Izračunajte molalnost raztopine tako, da vnesete maso topila, maso raztopine in molsko maso. Podpira več enot in zagotavlja takojšnje rezultate za kemijske aplikacije.
Molalnost je število molov topnega sredstva na kilogram topila. Izračuna se po naslednji formuli:
Kalkulator molalnosti je natančno, uporabniku prijazno orodje, zasnovano za izračun molalnosti kemijskih raztopin. Molalnost (označena kot 'm') je ključna enota koncentracije v kemiji, ki meri število molov topila na kilogram topila. V nasprotju z molarnostjo, ki se spreminja s temperaturo zaradi nihanj v volumnu, molalnost ostaja konstantna ne glede na temperaturne spremembe, kar jo dela še posebej dragoceno za termodinamične izračune, študije koligativnih lastnosti in laboratorijske priprave, ki zahtevajo neodvisne meritve koncentracije od temperature.
To orodje vam omogoča, da natančno določite molalnost raztopine z vnosom mase topila, mase topila in molarne mase topila. S podporo za različne enote mase (grami, kilograme in miligrame) kalkulator molalnosti takoj zagotavlja rezultate za študente, kemike, farmacevte in raziskovalce, ki delajo z raztopinsko kemijo.
Molalnost je definirana kot število molov topila, raztopljenih v enem kilogramu topila. Formula za molalnost je:
Kjer:
Ker se število molov izračuna z deljenjem mase snovi z njeno molarno maso, lahko formulo razširimo na:
Kjer:
Določite maso topila (raztopljene snovi)
Določite molarno maso topila
Izmerite maso topila (ponavadi vode)
Pretvorite vse meritve v združljive enote
Izračunajte število molov topila
Izračunajte molalnost
Naš kalkulator molalnosti poenostavi ta postopek:
Matematični izraz za molalnost je:
Kjer:
Pri delu z različnimi enotami so potrebne pretvorbe:
Pretvorbe mase:
Za maso topila:
Za maso topila:
Izračunajte molalnost raztopine, ki vsebuje 10 g NaCl (molarna masa = 58,44 g/mol) raztopljenega v 500 g vode.
Rešitev:
Izračunajte molalnost raztopine, ki vsebuje 25 mg glukoze (C₆H₁₂O₆, molarna masa = 180,16 g/mol) raztopljene v 15 g vode.
Rešitev:
Izračunajte molalnost raztopine, ki vsebuje 100 g KOH (molarna masa = 56,11 g/mol) raztopljenega v 250 g vode.
Rešitev:
Priprava raztopin z neodvisnostjo od temperature
Analitična kemija
Raziskave in razvoj
Farmacevtska industrija
Kemijska proizvodnja
Industrija hrane in pijače
Študije fizikalne kemije
Raziskave biokemije
Okoljska znanost
Čeprav je molalnost dragocena za mnoge aplikacije, so lahko druge enote koncentracije primernejše v določenih situacijah:
Molarna (M): Moli topila na liter raztopine
Masa odstotek (% w/w): Masa topila na 100 enot mase raztopine
Molekulski delež (χ): Moli topila deljeno s skupnimi moli v raztopini
Normalnost (N): Gram ekvivalenti topila na liter raztopine
Koncept molalnosti se je pojavil konec 19. stoletja, ko so kemiki iskali natančnejše načine za opisovanje koncentracij raztopin. Medtem ko je bila molarnost (moli na liter raztopine) že v uporabi, so znanstveniki prepoznali njene omejitve pri obravnavi študij, odvisnih od temperature.
V 80. letih 19. stoletja sta Jacobus Henricus van 't Hoff in François-Marie Raoult izvajala pionirsko delo na koligativnih lastnostih raztopin. Njihova raziskava o znižanju tališča, povišanju vrelišča in osmotskem tlaku je zahtevala enoto koncentracije, ki bi ostala konstantna ne glede na temperaturne spremembe. Ta potreba je privedla do uradne uvedbe molalnosti kot standardne enote koncentracije.
Do začetka 20. stoletja je molalnost postala standardna enota v fizikalni kemiji, zlasti za termodinamične študije. Mednarodna unija za čisto in uporabno kemijo (IUPAC) je uradno priznala molalnost kot standardno enoto koncentracije, jo definirala kot mole topila na kilogram topila.
Danes molalnost ostaja ključna enota koncentracije v različnih znanstvenih področjih:
Razvoj digitalnih orodij, kot je kalkulator molalnosti, je to delo poenostavil študentom in strokovnjakom ter omogočil natančnejše in učinkovitejše znanstveno delo.
Tukaj so primeri, kako izračunati molalnost v različnih programskih jezikih:
1' Excel formula za izračun molalnosti
2' Predpostavljamo:
3' A1 = Masa topila (g)
4' B1 = Molarna masa topila (g/mol)
5' C1 = Masa topila (g)
6=A1/B1/(C1/1000)
7
1def calculate_molality(solute_mass, solute_unit, solvent_mass, solvent_unit, molar_mass):
2 # Pretvorite maso topila v grame
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: # grami
8 solute_mass_g = solute_mass
9
10 # Pretvorite maso topila v kilograme
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: # kilogrami
16 solvent_mass_kg = solvent_mass
17
18 # Izračunajte mole topila
19 moles_solute = solute_mass_g / molar_mass
20
21 # Izračunajte molalnost
22 molality = moles_solute / solvent_mass_kg
23
24 return molality
25
26# Primer uporabe
27nacl_molality = calculate_molality(10, 'g', 1, 'kg', 58.44)
28print(f"Molalnost raztopine NaCl: {nacl_molality:.4f} mol/kg")
29
1function calculateMolality(soluteMass, soluteUnit, solventMass, solventUnit, molarMass) {
2 // Pretvorite maso topila v grame
3 let soluteMassInGrams = soluteMass;
4 if (soluteUnit === 'kg') {
5 soluteMassInGrams = soluteMass * 1000;
6 } else if (soluteUnit === 'mg') {
7 soluteMassInGrams = soluteMass / 1000;
8 }
9
10 // Pretvorite maso topila v kilograme
11 let solventMassInKg = solventMass;
12 if (solventUnit === 'g') {
13 solventMassInKg = solventMass / 1000;
14 } else if (solventUnit === 'mg') {
15 solventMassInKg = solventMass / 1000000;
16 }
17
18 // Izračunajte mole topila
19 const molesOfSolute = soluteMassInGrams / molarMass;
20
21 // Izračunajte molalnost
22 const molality = molesOfSolute / solventMassInKg;
23
24 return molality;
25}
26
27// Primer uporabe
28const nacl_molality = calculateMolality(10, 'g', 1, 'kg', 58.44);
29console.log(`Molalnost raztopine 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 // Pretvorite maso topila v grame
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 // Pretvorite maso topila v kilograme
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 // Izračunajte mole topila
22 double molesOfSolute = soluteMassInGrams / molarMass;
23
24 // Izračunajte molalnost
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("Molalnost raztopine 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 // Pretvorite maso topila v grame
9 double soluteMassInGrams = soluteMass;
10 if (soluteUnit == "kg") {
11 soluteMassInGrams = soluteMass * 1000;
12 } else if (soluteUnit == "mg") {
13 soluteMassInGrams = soluteMass / 1000;
14 }
15
16 // Pretvorite maso topila v kilograme
17 double solventMassInKg = solventMass;
18 if (solventUnit == "g") {
19 solventMassInKg = solventMass / 1000;
20 } else if (solventUnit == "mg") {
21 solventMassInKg = solventMass / 1000000;
22 }
23
24 // Izračunajte mole topila
25 double molesOfSolute = soluteMassInGrams / molarMass;
26
27 // Izračunajte molalnost
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 << "Molalnost raztopine 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 # Pretvorite maso topila v grame
3 solute_mass_g <- switch(solute_unit,
4 "g" = solute_mass,
5 "kg" = solute_mass * 1000,
6 "mg" = solute_mass / 1000)
7
8 # Pretvorite maso topila v kilograme
9 solvent_mass_kg <- switch(solvent_unit,
10 "kg" = solvent_mass,
11 "g" = solvent_mass / 1000,
12 "mg" = solvent_mass / 1000000)
13
14 # Izračunajte mole topila
15 moles_solute <- solute_mass_g / molar_mass
16
17 # Izračunajte molalnost
18 molality <- moles_solute / solvent_mass_kg
19
20 return(molality)
21}
22
23# Primer uporabe
24nacl_molality <- calculate_molality(10, "g", 1, "kg", 58.44)
25cat(sprintf("Molalnost raztopine NaCl: %.4f mol/kg\n", nacl_molality))
26
Molalnost (m) je število molov topila na kilogram topila, medtem ko je molarna (M) število molov topila na liter raztopine. Ključna razlika je v tem, da molalnost uporablja maso samo topila, medtem ko molarnost uporablja volumen celotne raztopine. Molalnost ostaja konstantna pri spremembah temperature, ker se masa ne spreminja s temperaturo, medtem ko se molarnost spreminja s temperaturo, ker se volumen spreminja s temperaturo.
Molalnost je v prednostnih poskusih, ki vključujejo temperaturne spremembe, kot so študije znižanja tališča ali povišanja vrelišča. Ker je molalnost osnovana na masi in ne na volumnu, ostaja konstantna ne glede na temperaturne spremembe. To jo dela še posebej dragoceno za termodinamične izračune in študije koligativnih lastnosti, kjer je temperatura spremenljivka.
Pretvorba med molalnostjo in molarnostjo zahteva poznavanje gostote raztopine in molarne mase topila. Približna pretvorba je:
Kjer:
Za redke vodne raztopine so vrednosti molarnosti in molalnosti pogosto zelo blizu numerično.
Molalnost ne more biti negativna, saj predstavlja fizično količino (koncentracijo). Lahko pa je nič, ko ni prisotno nobeno topilo (čisto topilo), vendar bi to preprosto pomenilo, da je čisto topilo, ne pa raztopina. Pri praktičnih izračunih običajno delamo z pozitivnimi, nenulnimi vrednostmi molalnosti.
Znižanje tališča (ΔTf) je neposredno sorazmerno z molalnostjo raztopine po enačbi:
Kjer:
Ta odnos naredi molalnost še posebej uporabno za krioskopske študije.
Čista voda nima vrednosti molalnosti, ker je molalnost definirana kot moli topila na kilogram topila. Pri čisti vodi ni topila, zato koncept molalnosti ne velja. Rekli bi, da čista voda ni raztopina, ampak čista snov.
Osmotski tlak (π) je povezan z molalnostjo preko van 't Hoffove enačbe:
Kjer je M molarnost, R pa plinska konstanta, T pa temperatura. Za redke raztopine je molarnost približno enaka molalnosti, zato je molalnost mogoče uporabiti v tej enačbi z minimalno napako. Pri bolj koncentriranih raztopinah je potrebna pretvorba med molalnostjo in molarnostjo.
Da, največja možna molalnost je omejena s topnostjo topila v topilu. Ko postane topilo nasičeno s topilom, se ne more več raztopiti, kar postavi zgornjo mejo molalnosti. Ta meja se zelo razlikuje glede na specifično kombinacijo topila in topila ter pogoje, kot so temperatura in tlak.
Kalkulator molalnosti zagotavlja natančne matematične rezultate na podlagi vnesenih podatkov. Vendar pa lahko pri zelo koncentriranih ali neidealnih raztopinah dodatni dejavniki, kot so interakcije med topilom in topilom, vplivajo na dejansko obnašanje raztopine. V takih primerih je izračunana molalnost še vedno pravilna kot mera koncentracije, vendar lahko napovedi lastnosti, ki temeljijo na idealnem obnašanju raztopin, zahtevajo korekcijske faktorje.
Da, molalnost se lahko uporablja tudi pri mešanih topilih, vendar je treba definicijo skrbno uporabiti. V takih primerih bi izračunali molalnost glede na skupno maso vseh mešanih topil. Vendar pa so za natančno delo z mešanimi topili morda bolj primerne druge enote koncentracije, kot je molekulski delež.
Atkins, P. W., & de Paula, J. (2014). Atkinsova fizikalna kemija (10. izd.). Oxford University Press.
Chang, R., & Goldsby, K. A. (2015). Kemija (12. izd.). McGraw-Hill Education.
Harris, D. C. (2015). Kvantitativna kemijska analiza (9. izd.). W. H. Freeman and Company.
IUPAC. (2019). Kompendium kemijske terminologije (zlat knjiga). Blackwell Scientific Publications.
Levine, I. N. (2008). Fizikalna kemija (6. izd.). McGraw-Hill Education.
Silberberg, M. S., & Amateis, P. (2018). Kemija: Molekularna narava snovi in sprememba (8. izd.). McGraw-Hill Education.
Zumdahl, S. S., & Zumdahl, S. A. (2016). Kemija (10. izd.). Cengage Learning.
Brown, T. L., LeMay, H. E., Bursten, B. E., Murphy, C. J., Woodward, P. M., & Stoltzfus, M. W. (2017). Kemija: Osrednja znanost (14. izd.). Pearson.
Kalkulator molalnosti ponuja hitro, natančno pot za določitev koncentracije raztopin v smislu molalnosti. Ne glede na to, ali ste študent, ki se uči o raztopinski kemiji, raziskovalec, ki izvaja poskuse, ali strokovnjak, ki dela v laboratoriju, to orodje poenostavi proces izračunavanja in pomaga zagotoviti natančnost vašega dela.
Razumevanje molalnosti in njenih aplikacij je ključno za različna področja kemije, zlasti tista, ki vključujejo termodinamiko, koligativne lastnosti in procese, odvisne od temperature. Z uporabo tega kalkulatorja lahko prihranite čas pri ročnih izračunih in pridobite globlje razumevanje razmerij koncentracije v kemijskih raztopinah.
Preizkusite naš kalkulator molalnosti danes, da poenostavite postopek priprave raztopin in izboljšate natančnost vaših meritev koncentracije!
Odkrijte več orodij, ki bi lahko bila koristna za vaš delovni proces