Molbråkskalkylator - Gratis Online Kemiverktyg

Vad är molfraktion?

Molfraktion är ett sätt att beskriva hur stor del av en blandning som består av ett visst ämne. Den jämför substansmängden i mol av en komponent med det totala antalet mol av alla ämnen i blandningen. En mol är helt enkelt en enhet för att räkna partiklar, ungefär som ”dussin” betyder 12. Den här kalkylatorn beräknar molfraktionen för varje komponent i en lösning eller gasblandning när substansmängden i mol för varje del är känd.

Formel för molfraktion

Molfraktionen för en komponent är dess substansmängd i mol dividerad med den totala substansmängden i mol för alla komponenter tillsammans.

χᵢ = nᵢ / n_total

• χᵢ (chi) är molfraktionen för komponent i
• nᵢ är substansmängden i mol för komponent i
• n_total är summan av substansmängderna i mol för alla komponenter i blandningen

Molfraktion saknar enhet, eftersom den är ett förhållande mellan två mängder av samma slag. Dess värde ligger alltid mellan 0 och 1. Ett värde på 0 betyder att komponenten saknas. Ett värde på 1 betyder att blandningen enbart består av den komponenten.

Så beräknas molfraktion

1. Lista alla komponenter i blandningen och substansmängden i mol för var och en. Om massan för en komponent är känd i stället för substansmängden i mol, dividerar du först massan med ämnets molmassa för att få substansmängden i mol.
2. Addera substansmängderna i mol för alla komponenter för att få den totala substansmängden i mol.
3. Dividera substansmängden i mol för en komponent med den totala substansmängden i mol. Resultatet är komponentens molfraktion.
4. Upprepa för varje komponent. I en verklig blandning blir summan av alla komponenters molfraktioner 1.

Kalkylatorn på den här sidan utför dessa steg automatiskt. Ange ett namn och ett molvärde för varje komponent, så beräknar den om alla molfraktioner så snart ett värde ändras. Den accepterar endast noll eller positiva tal, eftersom en negativ substansmängd i mol saknar fysisk betydelse; en negativ inmatning markeras och räknas som 0.

För varje komponent visar resultattabellen molfraktionen med fyra decimaler och samma värde som procenttal med två decimaler. En rad med totalen summerar molvärdena och molfraktionerna. Ett cirkeldiagram under tabellen visar varje komponents andel. Om alla molvärden är tomma eller noll är totalen 0, ingen molfraktion är definierad och kalkylatorn visar ett meddelande som ber om värden samtidigt som varje fraktion rapporteras som 0.

Räkneexempel: två komponenter

En lösning innehåller 2,0 mol etanol och 3,0 mol vatten.

• Total substansmängd i mol = 2,0 + 3,0 = 5,0
• Molfraktion för etanol = 2,0 / 5,0 = 0,40
• Molfraktion för vatten = 3,0 / 5,0 = 0,60

Kontroll: 0,40 + 0,60 = 1,00, som förväntat.

Räkneexempel: tre komponenter

En gasblandning innehåller 1,5 mol kväve, 0,5 mol syre och 0,2 mol argon.

• Total substansmängd i mol = 1,5 + 0,5 + 0,2 = 2,2
• Molfraktion för kväve = 1,5 / 2,2 ≈ 0,682
• Molfraktion för syre = 0,5 / 2,2 ≈ 0,227
• Molfraktion för argon = 0,2 / 2,2 ≈ 0,091

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

Molfraktionens egenskaper

• Saknar enhet. Det är ett enkelt förhållande och har därför ingen måttenhet.
• Summan är ett. I en verklig blandning blir summan av alla komponenters molfraktioner 1.
• Varierar från 0 till 1. En komponent som utgör hela blandningen har molfraktionen 1.
• Beror inte på temperatur eller tryck. Eftersom molfraktion är ett förhållande mellan mängder förändras den inte när blandningen värms eller kyls, till skillnad från koncentrationsenheter som bygger på volym.
• Omvandlas enkelt till procent. Multiplicera molfraktionen med 100 för att få molprocent. En molfraktion på 0,25 motsvarar 25 mol%.

Molfraktion och andra koncentrationsenheter

Kemister använder flera sätt att beskriva hur mycket av ett ämne som finns i en blandning:

• Molaritet är substansmängden i mol av ett ämne per liter lösning.
• Molalitet är substansmängden i mol av ett ämne per kilogram lösningsmedel.
• Massfraktion är massan av ett ämne dividerad med blandningens totala massa.

Molfraktion skiljer sig från dessa eftersom den räknar partiklar i stället för massa eller volym. Därför är den användbar i situationer där antalet partiklar är viktigare än deras massa, till exempel i gaslagar och ångtryck.

Användningsområden för molfraktion

• Raoults lag använder molfraktionen för ett lösningsmedel för att förutsäga hur mycket ett löst ämne sänker lösningsmedlets ångtryck.
• Daltons lag om partialtryck säger att partialtrycket för en gas i en blandning är lika med gasens molfraktion multiplicerad med det totala trycket: Pᵢ = χᵢ × P_total.
• Kolligativa egenskaper, såsom höjning av kokpunkten och sänkning av fryspunkten, beror på molfraktionen för det lösta ämnet.
• Framställning av lösningar i laboratorier och industrin anger ofta exakta molfraktioner för att styra en blandnings egenskaper.

Vanliga frågor

Vad är skillnaden mellan molfraktion och massfraktion? Molfraktion jämför antalet mol för varje komponent. Massfraktion jämför massan för varje komponent. De två är lika endast när alla komponenter har samma molmassa.

Kan en molfraktion vara större än 1? Nej. En molfraktion kan inte överstiga 1, eftersom en komponent inte kan utgöra mer än hela blandningen. I en verklig blandning är summan av alla komponenters molfraktioner exakt 1.

Hur omvandlar jag molfraktion till procent? Multiplicera molfraktionen med 100. En molfraktion på 0,15 motsvarar till exempel 15 mol%.

Hur hittar jag molfraktionen när jag bara känner till massan för varje komponent? Omvandla först varje massa till mol med formeln substansmängd i mol = massa ÷ molmassa. Dividera sedan substansmängden i mol för varje komponent med den totala substansmängden i mol för att få dess molfraktion.

Vad händer om en komponent har noll mol? Dess molfraktion är 0, vilket betyder att den inte finns i blandningen. Kalkylatorn hanterar detta utan fel, och cirkeldiagrammet utelämnar alla komponenter vars molfraktion är 0.

Gäller molfraktion för gaser såväl som vätskor? Ja. Molfraktion gäller för blandningar i alla faser, inklusive gasblandningar, flytande lösningar och fasta blandningar som legeringar.