Kalkulačka molarity - Výpočet koncentrácie roztoku (mol/L)

Čo je molarita?

Molarita je spôsob merania množstva látky rozpustenej v kvapaline. Definuje sa ako počet mólov rozpustenej látky na liter roztoku a zapisuje sa ako mol/L alebo symbolom M. Roztok označený ako „1 M“ obsahuje jeden mól rozpustenej látky v každom litri.

Vzorec molarity

Molarita sa vypočíta jednoduchým delením:

$\text{Molarita (M)} = \frac{\text{Množstvo rozpustenej látky (mol)}}{\text{Objem roztoku (L)}}$

• Množstvo rozpustenej látky je množstvo rozpustenej látky vyjadrené v moloch.
• Objem roztoku je celkový objem kvapaliny po úplnom rozpustení rozpustenej látky, vyjadrený v litroch.
• Molarita je výsledok vyjadrený v moloch na liter (mol/L), označovaný aj ako M.

Vzorový príklad

Rozpustením 2 mólov chloridu sodného (NaCl) v dostatočnom množstve vody na prípravu 0,5 litra roztoku získame:

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

Roztok má koncentráciu 4 mólov na liter, zapísanú ako 4 M.

Ako vypočítať molaritu z gramov

Rozpustená látka sa často váži v gramoch namiesto priameho merania v moloch. Pred použitím vzorca pre molaritu treba vykonať ďalší krok, pri ktorom sa gramy prevedú na móly.

1. Zistite molárnu hmotnosť zlúčeniny v gramoch na mól.
2. Hmotnosť v gramoch vydeľte molárnou hmotnosťou, čím získate množstvo v moloch.
3. Množstvo v moloch vydeľte objemom roztoku v litroch.

Príklad: 10 g NaCl sa rozpustí a pripraví sa 500 mL (0,5 L) roztoku.

• Molárna hmotnosť NaCl: 22,99 + 35,45 = 58,44 g/mol
• Množstvo v moloch: 10 g ÷ 58,44 g/mol ≈ 0,171 mol
• Molarita: 0,171 mol ÷ 0,5 L ≈ 0,342 M

Ako funguje táto kalkulačka

Kalkulačka na tejto stránke prijíma dva údaje: množstvo rozpustenej látky v moloch a objem roztoku v litroch. Vydelí množstvo v moloch objemom a zobrazí výsledok zaokrúhlený na štyri desatinné miesta.

Oba údaje musia byť väčšie ako nula. Hodnota nula alebo záporná hodnota v ktoromkoľvek poli zobrazí namiesto výsledku chybové hlásenie. Záporné množstvo rozpustenej látky nemá fyzikálny význam a objem rovný nule by znemožnil delenie.

Údaje môžu byť načítané aj zo zdieľaného odkazu, napríklad ?moles=2.5&volume=0.5. Každá hodnota v odkaze, ktorá nie je konečným číslom, sa považuje za prázdne pole, takže kalkulačka vyžiada zadanie namiesto zobrazenia nezmyselného výsledku.

Príprava roztoku so známou molaritou

Chemici často postupujú opačne: od požadovanej molarity určia, aké množstvo rozpustenej látky treba odvážiť.

Príklad: Pripravte 250 mL (0,25 L) 0,1 M roztoku hydroxidu sodného (NaOH).

1. Potrebné množstvo v moloch = molarita × objem = 0,1 M × 0,25 L = 0,025 mol
2. Potrebná hmotnosť = množstvo v moloch × molárna hmotnosť = 0,025 mol × 40 g/mol = 1 g
3. Rozpustite 1 g NaOH vo vode a pridávajte vodu, kým objem roztoku nebude presne 250 mL.

Riedenie zásobného roztoku

Koncentrovaný „zásobný“ roztok možno zriediť na nižšiu molaritu pomocou rovnice M₁V₁ = M₂V₂, kde M₁ a V₁ označujú koncentráciu a objem zásobného roztoku a M₂ a V₂ označujú koncentráciu a objem požadované po zriedení.

Príklad: Pripravte 500 mL 0,2 M roztoku z 2 M zásobného roztoku.

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

Pridaním 50 mL 2 M zásobného roztoku k dostatočnému množstvu vody na dosiahnutie celkového objemu 500 mL získate požadovanú koncentráciu.

Molarita pri titrácii

Pri titrácii sa roztok so známou koncentráciou pridáva k inému roztoku, až kým reakcia neskončí. Molarita spája namerané objemy s množstvom reagujúcej látky.

Príklad: 20 mL 0,1 M NaOH neutralizuje 25 mL roztoku HCl s neznámou koncentráciou.

1. Použité množstvo NaOH v moloch: 0,1 M × 0,020 L = 0,002 mol
2. HCl a NaOH reagujú v pomere 1:1 (HCl + NaOH → NaCl + H₂O), preto množstvo HCl = 0,002 mol.
3. Molarita HCl = 0,002 mol ÷ 0,025 L = 0,08 M

Iné jednotky koncentrácie

Molarita je jedným z viacerých spôsobov vyjadrenia koncentrácie. Každý z nich sa hodí na iné situácie.

História

Myšlienka pevnej počítacej jednotky pre atómy a molekuly siaha k hypotéze Amedea Avogadra z roku 1811, ktorá spájala objem plynu s počtom častíc. Chemici na nej počas nasledujúceho storočia stavali pri definovaní mólu a molarita sa stala štandardným spôsobom opisu koncentrácie roztokov po prijatí mólu ako základnej jednotky SI v roku 1971. V roku 2019 Medzinárodná únia čistej a aplikovanej chémie (IUPAC) nanovo definovala mól pomocou pevnej hodnoty Avogadrovej konštanty 6,02214076 × 10²³ namiesto štandardu založeného na hmotnosti.

Často kladené otázky

Aký je rozdiel medzi molaritou a molalitou?

Molarita je podiel mólov rozpustenej látky a litrov roztoku. Molalita je podiel mólov rozpustenej látky a kilogramov rozpúšťadla. Keďže kvapaliny sa pri zahrievaní mierne rozpínajú, molarita sa s teplotou trochu mení, zatiaľ čo molalita nie.

Môže byť molarita vyššia ako 1 M?

Áno. Koncentrovaná kyselina chlorovodíková má približne 12 M a koncentrovaná kyselina sírová približne 18 M. Maximálna možná molarita závisí od množstva rozpustenej látky, ktoré sa pri danej teplote môže rozpustiť v rozpúšťadle.

Aká je molarita čistej vody?

Približne 55,3 M. Hustota vody pri 25 °C je približne 997 g/L a jej molárna hmotnosť je 18,02 g/mol, takže 997 ÷ 18,02 ≈ 55,3 mol/L. Toto číslo sa používa pri výpočtoch rovnováhy, pretože odstránenie malého množstva vody z veľkého objemu takmer nezmení jej koncentráciu.

Ovplyvňuje teplota molaritu?

Mierne. Väčšina kvapalín sa pri zohrievaní rozpína, takže rovnaké množstvo rozpustenej látky zaberá väčší objem, čím sa molarita znižuje. Teplota molalitu neovplyvňuje, pretože vychádza z hmotnosti, nie z objemu.

Ako sa molarita používa pri titrácii?

Pri titrácii sa meria objem roztoku so známou molaritou potrebný na úplnú reakciu s iným roztokom. Na výpočet molarity neznámeho roztoku sa potom použije molový pomer reakcie z vyčíslenej chemickej rovnice.

Na koľko desatinných miest táto kalkulačka zobrazuje výsledok?

Výsledok sa zobrazuje na štyri desatinné miesta. Počet skutočne významných číslic závisí od presnosti zadaného množstva v moloch a objemu; výsledok by sa nemal uvádzať s väčším počtom významných číslic, než umožňuje najmenej presný vstup.