / 1000000;
22 }
23
24 // Laske liuennut aineen moolit
25 double molesOfSolute = soluteMassInGrams / molarMass;
26
27 // Laske molaliteetti
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 << "NaCl-liuoksen molaliteetti: " << std::fixed << std::setprecision(4)
36 << naclMolality << " mol/kg" << std::endl;
37 return 0;
38}
391calculate_molality <- function(solute_mass, solute_unit, solvent_mass, solvent_unit, molar_mass) {
2 # Muunna liuennut aineen massa grammoiksi
3 solute_mass_g <- switch(solute_unit,
4 "g" = solute_mass,
5 "kg" = solute_mass * 1000,
6 "mg" = solute_mass / 1000)
7
8 # Muunna liuottimen massa kilogrammoiksi
9 solvent_mass_kg <- switch(solvent_unit,
10 "kg" = solvent_mass,
11 "g" = solvent_mass / 1000,
12 "mg" = solvent_mass / 1000000)
13
14 # Laske liuennut aineen moolit
15 moles_solute <- solute_mass_g / molar_mass
16
17 # Laske molaliteetti
18 molality <- moles_solute / solvent_mass_kg
19
20 return(molality)
21}
22
23# Esimerkkikäyttö
24nacl_molality <- calculate_molality(10, "g", 1, "kg", 58.44)
25cat(sprintf("NaCl-liuoksen molaliteetti: %.4f mol/kg\n", nacl_molality))
26Molaliteetti (m) on liuennut aineen moolit kilogrammaa liuottimessa kohti, kun taas molaarisuus (M) on liuennut aineen moolit litraa liuosta kohti. Tärkein ero on se, että molaliteetti käyttää vain liuottimen massaa, kun taas molaarisuus käyttää koko liuoksen tilavuutta. Molaliteetti pysyy vakaana lämpötilan muutoksissa, koska massa ei muutu lämpötilan mukaan, kun taas molaarisuus vaihtelee lämpötilan mukaan, koska tilavuus muuttuu lämpötilan myötä.
Molaliteetti on parempi kokeissa, jotka liittyvät lämpötilan muutoksiin, kuten jäätymispisteen lasku tai kiehumispisteen nousu. Koska molaliteetti perustuu massaan eikä tilavuuteen, se pysyy vakaana riippumatta lämpötilan vaihteluista. Tämä tekee siitä erityisen arvokkaan termodynaamisissa laskelmissa ja kollegatiivisten ominaisuuksien tutkimuksissa, joissa lämpötila on muuttuja.
Molaliteetin ja molaarisuuden muuntaminen vaatii liuoksen tiheyden ja liuennut aineen moolimassan tuntemista. Arvioitu muunnos on:
Missä:
Laimeissa vesiliuoksissa molaarisuuden ja molaliteetin arvot ovat usein hyvin lähellä toisiaan numeerisesti.
Molaliteetti ei voi olla negatiivinen, koska se edustaa fyysistä määrää (pitoisuus). Se voi olla nolla, kun liuennutta ainetta ei ole (puhdas liuotin), mutta tämä olisi yksinkertaisesti puhdas liuotin eikä liuos. Käytännön laskelmissa työskentelemme tyypillisesti positiivisten, nollasta poikkeavien molaliteettiarvojen kanssa.
Jäätymispisteen lasku (ΔTf) on suoraan verrannollinen liuoksen molaliteettiin kaavan mukaan:
Missä:
Tämä suhde tekee molaliteetista erityisen hyödyllisen kryoskooppisissa tutkimuksissa.
Puhtaalla vedellä ei ole molaliteettiarvoa, koska molaliteetti määritellään liuennut aineen moolien määräksi kilogrammaa liuottimessa kohti. Puhtaassa vedessä ei ole liuennutta ainetta, joten molaliteetin käsite ei päde. Voisimme sanoa, että puhdas vesi ei ole liuos, vaan puhdas aine.
Osmoottinen paine (π) liittyy molaliteettiin van 't Hoffin kaavan kautta:
Missä M on molaarisuus, R on kaasuvakio ja T on lämpötila. Laimeissa liuoksissa molaarisuus on suunnilleen yhtä suuri kuin molaliteetti, joten molaliteettia voidaan käyttää tässä kaavassa vähäisellä virheellä. Tiheämmissä liuoksissa muunnos molaliteetin ja molaarisuuden välillä on tarpeen.
Kyllä, maksimaalinen mahdollinen molaliteetti on rajoitettu liuennut aineen liukoisuudella liuottimessa. Kun liuotin tulee kylläiseksi liuennutta ainetta, lisää ei voi liueta, mikä asettaa ylärajan molaliteetille. Tämä raja vaihtelee laajalti riippuen spesifisestä liuennut aine -liuotin parista ja olosuhteista, kuten lämpötilasta ja paineesta.
Molaliteetti laskin antaa tarkkoja matemaattisia tuloksia syötettyjen tietojen perusteella. Kuitenkin erittäin tiheissä tai ei-ideaalisissa liuoksissa liuennut aineen ja liuottimen vuorovaikutukset voivat vaikuttaa liuoksen todelliseen käyttäytymiseen. Tällaisissa tapauksissa lasketut molaliteettiarvot ovat silti oikein pitoisuusmittauksina, mutta ominaisuuksien ennustaminen, joka perustuu ideaaliliuoksen käyttäytymiseen, saattaa vaatia korjaustekijöitä.
Kyllä, molaliteettia voidaan käyttää sekoitetuilla liuottimilla, mutta määritelmän soveltamista on käsiteltävä huolellisesti. Tällaisissa tapauksissa lasketaan molaliteetti suhteessa kaikkien liuottimien yhteenlaskettuun massaan. Kuitenkin tarkassa työssä sekoitetuilla liuottimilla muut pitoisuusyksiköt, kuten moolifraktio, voivat olla sopivampia.
Atkins, P. W., & de Paula, J. (2014). Atkinsin fysikaalinen kemia (10. painos). Oxford University Press.
Chang, R., & Goldsby, K. A. (2015). Kemia (12. painos). McGraw-Hill Education.
Harris, D. C. (2015). Quantitative Chemical Analysis (9. painos). W. H. Freeman and Company.
IUPAC. (2019). Kemiallisen terminologian kokoelma (”Kultakirja”). Blackwell Scientific Publications.
Levine, I. N. (2008). Fysikaalinen kemia (6. painos). McGraw-Hill Education.
Silberberg, M. S., & Amateis, P. (2018). Kemia: Aineen molekulaarinen luonne ja muutos (8. painos). McGraw-Hill Education.
Zumdahl, S. S., & Zumdahl, S. A. (2016). Kemia (10. painos). Cengage Learning.
Brown, T. L., LeMay, H. E., Bursten, B. E., Murphy, C. J., Woodward, P. M., & Stoltzfus, M. W. (2017). Kemia: Keskus tiede (14. painos). Pearson.
Molaliteetti laskin tarjoaa nopean, tarkan tavan määrittää liuosten pitoisuus molaliteetin muodossa. Olitpa opiskelija, joka oppii liuoskemiasta, tutkija, joka suorittaa kokeita, tai ammattilainen, joka työskentelee laboratoriossa, tämä työkalu yksinkertaistaa laskentaprosessia ja auttaa varmistamaan tarkkuuden työssäsi.
Molaliteetin ymmärtäminen ja sen sovellukset ovat olennaisia monilla kemian aloilla, erityisesti niillä, jotka liittyvät termodynamiikkaan, kollegatiivisiin ominaisuuksiin ja lämpötilasta riippuviin prosesseihin. Käyttämällä tätä laskinta voit säästää aikaa manuaalisissa laskelmissa ja samalla saada syvempää ymmärrystä pitoisuus suhteista kemiallisissa liuoksissa.
Kokeile Molaliteetti laskinta tänään yksinkertaistaaksesi liuoksen valmistusprosessia ja parantaaksesi pitoisuusmittaustesi tarkkuutta!
Löydä lisää työkaluja, jotka saattavat olla hyödyllisiä työnkulullesi