Kalkulator Ułamka Molowego - Darmowe Narzędzie Chemiczne Online

Czym jest ułamek molowy?

Ułamek molowy to sposób opisania, jaka część mieszaniny składa się z określonej substancji. Porównuje liczbę moli jednego składnika z całkowitą liczbą moli wszystkich substancji w mieszaninie. Mol jest po prostu jednostką służącą do liczenia cząstek, podobnie jak „tuzin” oznacza 12. Ten kalkulator wyznacza ułamek molowy każdego składnika roztworu lub mieszaniny gazów, gdy znana jest liczba moli poszczególnych składników.

Wzór na ułamek molowy

Ułamek molowy składnika to liczba jego moli podzielona przez całkowitą liczbę moli wszystkich składników razem.

χᵢ = nᵢ / n_total

• χᵢ (chi) oznacza ułamek molowy składnika i
• nᵢ oznacza liczbę moli składnika i
• n_total oznacza sumę moli wszystkich składników mieszaniny

Ułamek molowy nie ma jednostki, ponieważ jest stosunkiem jednej ilości do innej ilości tego samego rodzaju. Jego wartość zawsze mieści się między 0 a 1. Wartość 0 oznacza, że składnik jest nieobecny. Wartość 1 oznacza, że mieszanina składa się wyłącznie z tego składnika.

Jak obliczyć ułamek molowy

1. Wypisz każdy składnik mieszaniny oraz liczbę jego moli. Jeśli znana jest masa składnika, a nie liczba jego moli, najpierw podziel masę przez masę molową substancji, aby obliczyć liczbę moli.
2. Dodaj liczby moli wszystkich składników, aby uzyskać całkowitą liczbę moli.
3. Podziel liczbę moli jednego składnika przez całkowitą liczbę moli. Wynik jest ułamkiem molowym tego składnika.
4. Powtórz obliczenia dla każdego składnika. W każdej rzeczywistej mieszaninie ułamki molowe wszystkich składników sumują się do 1.

Kalkulator na tej stronie wykonuje te kroki automatycznie. Wprowadź nazwę i liczbę moli każdego składnika, a kalkulator ponownie obliczy każdy ułamek molowy natychmiast po zmianie wartości. Akceptuje wyłącznie liczby równe zero lub dodatnie, ponieważ ujemna liczba moli nie ma znaczenia fizycznego; ujemny wpis jest oznaczany i traktowany jako 0.

Tabela wyników podaje dla każdego składnika ułamek molowy z dokładnością do czterech miejsc po przecinku oraz tę samą wartość w postaci procentowej z dokładnością do dwóch miejsc po przecinku. Wiersz „Suma” zawiera sumę wartości molowych i ułamków molowych. Wykres kołowy pod tabelą pokazuje udział każdego składnika. Jeśli każda wartość molowa jest pusta lub równa zero, suma wynosi 0, ułamek molowy nie jest zdefiniowany, a kalkulator wyświetla komunikat z prośbą o wprowadzenie wartości i podaje każdy ułamek jako 0.

Przykład obliczeń: dwa składniki

Roztwór zawiera 2,0 mola etanolu i 3,0 mola wody.

• Całkowita liczba moli = 2,0 + 3,0 = 5,0
• Ułamek molowy etanolu = 2,0 / 5,0 = 0,40
• Ułamek molowy wody = 3,0 / 5,0 = 0,60

Sprawdzenie: 0,40 + 0,60 = 1,00, zgodnie z oczekiwaniami.

Przykład obliczeń: trzy składniki

Mieszanina gazów zawiera 1,5 mola azotu, 0,5 mola tlenu i 0,2 mola argonu.

• Całkowita liczba moli = 1,5 + 0,5 + 0,2 = 2,2
• Ułamek molowy azotu = 1,5 / 2,2 ≈ 0,682
• Ułamek molowy tlenu = 0,5 / 2,2 ≈ 0,227
• Ułamek molowy argonu = 0,2 / 2,2 ≈ 0,091

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

Właściwości ułamka molowego

• Brak jednostki. Jest zwykłym stosunkiem, więc nie ma jednostki miary.
• Suma równa jeden. W każdej rzeczywistej mieszaninie ułamki molowe wszystkich składników sumują się do 1.
• Zakres od 0 do 1. Składnik, który stanowi całą mieszaninę, ma ułamek molowy równy 1.
• Nie zależy od temperatury ani ciśnienia. Ponieważ ułamek molowy jest stosunkiem ilości, ogrzewanie lub chłodzenie mieszaniny nie zmienia jego wartości, w przeciwieństwie do stężeń opartych na objętości.
• Łatwo przelicza się na wartość procentową. Pomnóż ułamek molowy przez 100, aby uzyskać procent molowy. Ułamek molowy równy 0,25 odpowiada wartości 25 mol%.

Ułamek molowy a inne jednostki stężenia

Chemicy stosują kilka sposobów opisywania ilości substancji w mieszaninie:

• Stężenie molowe to liczba moli substancji przypadająca na litr roztworu.
• Molalność to liczba moli substancji przypadająca na kilogram rozpuszczalnika.
• Ułamek masowy to masa substancji podzielona przez całkowitą masę mieszaniny.

Ułamek molowy różni się od tych wielkości, ponieważ określa liczbę cząstek, a nie masę lub objętość. Dzięki temu jest przydatny w sytuacjach, w których ważniejsza jest liczba cząstek niż ich masa, na przykład w prawach gazowych i przy prężności pary.

Zastosowania ułamka molowego

• Prawo Raoulta wykorzystuje ułamek molowy rozpuszczalnika do przewidywania, o ile substancja rozpuszczona obniża jego prężność pary.
• Prawo Daltona dotyczące ciśnień cząstkowych stwierdza, że ciśnienie cząstkowe gazu w mieszaninie jest równe jego ułamkowi molowemu pomnożonemu przez ciśnienie całkowite: Pᵢ = χᵢ × P_total.
• Właściwości koligatywne, takie jak podwyższenie temperatury wrzenia i obniżenie temperatury krzepnięcia, zależą od ułamka molowego substancji rozpuszczonej.
• Przygotowywanie roztworów w laboratoriach i przemyśle często wymaga określenia dokładnych ułamków molowych w celu kontrolowania właściwości mieszaniny.

Często zadawane pytania

Jaka jest różnica między ułamkiem molowym a ułamkiem masowym? Ułamek molowy porównuje liczbę moli poszczególnych składników. Ułamek masowy porównuje masę poszczególnych składników. Obie wartości są równe tylko wtedy, gdy wszystkie składniki mają tę samą masę molową.

Czy ułamek molowy może być większy niż 1? Nie. Ułamek molowy nie może przekraczać 1, ponieważ składnik nie może stanowić więcej niż cała mieszanina. W rzeczywistej mieszaninie ułamki molowe wszystkich składników sumują się dokładnie do 1.

Jak przeliczyć ułamek molowy na wartość procentową? Pomnóż ułamek molowy przez 100. Na przykład ułamek molowy równy 0,15 odpowiada wartości 15 mol%.

Jak znaleźć ułamek molowy, gdy znana jest tylko masa każdego składnika? Najpierw przelicz każdą masę na mole, korzystając ze wzoru: liczba moli = masa ÷ masa molowa. Następnie podziel liczbę moli każdego składnika przez całkowitą liczbę moli, aby uzyskać jego ułamek molowy.

Co się dzieje, gdy składnik ma zero moli? Jego ułamek molowy wynosi 0, co oznacza, że składnik nie występuje w mieszaninie. Kalkulator obsługuje tę sytuację bez błędu, a wykres kołowy pomija każdy składnik, którego ułamek molowy wynosi 0.

Czy ułamek molowy stosuje się zarówno do gazów, jak i cieczy? Tak. Ułamek molowy stosuje się do mieszanin w każdej fazie, w tym do mieszanin gazów, roztworów ciekłych oraz mieszanin stałych, takich jak stopy.