Számítsa ki egy oldat molalitását az oldott anyag tömegének, az oldószer tömegének és a moláris tömegnek a megadásával. Támogatja a különböző mértékegységeket, és azonnali eredményeket nyújt a kémiai alkalmazásokhoz.
A molalitás az oldószer móljainak száma kilogrammonként. A következő képlettel számítják:
A Molalitás Kalkulátor egy pontos, felhasználóbarát eszköz, amely a kémiai oldatok molalitásának kiszámítására szolgál. A molalitás (jele: 'm') egy fontos koncentrációs egység a kémiában, amely az oldott anyag moljainak számát méri kilogrammonként oldószerben. A molaritással ellentétben, amely a hőmérséklet változásával a térfogat ingadozása miatt változik, a molalitás állandó marad a hőmérséklet ingadozások ellenére, így különösen értékes a termodinamikai számításokhoz, a kolligatív tulajdonságok tanulmányozásához és a laboratóriumi előkészítésekhez, amelyek hőmérséklettől független koncentrációs méréseket igényelnek.
Ez a kalkulátor lehetővé teszi, hogy pontosan meghatározza egy oldat molalitását az oldott anyag tömegének, az oldószer tömegének és az oldott anyag moláris tömegének megadásával. A különböző tömeg egységek (gramm, kilogramm és milligramm) támogatásával a Molalitás Kalkulátor azonnali eredményeket nyújt diákok, kémikusok, gyógyszerészek és kutatók számára, akik oldatkémiával foglalkoznak.
A molalitás úgy van definiálva, mint az oldott anyag moljainak száma, amely egy kilogramm oldószerben oldódik. A molalitás képlete:
Ahol:
Mivel a molok számát úgy számítjuk ki, hogy az anyag tömegét elosztjuk a moláris tömegével, a képletet kiterjeszthetjük:
Ahol:
Határozza meg az oldott anyag tömegét (az oldott anyag)
Határozza meg az oldott anyag moláris tömegét
Mérje meg az oldószer tömegét (általában víz)
Konvertálja az összes mérést kompatibilis egységekre
Számolja ki az oldott anyag moljainak számát
Számolja ki a molalitást
A Molalitás Kalkulátor leegyszerűsíti ezt a folyamatot:
A molalitás matematikai kifejezése:
Ahol:
Különböző egységekkel való munka során átváltások szükségesek:
Tömeg átváltások:
Az oldott anyag tömegére:
Az oldószer tömegére:
Számítsa ki egy oldat molalitását, amely 10 g NaCl-t (moláris tömeg = 58,44 g/mol) tartalmaz 500 g vízben.
Megoldás:
Számítsa ki egy oldat molalitását, amely 25 mg glükózt (C₆H₁₂O₆, moláris tömeg = 180,16 g/mol) tartalmaz 15 g vízben.
Megoldás:
Számítsa ki egy oldat molalitását, amely 100 g KOH-t (moláris tömeg = 56,11 g/mol) tartalmaz 250 g vízben.
Megoldás:
Oldatok Előkészítése Hőmérséklet Függetlenséggel
Analitikai Kémia
Kutatás és Fejlesztés
Gyógyszeripar
Kémiai Gyártás
Élelmiszer- és Italipar
Fizikai Kémiai Tanulmányok
Biokémiai Kutatás
Környezetvédelmi Tudomány
Bár a molalitás sok alkalmazásban értékes, más koncentrációs egységek bizonyos helyzetekben megfelelőbbek lehetnek:
Molaritás (M): Az oldott anyag moljainak száma literenként
Tömegszázalék (% w/w): Az oldott anyag tömege 100 egység oldat tömegében
Moláris Frakció (χ): Az oldott anyag moljainak száma elosztva az oldat összes moljának számával
Normálitás (N): Gram egyenértékek az oldat literjében
A molalitás fogalma a 19. század végén alakult ki, amikor a kémikusok pontosabb módokat kerestek az oldatok koncentrációjának leírására. Míg a molaritás (molekulák literenként) már használatban volt, a tudósok felismerték annak korlátait a hőmérséklet-függő tanulmányok során.
Az 1880-as években Jacobus Henricus van 't Hoff és François-Marie Raoult úttörő munkát végeztek az oldatok kolligatív tulajdonságain. A fagyáspont-depresszió, forráspont-emelkedés és ozmotikus nyomás kutatásukhoz olyan koncentrációs egységre volt szükség, amely állandó marad a hőmérséklet változásai ellenére. Ez a szükséglet vezetett a molalitás hivatalos elfogadásához mint standard koncentrációs egységhez.
A 20. század elejére a molalitás a fizikai kémia standard egységévé vált, különösen a termodinamikai tanulmányok során. A Nemzetközi Tiszta és Alkalmazott Kémiai Szövetség (IUPAC) hivatalosan elismerte a molalitást mint a koncentráció standard egységét, definiálva azt mint az oldott anyag moljainak számát kilogrammonként oldószerben.
Ma a molalitás továbbra is alapvető koncentrációs egység különböző tudományos területeken:
A Molalitás Kalkulátor digitális eszközök fejlesztése megkönnyítette ezen számításokhoz való hozzáférést a diákok és a szakemberek számára, elősegítve a pontosabb és hatékonyabb tudományos munkát.
Íme néhány példa arra, hogyan lehet kiszámítani a molalitást különböző programozási nyelvekben:
1' Excel képlet a molalitás kiszámítására
2' Feltételezve:
3' A1 = Oldott anyag tömege (g)
4' B1 = Oldott anyag moláris tömege (g/mol)
5' C1 = Oldószer tömege (g)
6=A1/B1/(C1/1000)
71def calculate_molality(solute_mass, solute_unit, solvent_mass, solvent_unit, molar_mass):
2 # Konvertálja az oldott anyag tömegét grammban
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: # gramm
8 solute_mass_g = solute_mass
9
10 # Konvertálja az oldószer tömegét kilogrammra
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: # kilogramm
16 solvent_mass_kg = solvent_mass
17
18 # Számolja ki az oldott anyag moljait
19 moles_solute = solute_mass_g / molar_mass
20
21 # Számolja ki a molalitást
22 molality = moles_solute / solvent_mass_kg
23
24 return molality
25
26# Példa használat
27nacl_molality = calculate_molality(10, 'g', 1, 'kg', 58.44)
28print(f"NaCl oldat molalitása: {nacl_molality:.4f} mol/kg")
291function calculateMolality(soluteMass, soluteUnit, solventMass, solventUnit, molarMass) {
2 // Konvertálja az oldott anyag tömegét grammban
3 let soluteMassInGrams = soluteMass;
4 if (soluteUnit === 'kg') {
5 soluteMassInGrams = soluteMass * 1000;
6 } else if (soluteUnit === 'mg') {
7 soluteMassInGrams = soluteMass / 1000;
8 }
9
10 // Konvertálja az oldószer tömegét kilogrammra
11 let solventMassInKg = solventMass;
12 if (solventUnit === 'g') {
13 solventMassInKg = solventMass / 1000;
14 } else if (solventUnit === 'mg') {
15 solventMassInKg = solventMass / 1000000;
16 }
17
18 // Számolja ki az oldott anyag moljait
19 const molesOfSolute = soluteMassInGrams / molarMass;
20
21 // Számolja ki a molalitást
22 const molality = molesOfSolute / solventMassInKg;
23
24 return molality;
25}
26
27// Példa használat
28const nacl_molality = calculateMolality(10, 'g', 1, 'kg', 58.44);
29console.log(`NaCl oldat molalitása: ${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 // Konvertálja az oldott anyag tömegét grammban
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 // Konvertálja az oldószer tömegét kilogrammra
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 // Számolja ki az oldott anyag moljait
22 double molesOfSolute = soluteMassInGrams / molarMass;
23
24 // Számolja ki a molalitást
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 oldat molalitása: %.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 // Konvertálja az oldott anyag tömegét grammban
9 double soluteMassInGrams = soluteMass;
10 if (soluteUnit == "kg") {
11 soluteMassInGrams = soluteMass * 1000;
12 } else if (soluteUnit == "mg") {
13 soluteMassInGrams = soluteMass / 1000;
14 }
15
16 // Konvertálja az oldószer tömegét kilogrammra
17 double solventMassInKg = solventMass;
18 if (solventUnit == "g") {
19 solventMassInKg = solventMass / 1000;
20 } else if (solventUnit == "mg") {
21 solventMassInKg = solventMass / 1000000;
22 }
23
24 // Számolja ki az oldott anyag moljait
25 double molesOfSolute = soluteMassInGrams / molarMass;
26
27 // Számolja ki a molalitást
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 oldat molalitása: " << 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 # Konvertálja az oldott anyag tömegét grammban
3 solute_mass_g <- switch(solute_unit,
4 "g" = solute_mass,
5 "kg" = solute_mass * 1000,
6 "mg" = solute_mass / 1000)
7
8 # Konvertálja az oldószer tömegét kilogrammra
9 solvent_mass_kg <- switch(solvent_unit,
10 "kg" = solvent_mass,
11 "g" = solvent_mass / 1000,
12 "mg" = solvent_mass / 1000000)
13
14 # Számolja ki az oldott anyag moljait
15 moles_solute <- solute_mass_g / molar_mass
16
17 # Számolja ki a molalitást
18 molality <- moles_solute / solvent_mass_kg
19
20 return(molality)
21}
22
23# Példa használat
24nacl_molality <- calculate_molality(10, "g", 1, "kg", 58.44)
25cat(sprintf("NaCl oldat molalitása: %.4f mol/kg\n", nacl_molality))
26Molalitás (m) az oldott anyag moljainak száma kilogrammonként oldószerben, míg molaritás (M) az oldott anyag moljainak száma literenként oldatban. A kulcsfontosságú különbség az, hogy a molalitás csak az oldószer tömegét használja, míg a molaritás az egész oldat térfogatát. A molalitás nem változik a hőmérséklet változásaival, mert a tömeg nem változik a hőmérséklet hatására, míg a molaritás a hőmérséklet változásával változik, mert a térfogat változik a hőmérséklet hatására.
A molalitás előnyösebb a hőmérséklet változásaival foglalkozó kísérletekben, mint például a fagyáspont-depresszió vagy forráspont-emelkedés tanulmányozásánál. Mivel a molalitás a tömegre, nem pedig a térfogatra alapoz, állandó marad a hőmérséklet ingadozásaival szemben. Ez különösen értékes a termodinamikai számításokhoz és a kolligatív tulajdonságok tanulmányozásához, ahol a hőmérséklet változó.
A molalitás és a molaritás közötti átváltáshoz ismerni kell az oldat sűrűségét és az oldott anyag moláris tömegét. A megközelítő átváltás:
Ahol:
Híg vizes oldatok esetén a molaritás és a molalitás értékei gyakran numerikusan nagyon közel állnak egymáshoz.
A molalitás nem lehet negatív, mivel egy fizikai mennyiséget (koncentrációt) képvisel. Nulla lehet, ha nincs oldott anyag (tiszta oldószer), de ez egyszerűen a tiszta oldószer lenne, nem pedig oldat. A gyakorlati számításokban általában pozitív, nem nulla molalitás értékekkel dolgozunk.
A fagyáspont-depresszió (ΔTf) közvetlenül arányos az oldat molalitásával a következő egyenlet szerint:
Ahol:
Ez a kapcsolat különösen hasznos a kriofizikai tanulmányokhoz.
A tiszta víznek nincs molalitás értéke, mivel a molalitás az oldott anyag moljainak számát méri kilogrammonként oldószerben. Tiszta víz esetén nincs oldott anyag, így a molalitás fogalma nem alkalmazható. Azt mondanánk, hogy a tiszta víz nem oldat, hanem tiszta anyag.
Az ozmotikus nyomás (π) a molalitással van összefüggésben a van 't Hoff egyenlet szerint:
Ahol M a molaritás, R a gázállandó, és T a hőmérséklet. Híg oldatok esetén a molaritás körülbelül egyenlő a molalitással, így a molalitás minimális hibával használható ebben az egyenletben. Magasabb koncentrációjú oldatok esetén szükséges a molalitás és a molaritás közötti átváltás.
Igen, a maximális lehetséges molalitás az oldott anyag oldószerben való oldhatóságával van korlátozva. Amint az oldószer telítetté válik oldott anyaggal, több nem oldódhat, így felső határt állítva a molalitásnak. Ez a határ széles körben változik a konkrét oldott anyag-oldószer pár és a hőmérséklet, valamint a nyomás függvényében.
A molalitás kalkulátor pontos matematikai eredményeket nyújt a megadott bemenetek alapján. Azonban nagyon koncentrált vagy nem ideális oldatok esetén további tényezők, mint az oldott anyag-oldószer kölcsönhatások befolyásolhatják az oldat tényleges viselkedését. Ilyen esetekben a kiszámított molalitás még mindig helyes, mint koncentrációs mérés, de az ideális oldat viselkedésén alapuló tulajdonságok előrejelzései korrekciós tényezőket igényelhetnek.
Igen, a molalitás használható kevert oldószerek esetén is, de a definíciót gondosan kell alkalmazni. Ilyen esetekben a molalitást az összes oldószer tömegének figyelembevételével kell kiszámítani. Azonban a többkomponensű rendszerekhez a moláris frakciók használata lehet megfelelőbb.
Atkins, P. W., & de Paula, J. (2014). Atkins' Physical Chemistry (10. kiadás). Oxford University Press.
Chang, R., & Goldsby, K. A. (2015). Chemistry (12. kiadás). McGraw-Hill Education.
Harris, D. C. (2015). Quantitative Chemical Analysis (9. kiadás). W. H. Freeman and Company.
IUPAC. (2019). Compendium of Chemical Terminology (a "Gold Book"). Blackwell Scientific Publications.
Levine, I. N. (2008). Physical Chemistry (6. kiadás). McGraw-Hill Education.
Silberberg, M. S., & Amateis, P. (2018). Chemistry: The Molecular Nature of Matter and Change (8. kiadás). McGraw-Hill Education.
Brown, T. L., LeMay, H. E., Bursten, B. E., Murphy, C. J., Woodward, P. M., & Stoltzfus, M. W. (2017). Chemistry: The Central Science (14. kiadás). Pearson.
A Molalitás Kalkulátor gyors, pontos módot kínál az oldatok molalitásának meghatározására. Akár diák, aki az oldatkémiát tanul, akár kutató, aki kísérleteket végez, akár szakember, aki laboratóriumban dolgozik, ez az eszköz leegyszerűsíti a számítási folyamatot és segít biztosítani a pontosságot a munkájában.
A molalitás és alkalmazásainak megértése elengedhetetlen különböző kémiai területeken, különösen azokban, amelyek a termodinamikával, kolligatív tulajdonságokkal és hőmérséklet-függő folyamatokkal foglalkoznak. E kalkulátor használatával időt takaríthat meg a manuális számításokon, miközben mélyebb megértést nyerhet a kémiai oldatok koncentrációs kapcsolatairól.
Próbálja ki a Molalitás Kalkulátort még ma, hogy egyszerűsítse az oldat előkészítési folyamatát és javítsa a koncentrációs mérések pontosságát!
Fedezzen fel több olyan eszközt, amely hasznos lehet a munkafolyamatához