Kalkulator Molarnosti - Izračunaj Koncentraciju Otopine (mol/L)

Što je molarnost?

Molarnost je način mjerenja količine tvari otopljene u tekućini. Definira se kao broj molova otopljene tvari po litri otopine, a zapisuje se kao mol/L ili simbolom M. Otopina označena s „1 M” sadrži jedan mol otopljene tvari u svakoj litri.

Formula za molarnost

Molarnost se izračunava jednostavnim dijeljenjem:

$\text{Molarnost (M)} = \frac{\text{Molovi otopljene tvari (mol)}}{\text{Volumen otopine (L)}}$

• Molovi otopljene tvari količina su otopljene tvari izražena u molovima.
• Volumen otopine ukupni je volumen tekućine nakon što se otopljena tvar potpuno otopi, izražen u litrama.
• Molarnost je rezultat izražen u molovima po litri (mol/L), a naziva se i M.

Primjer izračuna

Otapanjem 2 mola natrijeva klorida (NaCl) u dovoljnoj količini vode da se dobije 0,5 litara otopine dobiva se:

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

Otopina ima koncentraciju od 4 mola po litri, što se zapisuje kao 4 M.

Kako izračunati molarnost iz grama

Otopljena se tvar često važe u gramima, umjesto da se njezina količina izravno mjeri u molovima. Dodatnim se korakom grami pretvaraju u molove prije primjene formule za molarnost.

1. Odredite molarnu masu spoja u gramima po molu.
2. Podijelite masu u gramima molarnom masom da biste dobili broj molova.
3. Podijelite broj molova volumenom otopine u litrama.

Primjer: 10 g NaCl-a otopi se tako da se dobije 500 mL (0,5 L) otopine.

• Molarna masa NaCl-a: 22,99 + 35,45 = 58,44 g/mol
• Molovi: 10 g ÷ 58,44 g/mol ≈ 0,171 mol
• Molarnost: 0,171 mol ÷ 0,5 L ≈ 0,342 M

Kako ovaj kalkulator radi

Kalkulator na ovoj stranici prima dva podatka: količinu otopljene tvari u molovima i volumen otopine u litrama. Dijeli broj molova volumenom i prikazuje rezultat zaokružen na četiri decimalna mjesta.

Oba podatka moraju biti veća od nule. Vrijednost nula ili manja od nule u bilo kojem polju prikazuje poruku o pogrešci umjesto rezultata. Negativna količina otopljene tvari nema fizičko značenje, a volumen jednak nuli onemogućio bi dijeljenje.

Podaci mogu stići i putem dijeljene poveznice, kao što je ?moles=2.5&volume=0.5. Svaka vrijednost u poveznici koja nije konačan broj tretira se kao prazno polje pa kalkulator traži unos, umjesto da prikaže besmislen rezultat.

Priprema otopine poznate molarnosti

Kemičari često računaju unatrag od ciljne molarnosti kako bi odredili količinu otopljene tvari koju treba odvagnuti.

Primjer: Pripremite 250 mL (0,25 L) 0,1 M-tnu otopinu natrijeva hidroksida (NaOH).

1. Potrebni molovi = molarnost × volumen = 0,1 M × 0,25 L = 0,025 mol
2. Potrebna masa = molovi × molarna masa = 0,025 mol × 40 g/mol = 1 g
3. Otopite 1 g NaOH-a u vodi i dodajte vodu dok volumen otopine ne bude točno 250 mL.

Razrjeđivanje matične otopine

Koncentrirana „matična” otopina može se razrijediti do niže molarnosti primjenom jednadžbe M₁V₁ = M₂V₂, pri čemu su M₁ i V₁ koncentracija i volumen matične otopine, a M₂ i V₂ željena koncentracija i volumen nakon razrjeđivanja.

Primjer: Pripremite 500 mL 0,2 M-tne otopine iz 2 M-tne matične otopine.

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

Dodavanjem 50 mL 2 M-tne matične otopine u dovoljnu količinu vode da ukupni volumen dosegne 500 mL dobiva se ciljna koncentracija.

Molarnost u titraciji

U titraciji se otopina poznate koncentracije dodaje drugoj otopini dok reakcija ne završi. Molarnost povezuje izmjerene volumene s količinom tvari koja reagira.

Primjer: 20 mL 0,1 M-tnog NaOH-a neutralizira 25 mL otopine HCl-a nepoznate koncentracije.

1. Utrošeni molovi NaOH-a: 0,1 M × 0,020 L = 0,002 mol
2. HCl i NaOH reagiraju u omjeru 1:1 (HCl + NaOH → NaCl + H₂O), pa broj molova HCl-a iznosi 0,002 mol.
3. Molarnost HCl-a = 0,002 mol ÷ 0,025 L = 0,08 M

Druge jedinice koncentracije

Molarnost je jedan od nekoliko načina izražavanja koncentracije. Svaki je prikladan za različite situacije.

Povijest

Ideja fiksne jedinice za brojanje atoma i molekula seže do hipoteze Amedea Avogadra iz 1811, koja povezuje volumen plina s brojem čestica. Kemičari su se na tome temeljili tijekom sljedećeg stoljeća kako bi definirali mol, a molarnost je postala standardni način opisivanja koncentracije otopine nakon što je mol prihvaćen kao osnovna jedinica SI-ja u 1971. U 2019 Međunarodna unija za čistu i primijenjenu kemiju (IUPAC) redefinirala je mol uporabom fiksne vrijednosti Avogadrove konstante, 6,02214076 × 10²³, umjesto standarda temeljenog na masi.

Često postavljana pitanja

Koja je razlika između molarnosti i molalnosti?

Molarnost je količina molova otopljene tvari podijeljena s litrama otopine. Molalnost je količina molova otopljene tvari podijeljena s kilogramima otapala. Budući da se tekućine pri zagrijavanju malo šire, molarnost se neznatno mijenja s temperaturom, dok se molalnost ne mijenja.

Može li molarnost biti veća od 1 M?

Da. Koncentrirana klorovodična kiselina ima molarnost od približno 12 M, a koncentrirana sumporna kiselina približno 18 M. Najveća moguća molarnost ovisi o tome koliko se otopljene tvari može otopiti u otapalu pri toj temperaturi.

Kolika je molarnost čiste vode?

Oko 55,3 M. Gustoća vode pri 25 °C iznosi približno 997 g/L, a njezina molarna masa 18,02 g/mol, pa je 997 ÷ 18,02 ≈ 55,3 mol/L. Taj se broj upotrebljava u izračunima ravnoteže jer uklanjanje male količine vode iz velikog volumena gotovo ne mijenja njezinu koncentraciju.

Utječe li temperatura na molarnost?

Neznatno. Većina tekućina širi se pri zagrijavanju, pa ista količina otopljene tvari zauzima veći volumen, čime se molarnost smanjuje. Temperatura ne utječe na molalnost jer se ona temelji na masi, a ne na volumenu.

Kako se molarnost upotrebljava u titraciji?

U titraciji se mjeri volumen otopine poznate molarnosti potreban za potpunu reakciju s drugom otopinom. Zatim se omjer molova u reakciji, dobiven iz izjednačene kemijske jednadžbe, upotrebljava za izračun molarnosti nepoznate otopine.

Na koliko decimalnih mjesta ovaj kalkulator prikazuje rezultat?

Rezultat se prikazuje na četiri decimalna mjesta. Broj znamenki koje su stvarno značajne ovisi o preciznosti unesenih vrijednosti molova i volumena; rezultat se ne bi trebao navoditi s više značajnih znamenki nego što dopušta najmanje precizan ulazni podatak.