Mólarítás Kalkulátor - Oldatok Koncentrációjának Számítása (mol/L)

Mi a moláris koncentráció?

A molaritás azt fejezi ki, hogy egy anyagból mennyi oldódik fel egy folyadékban. Az oldott anyag literenkénti mólszámaként definiálható, jelölése mol/L vagy M. Az „1 M” jelölésű oldat minden literében egy mól oldott anyag van.

A molaritás képlete

A molaritás egyszerű osztással számítható ki:

$\text{Moláris koncentráció (M)} = \frac{\text{Az oldott anyag mólszáma (mol)}}{\text{Az oldat térfogata (L)}}$

• Az oldott anyag mólszáma a feloldott anyag mennyisége, mólban mérve.
• Az oldat térfogata a folyadék teljes térfogata az oldott anyag teljes feloldódása után, literben mérve.
• A molaritás az eredmény mól/literben (mol/L), más néven M.

Megoldott példa

2 mól nátrium-klorid (NaCl) feloldása annyi vízben, hogy 0,5 liter oldat keletkezzen, ezt adja:

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

Az oldat koncentrációja literenként 4 mól, jelölése: 4 M.

A molaritás kiszámítása grammból

Az oldott anyagot gyakran grammban mérik meg ahelyett, hogy közvetlenül mólban mérnék. A molaritás képletének alkalmazása előtt egy további lépésben a grammokat mólokká kell átszámítani.

1. Határozza meg a vegyület moláris tömegét grammban mólonként.
2. Ossza el a tömeget grammban a moláris tömeggel a mólszám meghatározásához.
3. Ossza el a mólszámot az oldat térfogatával literben.

Példa: 10 g NaCl-t oldunk fel úgy, hogy 500 mL (0,5 L) oldat keletkezzen.

• A NaCl moláris tömege: 22,99 + 35,45 = 58,44 g/mol
• Mólszám: 10 g ÷ 58,44 g/mol ≈ 0,171 mol
• Molaritás: 0,171 mol ÷ 0,5 L ≈ 0,342 M

Hogyan működik ez a számológép?

Az oldalon található számológép két adatot kér: az oldott anyag mólszámát és az oldat térfogatát literben. A mólszámot elosztja a térfogattal, majd az eredményt négy tizedesjegyre kerekítve jeleníti meg.

Mindkét adatnak nullánál nagyobbnak kell lennie. Ha bármelyik mezőben nulla vagy annál kisebb érték szerepel, a számológép eredmény helyett hibaüzenetet jelenít meg. Az oldott anyag negatív mennyiségének nincs fizikai értelme, a nulla térfogattal pedig nem lehet osztani.

Az adatok megosztott hivatkozásból is érkezhetnek, például: ?moles=2.5&volume=0.5. A hivatkozásban szereplő, nem véges számértékeket a rendszer üres mezőként kezeli, így a számológép bemenetet kér, nem pedig értelmetlen eredményt jelenít meg.

Ismert molaritású oldat készítése

A vegyészek gyakran a kívánt molaritásból kiindulva, visszafelé számolva határozzák meg a kimérendő oldott anyag mennyiségét.

Példa: Készítsen 250 mL (0,25 L) 0,1 M koncentrációjú nátrium-hidroxid- (NaOH-)oldatot.

1. Szükséges mólszám = molaritás × térfogat = 0,1 M × 0,25 L = 0,025 mol
2. Szükséges tömeg = mólszám × moláris tömeg = 0,025 mol × 40 g/mol = 1 g
3. Oldjon fel 1 g NaOH-t vízben, majd adjon hozzá vizet, amíg az oldat térfogata pontosan 250 mL nem lesz.

Törzsoldat hígítása

Egy tömény „törzsoldat” kisebb molaritásúra hígítható az M₁V₁ = M₂V₂ egyenlettel, ahol M₁ és V₁ a törzsoldat koncentrációja és térfogata, M₂ és V₂ pedig a hígítás után kívánt koncentráció és térfogat.

Példa: Készítsen 500 mL 0,2 M koncentrációjú oldatot 2 M koncentrációjú törzsoldatból.

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

A 2 M koncentrációjú törzsoldatból 50 mL-t annyi vízhez adva, hogy a teljes térfogat 500 mL legyen, elérhető a kívánt koncentráció.

Molaritás a titrálásban

Titráláskor egy ismert koncentrációjú oldatot adnak egy másik oldathoz, amíg a reakció be nem fejeződik. A molaritás összekapcsolja a mért térfogatokat a reakcióban részt vevő anyag mennyiségével.

Példa: 20 mL 0,1 M koncentrációjú NaOH semlegesít 25 mL ismeretlen koncentrációjú HCl-oldatot.

1. Felhasznált NaOH mólszáma: 0,1 M × 0,020 L = 0,002 mol
2. A HCl és a NaOH 1:1 arányban reagál (HCl + NaOH → NaCl + H₂O), ezért a HCl mólszáma = 0,002 mol.
3. A HCl molaritása = 0,002 mol ÷ 0,025 L = 0,08 M

A koncentráció egyéb mértékegységei

A molaritás a koncentráció kifejezésének többféle módja közül az egyik. Mindegyik más-más helyzetben használható.

Története

Az atomok és molekulák rögzített számlálási egységének gondolata Amedeo Avogadro 1811-ben megfogalmazott, a gáz térfogatát a részecskék számával összekapcsoló hipotéziséig vezethető vissza. A vegyészek a következő évszázadban erre építve definiálták a mólt, és a molaritás az oldatkoncentráció leírásának standard módjává vált, miután a mólt 1971-ben az SI egyik alapegységévé fogadták el. 2019-ben a Tiszta és Alkalmazott Kémia Nemzetközi Uniója (IUPAC) a mólt az Avogadro-állandó rögzített értékével, 6,02214076 × 10²³-vel definiálta újra, tömegen alapuló etalon helyett.

Gyakran ismételt kérdések

Mi a különbség a molaritás és a molalitás között?

A molaritás az oldott anyag mólszámát osztja az oldat litereinek számával. A molalitás az oldott anyag mólszámát osztja az oldószer kilogrammjainak számával. Mivel a folyadékok melegítés hatására kissé kitágulnak, a molaritás kissé változik a hőmérséklettel, a molalitás viszont nem.

Lehet-e a molaritás nagyobb, mint 1 M?

Igen. A tömény sósav molaritása körülbelül 12 M, a tömény kénsavé pedig körülbelül 18 M. A maximális lehetséges molaritás attól függ, hogy az adott hőmérsékleten mennyi oldott anyag képes feloldódni az oldószerben.

Mennyi a tiszta víz molaritása?

Körülbelül 55,3 M. A víz sűrűsége 25 °C-on körülbelül 997 g/L, moláris tömege pedig 18,02 g/mol, ezért 997 ÷ 18,02 ≈ 55,3 mol/L. Ezt az értéket egyensúlyi számításokban használják, mert kis mennyiségű víz eltávolítása nagy térfogatból alig változtatja meg a koncentrációját.

Befolyásolja-e a hőmérséklet a molaritást?

Kissé. A legtöbb folyadék felmelegedéskor kitágul, ezért ugyanaz az oldottanyag-mennyiség nagyobb térfogatot foglal el, és a molaritás csökken. A molalitást nem befolyásolja a hőmérséklet, mert nem a térfogaton, hanem a tömegen alapul.

Hogyan használják a molaritást a titrálásban?

Titráláskor megmérik annak az ismert molaritású oldatnak a térfogatát, amely egy másik oldattal való teljes reakcióhoz szükséges. Ezután a kiegyenlített kémiai egyenletből származó mólarányt használják az ismeretlen oldat molaritásának kiszámítására.

Hány tizedesjegyet jelenít meg ez a számológép?

Az eredmény négy tizedesjegyre kerekítve jelenik meg. A ténylegesen értelmes számjegyek száma a megadott mólszám és térfogat pontosságától függ; az eredményt nem szabad több értékes jeggyel megadni, mint amennyit a legkevésbé pontos bemenet lehetővé tesz.