Vypočítajte molalitu roztoku zadaním hmotnosti rozpúšťadla, hmotnosti rozpúšťadla a molárnej hmotnosti. Podporuje viacero jednotiek a poskytuje okamžité výsledky pre chemické aplikácie.
Molalita je počet molov rozpúšťadla na kilogram rozpúšťadla. Vypočítava sa pomocou nasledujúceho vzorca:
Kalkulačka molality je presný, používateľsky prívetivý nástroj navrhnutý na výpočet molality chemických roztokov. Molalita (označovaná ako 'm') je kľúčová jednotka koncentrácie v chémii, ktorá meria počet molov rozpustenej látky na kilogram rozpúšťadla. Na rozdiel od molarity, ktorá sa mení s teplotou v dôsledku kolísania objemu, molalita zostáva konštantná bez ohľadu na teplotné variácie, čo ju robí obzvlášť cennou pre termodynamické výpočty, štúdie koligatívnych vlastností a laboratórne prípravy vyžadujúce merania koncentrácie nezávislé od teploty.
Tento kalkulátor vám umožňuje presne určiť molalitu roztoku zadaním hmotnosti rozpustenej látky, hmotnosti rozpúšťadla a molárnej hmotnosti rozpustenej látky. S podporou pre rôzne jednotky hmotnosti (gramy, kilogramy a miligramy) kalkulačka molality poskytuje okamžité výsledky pre študentov, chemikov, farmaceutov a výskumníkov pracujúcich s roztokovou chémiou.
Molalita je definovaná ako počet molov rozpustenej látky rozpuštenej v jednom kilogramu rozpúšťadla. Vzorec pre molalitu je:
Kde:
Keďže počet molov sa vypočíta delením hmotnosti látky jej molárnou hmotnosťou, môžeme vzorec rozšíriť na:
Kde:
Určte hmotnosť rozpustenej látky (rozpustenej substancie)
Identifikujte molárnu hmotnosť rozpustenej látky
Zmerajte hmotnosť rozpúšťadla (zvyčajne vody)
Preveďte všetky merania na kompatibilné jednotky
Vypočítajte počet molov rozpustenej látky
Vypočítajte molalitu
Naša kalkulačka molality zjednodušuje tento proces:
Matematický výraz pre molalitu je:
Kde:
Pri práci s rôznymi jednotkami sú potrebné konverzie:
Konverzie hmotnosti:
Pre hmotnosť rozpustenej látky:
Pre hmotnosť rozpúšťadla:
Vypočítajte molalitu roztoku obsahujúceho 10 g NaCl (molárna hmotnosť = 58,44 g/mol) rozpušteného v 500 g vody.
Riešenie:
Vypočítajte molalitu roztoku obsahujúceho 25 mg glukózy (C₆H₁₂O₆, molárna hmotnosť = 180,16 g/mol) rozpuštenej v 15 g vody.
Riešenie:
Vypočítajte molalitu roztoku obsahujúceho 100 g KOH (molárna hmotnosť = 56,11 g/mol) rozpušteného v 250 g vody.
Riešenie:
Príprava roztokov s teplotnou nezávislosťou
Analytická chémia
Výskum a vývoj
Farmaceutický priemysel
Chemická výroba
Potravinársky a nápojový priemysel
Štúdie fyzikálnej chémie
Biochemický výskum
Environmentálna veda
Aj keď je molalita cenná pre mnohé aplikácie, iné jednotky koncentrácie môžu byť v určitých situáciách vhodnejšie:
Molarita (M): Moly rozpustenej látky na liter roztoku
Hmotnostný percent (%): Hmotnosť rozpustenej látky na 100 jednotiek hmotnosti roztoku
Molekulárny zlomok (χ): Moly rozpustenej látky delené celkovým počtom molov v roztoku
Normalita (N): Gram ekvivalentov rozpustenej látky na liter roztoku
Koncept molality sa objavil na konci 19. storočia, keď sa chemici snažili o presnejšie spôsoby opisu koncentrácií roztokov. Zatiaľ čo molarita (moly na liter roztoku) už bola v používaní, vedci si uvedomili jej obmedzenia pri zaobchádzaní s teplotne závislými štúdiami.
V 80. rokoch 19. storočia vykonávali Jacobus Henricus van 't Hoff a François-Marie Raoult priekopnícku prácu na koligatívnych vlastnostiach roztokov. Ich výskum o znížení bodu mrazu, zvýšení bodu varu a osmotickom tlaku si vyžadoval jednotku koncentrácie, ktorá zostáva konštantná bez ohľadu na zmeny teploty. Táto potreba viedla k formálnemu prijatiu molality ako štandardnej jednotky koncentrácie.
Na začiatku 20. storočia sa molalita stala štandardnou jednotkou v fyzikálnej chémii, najmä pre termodynamické štúdie. Medzinárodná únia čistej a aplikovanej chémie (IUPAC) formálne uznala molalitu ako štandardnú jednotku koncentrácie, definujúc ju ako moly rozpustenej látky na kilogram rozpúšťadla.
Dnes molalita naďalej zostáva základnou jednotkou koncentrácie v rôznych vedeckých oblastiach:
Rozvoj digitálnych nástrojov, ako je kalkulačka molality, urobil tieto výpočty prístupnejšími pre študentov a odborníkov, čím sa uľahčilo presnejšie a efektívnejšie vedecké práce.
Tu sú príklady, ako vypočítať molalitu v rôznych programovacích jazykoch:
1' Excel vzorec na výpočet molality
2' Predpokladajme:
3' A1 = Hmotnosť rozpustenej látky (g)
4' B1 = Molárna hmotnosť rozpustenej látky (g/mol)
5' C1 = Hmotnosť rozpúšťadla (g)
6=A1/B1/(C1/1000)
7
1def calculate_molality(solute_mass, solute_unit, solvent_mass, solvent_unit, molar_mass):
2 # Preveďte hmotnosť rozpustenej látky na gramy
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: # gramy
8 solute_mass_g = solute_mass
9
10 # Preveďte hmotnosť rozpúšťadla na kilogramy
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: # kilogramy
16 solvent_mass_kg = solvent_mass
17
18 # Vypočítajte moly rozpustenej látky
19 moles_solute = solute_mass_g / molar_mass
20
21 # Vypočítajte molalitu
22 molality = moles_solute / solvent_mass_kg
23
24 return molality
25
26# Príklad použitia
27nacl_molality = calculate_molality(10, 'g', 1, 'kg', 58.44)
28print(f"Molalita roztoku NaCl: {nacl_molality:.4f} mol/kg")
29
1function calculateMolality(soluteMass, soluteUnit, solventMass, solventUnit, molarMass) {
2 // Preveďte hmotnosť rozpustenej látky na gramy
3 let soluteMassInGrams = soluteMass;
4 if (soluteUnit === 'kg') {
5 soluteMassInGrams = soluteMass * 1000;
6 } else if (soluteUnit === 'mg') {
7 soluteMassInGrams = soluteMass / 1000;
8 }
9
10 // Preveďte hmotnosť rozpúšťadla na kilogramy
11 let solventMassInKg = solventMass;
12 if (solventUnit === 'g') {
13 solventMassInKg = solventMass / 1000;
14 } else if (solventUnit === 'mg') {
15 solventMassInKg = solventMass / 1000000;
16 }
17
18 // Vypočítajte moly rozpustenej látky
19 const molesOfSolute = soluteMassInGrams / molarMass;
20
21 // Vypočítajte molalitu
22 const molality = molesOfSolute / solventMassInKg;
23
24 return molality;
25}
26
27// Príklad použitia
28const nacl_molality = calculateMolality(10, 'g', 1, 'kg', 58.44);
29console.log(`Molalita roztoku NaCl: ${nacl_molality.toFixed(4)} mol/kg`);
30
1public class MolalityCalculator {
2 public static double calculateMolality(double soluteMass, String soluteUnit,
3 double solventMass, String solventUnit,
4 double molarMass) {
5 // Preveďte hmotnosť rozpustenej látky na gramy
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 // Preveďte hmotnosť rozpúšťadla na kilogramy
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 // Vypočítajte moly rozpustenej látky
22 double molesOfSolute = soluteMassInGrams / molarMass;
23
24 // Vypočítajte molalitu
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("Molalita roztoku NaCl: %.4f mol/kg%n", naclMolality);
33 }
34}
35
1#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 // Preveďte hmotnosť rozpustenej látky na gramy
9 double soluteMassInGrams = soluteMass;
10 if (soluteUnit == "kg") {
11 soluteMassInGrams = soluteMass * 1000;
12 } else if (soluteUnit == "mg") {
13 soluteMassInGrams = soluteMass / 1000;
14 }
15
16 // Preveďte hmotnosť rozpúšťadla na kilogramy
17 double solventMassInKg = solventMass;
18 if (solventUnit == "g") {
19 solventMassInKg = solventMass / 1000;
20 } else if (solventUnit == "mg") {
21 solventMassInKg = solventMass / 1000000;
22 }
23
24 // Vypočítajte moly rozpustenej látky
25 double molesOfSolute = soluteMassInGrams / molarMass;
26
27 // Vypočítajte molalitu
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 << "Molalita roztoku NaCl: " << std::fixed << std::setprecision(4)
36 << naclMolality << " mol/kg" << std::endl;
37 return 0;
38}
39
1calculate_molality <- function(solute_mass, solute_unit, solvent_mass, solvent_unit, molar_mass) {
2 # Preveďte hmotnosť rozpustenej látky na gramy
3 solute_mass_g <- switch(solute_unit,
4 "g" = solute_mass,
5 "kg" = solute_mass * 1000,
6 "mg" = solute_mass / 1000)
7
8 # Preveďte hmotnosť rozpúšťadla na kilogramy
9 solvent_mass_kg <- switch(solvent_unit,
10 "kg" = solvent_mass,
11 "g" = solvent_mass / 1000,
12 "mg" = solvent_mass / 1000000)
13
14 # Vypočítajte moly rozpustenej látky
15 moles_solute <- solute_mass_g / molar_mass
16
17 # Vypočítajte molalitu
18 molality <- moles_solute / solvent_mass_kg
19
20 return(molality)
21}
22
23# Príklad použitia
24nacl_molality <- calculate_molality(10, "g", 1, "kg", 58.44)
25cat(sprintf("Molalita roztoku NaCl: %.4f mol/kg\n", nacl_molality))
26
Molalita (m) je počet molov rozpustenej látky na kilogram rozpúšťadla, zatiaľ čo molarita (M) je počet molov rozpustenej látky na liter roztoku. Kľúčový rozdiel spočíva v tom, že molalita používa hmotnosť rozpúšťadla, zatiaľ čo molarita používa objem celého roztoku. Molalita zostáva konštantná s teplotnými zmenami, pretože hmotnosť sa nemení s teplotou, zatiaľ čo molarita sa mení s teplotou, pretože objem sa mení s teplotou.
Molalita je preferovaná v experimentoch zahŕňajúcich teplotné zmeny, ako sú štúdie zníženia bodu mrazu alebo zvýšenia bodu varu. Keďže molalita je založená na hmotnosti, a nie na objeme, zostáva konštantná bez ohľadu na kolísanie teploty. To ju robí obzvlášť cennou pre termodynamické výpočty a štúdie koligatívnych vlastností, kde je teplota premennou.
Konverzia medzi molalitou a molaritou vyžaduje znalosť hustoty roztoku a molárnej hmotnosti rozpustenej látky. Približná konverzia je:
Kde:
Pre riedke vodné roztoky sú hodnoty molarity a molality často veľmi blízke numericky.
Molalita nemôže byť negatívna, pretože predstavuje fyzikálnu veličinu (koncentráciu). Môže byť nulová, keď nie je prítomná žiadna rozpustená látka (čisté rozpúšťadlo), ale to by jednoducho bolo čisté rozpúšťadlo, nie roztok. V praktických výpočtoch zvyčajne pracujeme s pozitívnymi, nenulovými hodnotami molality.
Zníženie bodu mrazu (ΔTf) je priamo úmerné molalite roztoku podľa rovnice:
Kde:
Tento vzťah robí molalitu obzvlášť užitočnou pre kryoskopické štúdie.
Čistá voda nemá hodnotu molality, pretože molalita je definovaná ako moly rozpustenej látky na kilogram rozpúšťadla. V čistej vode nie je žiadna rozpustená látka, takže koncept molality sa neuplatňuje. Povedali by sme, že čistá voda nie je roztok, ale čistá substancia.
Osmotický tlak (π) súvisí s molalitou prostredníctvom van 't Hoffovej rovnice:
Kde M je molarita, R je plynová konštanta a T je teplota. Pre riedke roztoky je molarita približne rovná molalite, takže molalita môže byť použitá v tejto rovnici s minimálnou chybou. Pre koncentrovanejšie roztoky je potrebná konverzia medzi molalitou a molaritou.
Áno, maximálna možná molalita je obmedzená rozpustnosťou rozpustenej látky v rozpúšťadle. Akonáhle sa rozpúšťadlo nasýti rozpustenou látkou, viac sa nemôže rozpustiť, čím sa stanoví horný limit na molalitu. Tento limit sa líši v závislosti od konkrétneho páru rozpustenej látky a rozpúšťadla a podmienok, ako sú teplota a tlak.
Kalkulačka molality poskytuje presné matematické výsledky na základe zadaných vstupov. Avšak pre vysoko koncentrované alebo neideálne roztoky môžu ďalšie faktory, ako sú interakcie medzi rozpustenou látkou a rozpúšťadlom, ovplyvniť skutočné správanie roztoku. V takých prípadoch je vypočítaná molalita stále správna ako miera koncentrácie, ale predpovede vlastností založené na správaní ideálneho roztoku môžu vyžadovať korekčné faktory.
Áno, molalitu je možné použiť aj pri zmiešaných rozpúšťadlách, ale definícia musí byť aplikovaná opatrne. V takých prípadoch by ste mali vypočítať molalitu s ohľadom na celkovú hmotnosť všetkých zmiešaných rozpúšťadiel. Avšak pre presnú prácu so zmiešanými rozpúšťadlami môžu byť iné jednotky koncentrácie, ako molekulárny zlomok, vhodnejšie.
Atkins, P. W., & de Paula, J. (2014). Atkins' Physical Chemistry (10. vydanie). Oxford University Press.
Chang, R., & Goldsby, K. A. (2015). Chemistry (12. vydanie). McGraw-Hill Education.
Harris, D. C. (2015). Quantitative Chemical Analysis (9. vydanie). W. H. Freeman and Company.
IUPAC. (2019). Compendium of Chemical Terminology (zlatá kniha). Blackwell Scientific Publications.
Levine, I. N. (2008). Physical Chemistry (6. vydanie). McGraw-Hill Education.
Silberberg, M. S., & Amateis, P. (2018). Chemistry: The Molecular Nature of Matter and Change (8. vydanie). McGraw-Hill Education.
Zumdahl, S. S., & Zumdahl, S. A. (2016). Chemistry (10. vydanie). Cengage Learning.
Brown, T. L., LeMay, H. E., Bursten, B. E., Murphy, C. J., Woodward, P. M., & Stoltzfus, M. W. (2017). Chemistry: The Central Science (14. vydanie). Pearson.
Kalkulačka molality poskytuje rýchly, presný spôsob, ako určiť koncentráciu roztokov z hľadiska molality. Či už ste študent, ktorý sa učí o roztokovej chémii, výskumník vykonávajúci experimenty alebo odborník pracujúci v laboratóriu, tento nástroj zjednodušuje proces výpočtu a pomáha zabezpečiť presnosť vo vašej práci.
Pochopenie molality a jej aplikácií je nevyhnutné pre rôzne oblasti chémie, najmä tie, ktoré sa zaoberajú termodynamikou, koligatívnymi vlastnosťami a procesmi závislými od teploty. Použitím tejto kalkulačky môžete ušetriť čas pri manuálnych výpočtoch a získať hlbšie pochopenie vzťahov koncentrácie v chemických roztokoch.
Vyskúšajte našu kalkulačku molality ešte dnes, aby ste zjednodušili proces prípravy roztokov a zvýšili presnosť svojich meraní koncentrácie!
Objavte ďalšie nástroje, ktoré by mohli byť užitočné pre vašu pracovnú postupnosť