Mooliosuuslaskuri - Ilmainen Online-Kemian Työkalu

Mikä on mooliosuus?

Mooliosuus on tapa kuvata, kuinka suuri osa seoksesta koostuu tietystä aineesta. Se vertaa yhden komponentin moolimäärää kaikkien seoksen aineiden yhteenlaskettuun moolimäärään. Mooli on yksinkertaisesti hiukkasten laskemiseen käytettävä yksikkö, aivan kuten ”tusina” tarkoittaa 12. Tämä laskin määrittää liuoksen tai kaasuseoksen jokaisen komponentin mooliosuuden, kun kunkin osan moolimäärä tunnetaan.

Mooliosuuden kaava

Komponentin mooliosuus saadaan jakamalla sen moolimäärä kaikkien komponenttien yhteenlasketulla moolimäärällä.

χᵢ = nᵢ / n_total

• χᵢ (khi) on komponentin i mooliosuus
• nᵢ on komponentin i moolimäärä
• n_total on seoksen kaikkien komponenttien moolimäärien summa

Mooliosuudella ei ole yksikköä, koska se on yhden samanlaisen suureen määrän suhde toiseen määrään. Sen arvo on aina 0:n ja 1:n välillä. Arvo 0 tarkoittaa, että komponenttia ei ole. Arvo 1 tarkoittaa, että seos koostuu yksinomaan kyseisestä komponentista.

Mooliosuuden laskeminen

1. Luettele seoksen kaikki komponentit ja kunkin moolimäärä. Jos komponentin massa tunnetaan moolimäärän sijaan, jaa massa ensin aineen moolimassalla saadaksesi moolimäärän.
2. Laske kaikkien komponenttien moolimäärät yhteen saadaksesi kokonaismoolimäärän.
3. Jaa yhden komponentin moolimäärä kokonaismoolimäärällä. Tulos on kyseisen komponentin mooliosuus.
4. Toista lasku jokaiselle komponentille. Kaikkien komponenttien mooliosuuksien summa on todellisessa seoksessa 1.

Tämän sivun laskin suorittaa nämä vaiheet automaattisesti. Syötä kunkin komponentin nimi ja moolimäärä, niin laskin laskee kaikki mooliosuudet uudelleen heti, kun jokin arvo muuttuu. Se hyväksyy vain nollan tai positiivisia lukuja, koska negatiivisella moolimäärällä ei ole fysikaalista merkitystä; negatiivinen syöte merkitään virheelliseksi ja sen arvoksi lasketaan 0.

Tulostaulukossa kunkin komponentin mooliosuus esitetään neljän desimaalin tarkkuudella ja sama arvo prosenttiosuutena kahden desimaalin tarkkuudella. Yhteensä-rivillä esitetään moolimäärien ja mooliosuuksien summat. Taulukon alapuolella oleva ympyräkaavio näyttää kunkin komponentin osuuden. Jos kaikki moolimäärät ovat tyhjiä tai nollia, kokonaismäärä on 0, mooliosuutta ei ole määritelty ja laskin näyttää arvoja pyytävän ilmoituksen sekä ilmoittaa jokaisen osuuden arvona 0.

Kaksi komponenttia

Liuos sisältää etanolia 2,0 moolia ja vettä 3,0 moolia.

• Kokonaismoolimäärä = 2,0 + 3,0 = 5,0
• Etanolin mooliosuus = 2,0 / 5,0 = 0,40
• Veden mooliosuus = 3,0 / 5,0 = 0,60

Tarkistus: 0,40 + 0,60 = 1,00, kuten pitääkin.

Kolme komponenttia

Kaasuseos sisältää typpeä 1,5 moolia, happea 0,5 moolia ja argonia 0,2 moolia.

• Kokonaismoolimäärä = 1,5 + 0,5 + 0,2 = 2,2
• Typen mooliosuus = 1,5 / 2,2 ≈ 0,682
• Hapen mooliosuus = 0,5 / 2,2 ≈ 0,227
• Argonin mooliosuus = 0,2 / 2,2 ≈ 0,091

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

Mooliosuuden ominaisuudet

• Ei yksikköä. Se on pelkkä suhde, joten sillä ei ole mittayksikköä.
• Summa on yksi. Kaikkien komponenttien mooliosuuksien summa on todellisessa seoksessa 1.
• Vaihtelee välillä 0–1. Koko seoksen muodostavan komponentin mooliosuus on 1.
• Ei riipu lämpötilasta tai paineesta. Koska mooliosuus on määrien suhde, seoksen lämmittäminen tai jäähdyttäminen ei muuta sitä toisin kuin tilavuuteen perustuvia pitoisuusyksiköitä.
• Muunnettavissa helposti prosenttiosuudeksi. Kerro mooliosuus luvulla 100 saadaksesi mooliprosentin. Mooliosuus 0,25 vastaa arvoa 25 mol%.

Mooliosuus ja muut pitoisuusyksiköt

Kemistit käyttävät useita tapoja kuvaamaan, kuinka paljon jotakin ainetta seoksessa on:

• Ainemääräpitoisuus on aineen moolimäärä liuoksen litraa kohti.
• Molaliteetti on aineen moolimäärä liuottimen kilogrammaa kohti.
• Massaosuus on aineen massan suhde seoksen kokonaismassaan.

Mooliosuus eroaa näistä siinä, että se perustuu hiukkasten lukumäärään eikä massaan tai tilavuuteen. Siksi se on hyödyllinen tilanteissa, joissa hiukkasten lukumäärä on niiden massaa tärkeämpi, kuten kaasulakien ja höyrynpaineen yhteydessä.

Mihin mooliosuutta käytetään?

• Raoult'n laki käyttää liuottimen mooliosuutta ennustamaan, kuinka paljon liuennut aine alentaa sen höyrynpainetta.
• Daltonin osapaineiden laki toteaa, että kaasun osapaine seoksessa on sen mooliosuuden ja kokonaispaineen tulo: Pᵢ = χᵢ × P_total.
• Kolligatiiviset ominaisuudet, kuten kiehumispisteen kohoaminen ja jäätymispisteen aleneminen, riippuvat liuenneen aineen mooliosuudesta.
• Liuosten valmistuksessa laboratoriossa ja teollisuudessa määritetään usein tarkat mooliosuudet seoksen ominaisuuksien hallitsemiseksi.

Usein kysyttyä

Mitä eroa on mooliosuudella ja massaosuudella? Mooliosuus vertailee kunkin komponentin ainemääriä mooleina. Massaosuus vertailee kunkin komponentin massaa. Ne ovat yhtä suuret vain silloin, kun kaikilla komponenteilla on sama moolimassa.

Voiko mooliosuus olla suurempi kuin 1? Ei. Mooliosuus ei voi olla suurempi kuin 1, koska komponentti ei voi muodostaa enempää kuin koko seoksen. Todellisessa seoksessa kaikkien komponenttien mooliosuuksien summa on täsmälleen 1.

Miten mooliosuus muunnetaan prosenttiosuudeksi? Kerro mooliosuus luvulla 100. Esimerkiksi mooliosuus 0,15 vastaa arvoa 15 mol%.

Miten mooliosuus määritetään, jos kunkin komponentin massat tunnetaan mutta moolimääriä ei? Muunna ensin kukin massa moolimääräksi käyttäen kaavaa moolimäärä = massa ÷ moolimassa. Jaa sen jälkeen kunkin komponentin moolimäärä kokonaismoolimäärällä saadaksesi sen mooliosuuden.

Mitä tapahtuu, jos komponentin moolimäärä on nolla? Sen mooliosuus on 0, mikä tarkoittaa, ettei komponenttia ole seoksessa. Laskin käsittelee tämän ilman virhettä, ja ympyräkaavio jättää pois komponentin, jonka mooliosuus on 0.

Sovelletaanko mooliosuutta sekä kaasuihin että nesteisiin? Kyllä. Mooliosuutta voidaan käyttää minkä tahansa faasin seoksiin, kuten kaasuseoksiin, nestemäisiin liuoksiin ja kiinteisiin seoksiin, esimerkiksi metalliseoksiin.