Molaritātes kalkulators - Aprēķiniet šķīduma koncentrāciju (mol/L)

Kas ir molaritāte?

Molaritāte ir veids, kā izmērīt, cik daudz vielas ir izšķīdis šķidrumā. To definē kā izšķīdušās vielas molu skaitu uz vienu šķīduma litru, un to pieraksta kā mol/L vai ar simbolu M. Šķīdums ar marķējumu "1 M" satur vienu molu izšķīdušās vielas katrā litrā.

Molaritātes formula

Molaritāti aprēķina, veicot vienkāršu dalīšanu:

$\text{Molaritāte (M)} = \frac{\text{Izšķīdušās vielas molu skaits (mol)}}{\text{Šķīduma tilpums (L)}}$

• Izšķīdušās vielas molu skaits ir izšķīdušās vielas daudzums, ko mēra molos.
• Šķīduma tilpums ir kopējais šķidruma tilpums pēc tam, kad viela ir pilnībā izšķīdusi; to mēra litros.
• Molaritāte ir rezultāts molos uz litru (mol/L), ko apzīmē arī ar M.

Aprēķina piemērs

Izšķīdinot 2 molus nātrija hlorīda (NaCl) pietiekamā ūdens daudzumā, lai iegūtu 0,5 litrus šķīduma, iegūst:

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

Šķīduma koncentrācija ir 4 moli uz litru, ko pieraksta kā 4 M.

Kā aprēķināt molaritāti no gramiem

Izšķīdušo vielu bieži nosver gramos, nevis tieši mēra molos. Pirms molaritātes formulas izmantošanas nepieciešams veikt papildu darbību, lai gramus pārvērstu molos.

1. Nosakiet savienojuma molmasu gramos uz molu.
2. Lai iegūtu molu skaitu, izdaliet masu gramos ar molmasu.
3. Izdaliet molu skaitu ar šķīduma tilpumu litros.

Piemērs: 10 g NaCl izšķīdina, lai iegūtu 500 mL (0,5 L) šķīduma.

• NaCl molmasa: 22,99 + 35,45 = 58,44 g/mol
• Molu skaits: 10 g ÷ 58,44 g/mol ≈ 0,171 mol
• Molaritāte: 0,171 mol ÷ 0,5 L ≈ 0,342 M

Kā darbojas šis kalkulators

Šīs lapas kalkulatoram nepieciešami divi ievaddati: izšķīdušās vielas daudzums molos un šķīduma tilpums litros. Tas izdala molu skaitu ar tilpumu un parāda rezultātu, noapaļotu līdz četrām zīmēm aiz komata.

Abiem ievaddatiem jābūt lielākiem par nulli. Ja kādā laukā ievadītā vērtība ir nulle vai mazāka, rezultāta vietā tiek parādīts kļūdas ziņojums. Negatīvam izšķīdušās vielas daudzumam nav fizikālas nozīmes, bet nulles tilpuma gadījumā dalīšana nav iespējama.

Ievaddatus var saņemt arī no koplietotas saites, piemēram, ?moles=2.5&volume=0.5. Jebkura saites vērtība, kas nav galīgs skaitlis, tiek uzskatīta par tukšu lauku, tāpēc kalkulators pieprasa ievadi, nevis parāda bezjēdzīgu rezultātu.

Zināmas molaritātes šķīduma pagatavošana

Ķīmiķi bieži strādā pretējā virzienā — sāk ar mērķa molaritāti un nosaka, cik daudz izšķīdušās vielas jānosver.

Piemērs: Pagatavojiet 250 mL (0,25 L) 0,1 M nātrija hidroksīda (NaOH) šķīduma.

1. Nepieciešamais molu skaits = molaritāte × tilpums = 0,1 M × 0,25 L = 0,025 mol
2. Nepieciešamā masa = molu skaits × molmasa = 0,025 mol × 40 g/mol = 1 g
3. Izšķīdiniet 1 g NaOH ūdenī un pievienojiet ūdeni, līdz šķīduma tilpums ir tieši 250 mL.

Izejšķīduma atšķaidīšana

Koncentrētu “izejšķīdumu” var atšķaidīt līdz zemākai molaritātei, izmantojot vienādojumu M₁V₁ = M₂V₂, kur M₁ un V₁ ir izejšķīduma koncentrācija un tilpums, bet M₂ un V₂ ir pēc atšķaidīšanas vēlamā koncentrācija un tilpums.

Piemērs: Pagatavojiet 500 mL 0,2 M šķīduma no 2 M izejšķīduma.

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

Pievienojot 50 mL 2 M izejšķīduma pietiekamam ūdens daudzumam, lai kopējais tilpums sasniegtu 500 mL, iegūst mērķa koncentrāciju.

Molaritāte titrēšanā

Titrēšanā vienu zināmas koncentrācijas šķīdumu pievieno citam, līdz reakcija beidzas. Molaritāte saista izmērītos tilpumus ar reaģējošās vielas daudzumu.

Piemērs: 20 mL 0,1 M NaOH neitralizē 25 mL HCl šķīduma ar nezināmu koncentrāciju.

1. Izmantotais NaOH molu skaits: 0,1 M × 0,020 L = 0,002 mol
2. HCl un NaOH reaģē attiecībā 1:1 (HCl + NaOH → NaCl + H₂O), tāpēc HCl molu skaits = 0,002 mol.
3. HCl molaritāte = 0,002 mol ÷ 0,025 L = 0,08 M

Citas koncentrācijas vienības

Molaritāte ir viens no vairākiem veidiem, kā izteikt koncentrāciju. Katrs no tiem ir piemērots atšķirīgām situācijām.

Vēsture

Priekšstats par fiksētu atomu un molekulu skaitīšanas vienību saistās ar Amedeo Avogadro 1811. gada hipotēzi, kas sasaistīja gāzes tilpumu ar daļiņu skaitu. Turpmākajā gadsimtā ķīmiķi uz tā pamata definēja molu, un molaritāte kļuva par standarta veidu šķīduma koncentrācijas aprakstīšanai, kad mols 1971. gadā tika pieņemts par SI pamatvienību. 2019. gadā Starptautiskā tīrās un lietišķās ķīmijas savienība (IUPAC) no jauna definēja molu, izmantojot fiksētu Avogadro konstantes vērtību 6,02214076 × 10²³, nevis uz masu balstītu standartu.

Biežāk uzdotie jautājumi

Kāda ir atšķirība starp molaritāti un molalitāti?

Molaritāte ir izšķīdušās vielas molu skaits, dalīts ar šķīduma litru skaitu. Molalitāte ir izšķīdušās vielas molu skaits, dalīts ar šķīdinātāja kilogramu skaitu. Tā kā šķidrumi, karsējot, nedaudz izplešas, molaritāte nedaudz mainās atkarībā no temperatūras, bet molalitāte nemainās.

Vai molaritāte var būt lielāka par 1 M?

Jā. Koncentrētas sālsskābes molaritāte ir aptuveni 12 M, bet koncentrētas sērskābes molaritāte — aptuveni 18 M. Maksimālā iespējamā molaritāte ir atkarīga no tā, cik daudz izšķīdušās vielas var izšķīst šķīdinātājā attiecīgajā temperatūrā.

Kāda ir tīra ūdens molaritāte?

Aptuveni 55,3 M. Ūdens blīvums pie 25 °C ir aptuveni 997 g/L, bet tā molmasa ir 18,02 g/mol, tāpēc 997 ÷ 18,02 ≈ 55,3 mol/L. Šo skaitli izmanto līdzsvara aprēķinos, jo neliela ūdens daudzuma noņemšana no liela tilpuma gandrīz nemaina tā koncentrāciju.

Vai temperatūra ietekmē molaritāti?

Nedaudz. Lielākā daļa šķidrumu, sasilstot, izplešas, tāpēc vienāds izšķīdušās vielas daudzums aizņem lielāku tilpumu un molaritāte samazinās. Temperatūra molalitāti neietekmē, jo tās pamatā ir masa, nevis tilpums.

Kā molaritāti izmanto titrēšanā?

Titrēšanā izmēra tā šķīduma tilpumu ar zināmu molaritāti, kas nepieciešams, lai pilnībā reaģētu ar citu šķīdumu. Pēc tam, izmantojot reakcijas molāro attiecību no izlīdzinātā ķīmiskā vienādojuma, aprēķina nezināmā šķīduma molaritāti.

Līdz cik zīmēm aiz komata šo kalkulatoru parāda?

Rezultāts tiek parādīts ar četrām zīmēm aiz komata. Faktiski nozīmīgo ciparu skaits ir atkarīgs no ievadītā molu skaita un tilpuma precizitātes; rezultātu nevajadzētu norādīt ar vairāk nozīmīgajiem cipariem, nekā pieļauj visneprecīzākais ievaddats.