Calculator Fracție Molară - Instrument Gratuit Online de Chimie

Ce este fracția molară?

Fracția molară este un mod de a descrie cât de mult dintr-un amestec este alcătuit dintr-o anumită substanță. Ea compară numărul de moli ai unei componente cu numărul total de moli ai tuturor componentelor din amestec. Molul este pur și simplu o unitate pentru numărarea particulelor, la fel cum „duzină” înseamnă 12. Acest calculator determină fracția molară a fiecărei componente dintr-o soluție sau dintr-un amestec de gaze după introducerea numărului de moli ai fiecărei componente.

Formula fracției molare

Fracția molară a unei componente este egală cu numărul de moli ai acesteia împărțit la numărul total de moli ai tuturor componentelor.

χᵢ = nᵢ / n_total

• χᵢ (chi) este fracția molară a componentei i
• nᵢ este numărul de moli ai componentei i
• n_total este suma molilor tuturor componentelor din amestec

Fracția molară nu are unitate, deoarece este raportul dintre două cantități de același tip. Valoarea sa este întotdeauna cuprinsă între 0 și 1. O valoare de 0 înseamnă că acea componentă lipsește. O valoare de 1 înseamnă că amestecul este alcătuit numai din acea componentă.

Cum se calculează fracția molară

1. Enumerați fiecare componentă din amestec și numărul de moli ai fiecăreia. Dacă este cunoscută masa unei componente în locul numărului de moli, împărțiți mai întâi masa la masa molară a substanței pentru a obține numărul de moli.
2. Adunați molii tuturor componentelor pentru a obține numărul total de moli.
3. Împărțiți numărul de moli ai unei componente la numărul total de moli. Rezultatul este fracția molară a acelei componente.
4. Repetați pentru fiecare componentă. În orice amestec real, fracțiile molare ale tuturor componentelor se adună la 1.

Calculatorul de pe această pagină efectuează automat acești pași. Introduceți un nume și o valoare în moli pentru fiecare componentă, iar calculatorul recalculează fiecare fracție molară imediat ce se modifică o valoare. Sunt acceptate numai numere zero sau pozitive, deoarece o cantitate negativă de moli nu are semnificație fizică; o valoare negativă este semnalată și considerată 0.

Pentru fiecare componentă, tabelul de rezultate afișează fracția molară cu patru zecimale și aceeași valoare exprimată ca procent, cu două zecimale. Un rând Total adună valorile în moli și fracțiile molare. O diagramă circulară de sub tabel arată ponderea fiecărei componente. Dacă toate valorile în moli sunt necompletate sau egale cu zero, totalul este 0, nu este definită nicio fracție molară, iar calculatorul afișează o notificare prin care solicită valori și raportează fiecare fracție ca 0.

Exemplu rezolvat: două componente

O soluție conține 2,0 moli de etanol și 3,0 moli de apă.

• Număr total de moli = 2,0 + 3,0 = 5,0
• Fracția molară a etanolului = 2,0 / 5,0 = 0,40
• Fracția molară a apei = 3,0 / 5,0 = 0,60

Verificare: 0,40 + 0,60 = 1,00, conform așteptărilor.

Exemplu rezolvat: trei componente

Un amestec de gaze conține 1,5 moli de azot, 0,5 moli de oxigen și 0,2 moli de argon.

• Număr total de moli = 1,5 + 0,5 + 0,2 = 2,2
• Fracția molară a azotului = 1,5 / 2,2 ≈ 0,682
• Fracția molară a oxigenului = 0,5 / 2,2 ≈ 0,227
• Fracția molară a argonului = 0,2 / 2,2 ≈ 0,091

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

Proprietățile fracției molare

• Nu are unități. Este un raport simplu, deci nu are unitate de măsură.
• Suma este egală cu unu. În orice amestec real, fracțiile molare ale tuturor componentelor se adună la 1.
• Are valori între 0 și 1. O componentă care alcătuiește întregul amestec are fracția molară 1.
• Nu depinde de temperatură sau presiune. Deoarece fracția molară este un raport între cantități, încălzirea sau răcirea amestecului nu o modifică, spre deosebire de unitățile de concentrație bazate pe volum.
• Se transformă ușor în procent. Înmulțiți fracția molară cu 100 pentru a obține procentul molar. O fracție molară de 0,25 este egală cu 25 mol%.

Fracția molară și alte unități de concentrație

Chimiștii folosesc mai multe moduri de a descrie cantitatea unei substanțe dintr-un amestec:

• Molaritatea este numărul de moli ai unei substanțe pe litru de soluție.
• Molalitatea este numărul de moli ai unei substanțe pe kilogram de solvent.
• Fracția masică este masa unei substanțe împărțită la masa totală a amestecului.

Fracția molară diferă de acestea deoarece numără particule, nu masă sau volum. Acest lucru o face utilă în situațiile în care contează mai mult numărul de particule decât masa lor, cum ar fi legile gazelor și presiunea vaporilor.

Unde se utilizează fracția molară

• Legea lui Raoult folosește fracția molară a unui solvent pentru a prezice cât de mult reduce o substanță dizolvată presiunea vaporilor acestuia.
• Legea lui Dalton a presiunilor parțiale afirmă că presiunea parțială a unui gaz dintr-un amestec este egală cu fracția sa molară înmulțită cu presiunea totală: Pᵢ = χᵢ × P_total.
• Proprietățile coligative, precum creșterea punctului de fierbere și scăderea punctului de congelare, depind de fracția molară a substanței dizolvate.
• Prepararea soluțiilor în laboratoare și în industrie specifică adesea fracții molare exacte pentru a controla proprietățile unui amestec.

Întrebări frecvente

Care este diferența dintre fracția molară și fracția masică? Fracția molară compară numărul de moli ai fiecărei componente. Fracția masică compară masa fiecărei componente. Cele două sunt egale numai atunci când toate componentele au aceeași masă molară.

Poate fracția molară să fie mai mare decât 1? Nu. Fracția molară nu poate depăși 1, deoarece o componentă nu poate reprezenta mai mult decât întregul amestec. Într-un amestec real, fracțiile molare ale tuturor componentelor au suma exactă 1.

Cum transform fracția molară în procent? Înmulțiți fracția molară cu 100. De exemplu, o fracție molară de 0,15 este egală cu 15 mol%.

Cum determin fracția molară când cunosc doar masa fiecărei componente? Transformați mai întâi fiecare masă în moli, folosind relația moli = masă ÷ masă molară. Apoi împărțiți molii fiecărei componente la numărul total de moli pentru a obține fracția sa molară.

Ce se întâmplă dacă o componentă are zero moli? Fracția sa molară este 0, ceea ce înseamnă că nu este prezentă în amestec. Calculatorul tratează această situație fără eroare, iar diagrama circulară omite orice componentă a cărei fracție molară este 0.

Se aplică fracția molară atât gazelor, cât și lichidelor? Da. Fracția molară se aplică amestecurilor aflate în orice fază, inclusiv amestecurilor de gaze, soluțiilor lichide și amestecurilor solide, cum sunt aliajele.