คำนวณโมลาลิตีของสารละลายโดยการป้อนมวลของสารละลาย มวลของตัวทำละลาย และมวลโมเลกุล รองรับหน่วยหลายประเภทและให้ผลลัพธ์ทันทีสำหรับการใช้งานทางเคมี
โมลาลิตีคือจำนวนโมลของสารละลายต่อกิโลกรัมของตัวทำละลาย คำนวณโดยใช้สูตรดังต่อไปนี้:
โมลาลิตี คำนวณ เป็นเครื่องมือที่แม่นยำและใช้งานง่ายที่ออกแบบมาเพื่อคำนวณโมลาลิตีของสารละลายเคมี โมลาลิตี (สัญลักษณ์ว่า 'm') เป็นหน่วยความเข้มข้นที่สำคัญในเคมีที่วัดจำนวนโมลของสารละลายต่อกิโลกรัมของตัวทำละลาย แตกต่างจากโมลาริตี ซึ่งเปลี่ยนแปลงตามอุณหภูมิเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงของปริมาตร โมลาลิตีจะคงที่ไม่ว่าจะมีการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ ทำให้มันมีค่าโดยเฉพาะสำหรับการคำนวณทางเทอร์โมไดนามิก การศึกษาคุณสมบัติร่วม และการเตรียมในห้องปฏิบัติการที่ต้องการการวัดความเข้มข้นที่ไม่ขึ้นกับอุณหภูมิ
เครื่องมือนี้ช่วยให้คุณสามารถกำหนดโมลาลิตีของสารละลายได้อย่างแม่นยำโดยการป้อนมวลของสารละลาย มวลของตัวทำละลาย และมวลโมเลกุลของสารละลาย ด้วยการสนับสนุนสำหรับหน่วยมวลที่หลากหลาย (กรัม กิโลกรัม และมิลลิกรัม) โมลาลิตี คำนวณจึงให้ผลลัพธ์ทันทีสำหรับนักเรียน นักเคมี เภสัชกร และนักวิจัยที่ทำงานกับเคมีสารละลาย
โมลาลิตีถูกกำหนดว่าเป็นจำนวนโมลของสารละลายที่ละลายในหนึ่งกิโลกรัมของตัวทำละลาย สูตรสำหรับโมลาลิตีคือ:
โดยที่:
เนื่องจากจำนวนโมลถูกคำนวณโดยการหารมวลของสารด้วยมวลโมเลกุล เราจึงสามารถขยายสูตรได้เป็น:
โดยที่:
กำหนดมวลของสารละลาย (สารที่ถูกละลาย)
ระบุมวลโมเลกุลของสารละลาย
วัดมวลของตัวทำละลาย (โดยปกติคือ น้ำ)
แปลงการวัดทั้งหมดให้เป็นหน่วยที่เข้ากันได้
คำนวณจำนวนโมลของสารละลาย
คำนวณโมลาลิตี
โมลาลิตี คำนวณของเราช่วยให้งานนี้ง่ายขึ้น:
สมการทางคณิตศาสตร์สำหรับโมลาลิตีคือ:
โดยที่:
เมื่อทำงานกับหน่วยต่าง ๆ การแปลงเป็นสิ่งจำเป็น:
การแปลงมวล:
สำหรับมวลสารละลาย:
สำหรับมวลตัวทำละลาย:
คำนวณโมลาลิตีของสารละลายที่มีโซเดียมคลอไรด์ (NaCl) 10 กรัม (มวลโมเลกุล = 58.44 กรัม/โมล) ละลายในน้ำ 500 กรัม
วิธีการ:
คำนวณโมลาลิตีของสารละลายที่มีกลูโคส (C₆H₁₂O₆, มวลโมเลกุล = 180.16 กรัม/โมล) 25 มิลลิกรัม ละลายในน้ำ 15 กรัม
วิธีการ:
คำนวณโมลาลิตีของสารละลายที่มีโพแทสเซียมไฮดรอกไซด์ (KOH, มวลโมเลกุล = 56.11 กรัม/โมล) 100 กรัม ละลายในน้ำ 250 กรัม
วิธีการ:
การเตรียมสารละลายที่ไม่ขึ้นกับอุณหภูมิ
เคมีวิเคราะห์
การวิจัยและพัฒนา
อุตสาหกรรมเภสัชกรรม
การผลิตเคมี
อุตสาหกรรมอาหารและเครื่องดื่ม
การศึกษาทางเคมีฟิสิกส์
การวิจัยทางชีวเคมี
วิทยาศาสตร์สิ่งแวดล้อม
แม้ว่าโมลาลิตีจะมีค่าในหลายการประยุกต์ใช้ แต่หน่วยความเข้มข้นอื่น ๆ อาจเหมาะสมกว่าในบางสถานการณ์:
โมลาริตี (M): โมลของสารละลายต่อหนึ่งลิตรของสารละลาย
เปอร์เซ็นต์มวล (% w/w): มวลของสารละลายต่อ 100 หน่วยของมวลสารละลาย
อัตราส่วนโมล (χ): โมลของสารละลายหารด้วยโมลทั้งหมดในสารละลาย
นอร์มาลิตี (N): กรัมของสารละลายต่อหนึ่งลิตรของสารละลาย
แนวคิดของโมลาลิตีเกิดขึ้นในศตวรรษที่ 19 เมื่อเคมีต้องการวิธีที่แม่นยำมากขึ้นในการอธิบายความเข้มข้นของสารละลาย ขณะที่โมลาริตี (โมลต่อหนึ่งลิตรของสารละลาย) ได้รับการใช้งานแล้ว นักวิทยาศาสตร์ได้ตระหนักถึงข้อจำกัดเมื่อทำงานกับการศึกษาที่ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ
ในปี 1880 Jacobus Henricus van 't Hoff และ François-Marie Raoult กำลังทำงานที่สำคัญเกี่ยวกับคุณสมบัติร่วมของสารละลาย การวิจัยของพวกเขาเกี่ยวกับการลดจุดแข็งตัว การเพิ่มจุดเดือด และแรงดันออสโมติกต้องการหน่วยความเข้มข้นที่คงที่ไม่ว่าจะมีการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ ซึ่งความต้องการนี้นำไปสู่การนำโมลาลิตีมาใช้เป็นหน่วยมาตรฐาน
ในช่วงต้นศตวรรษที่ 20 โมลาลิตีได้กลายเป็นหน่วยมาตรฐานในเคมีฟิสิกส์ โดยเฉพาะสำหรับการศึกษาทางเทอร์โมไดนามิก สหภาพเคมีบริสุทธิ์และการประยุกต์ใช้ (IUPAC) ได้รับรองโมลาลิตีเป็นหน่วยความเข้มข้นมาตรฐาน โดยกำหนดให้เป็นโมลของสารละลายต่อกิโลกรัมของตัวทำละลาย
ในปัจจุบัน โมลาลิตียังคงเป็นหน่วยความเข้มข้นที่สำคัญในหลายสาขาวิทยาศาสตร์:
การพัฒนาเครื่องมือดิจิทัลเช่น โมลาลิตี คำนวณทำให้การคำนวณเหล่านี้เข้าถึงได้ง่ายขึ้นสำหรับนักเรียนและมืออาชีพ ทำให้การทำงานทางวิทยาศาสตร์มีความแม่นยำและมีประสิทธิภาพมากขึ้น
นี่คือตัวอย่างวิธีการคำนวณโมลาลิตีในภาษาการเขียนโปรแกรมต่าง ๆ:
1' สูตร Excel สำหรับการคำนวณโมลาลิตี
2' สมมติว่า:
3' A1 = มวลของสารละลาย (กรัม)
4' B1 = มวลโมเลกุลของสารละลาย (กรัม/โมล)
5' C1 = มวลของตัวทำละลาย (กรัม)
6=A1/B1/(C1/1000)
71def calculate_molality(solute_mass, solute_unit, solvent_mass, solvent_unit, molar_mass):
2 # แปลงมวลสารละลายเป็นกรัม
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: # กรัม
8 solute_mass_g = solute_mass
9
10 # แปลงมวลตัวทำละลายเป็นกิโลกรัม
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: # กิโลกรัม
16 solvent_mass_kg = solvent_mass
17
18 # คำนวณโมลของสารละลาย
19 moles_solute = solute_mass_g / molar_mass
20
21 # คำนวณโมลาลิตี
22 molality = moles_solute / solvent_mass_kg
23
24 return molality
25
26# ตัวอย่างการใช้งาน
27nacl_molality = calculate_molality(10, 'g', 1, 'kg', 58.44)
28print(f"โมลาลิตีของสารละลาย NaCl: {nacl_molality:.4f} โมล/กก")
291function calculateMolality(soluteMass, soluteUnit, solventMass, solventUnit, molarMass) {
2 // แปลงมวลสารละลายเป็นกรัม
3 let soluteMassInGrams = soluteMass;
4 if (soluteUnit === 'kg') {
5 soluteMassInGrams = soluteMass * 1000;
6 } else if (soluteUnit === 'mg') {
7 soluteMassInGrams = soluteMass / 1000;
8 }
9
10 // แปลงมวลตัวทำละลายเป็นกิโลกรัม
11 let solventMassInKg = solventMass;
12 if (solventUnit === 'g') {
13 solventMassInKg = solventMass / 1000;
14 } else if (solventUnit === 'mg') {
15 solventMassInKg = solventMass / 1000000;
16 }
17
18 // คำนวณโมลของสารละลาย
19 const molesOfSolute = soluteMassInGrams / molarMass;
20
21 // คำนวณโมลาลิตี
22 const molality = molesOfSolute / solventMassInKg;
23
24 return molality;
25}
26
27// ตัวอย่างการใช้งาน
28const nacl_molality = calculateMolality(10, 'g', 1, 'kg', 58.44);
29console.log(`โมลาลิตีของสารละลาย NaCl: ${nacl_molality.toFixed(4)} โมล/กก`);
301public class MolalityCalculator {
2 public static double calculateMolality(double soluteMass, String soluteUnit,
3 double solventMass, String solventUnit,
4 double molarMass) {
5 // แปลงมวลสารละลายเป็นกรัม
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 // แปลงมวลตัวทำละลายเป็นกิโลกรัม
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 // คำนวณโมลของสารละลาย
22 double molesOfSolute = soluteMassInGrams / molarMass;
23
24 // คำนวณโมลาลิตี
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("โมลาลิตีของสารละลาย NaCl: %.4f โมล/กก%n", naclMolality);
33 }
34}
351#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 // แปลงมวลสารละลายเป็นกรัม
9 double soluteMassInGrams = soluteMass;
10 if (soluteUnit == "kg") {
11 soluteMassInGrams = soluteMass * 1000;
12 } else if (soluteUnit == "mg") {
13 soluteMassInGrams = soluteMass / 1000;
14 }
15
16 // แปลงมวลตัวทำละลายเป็นกิโลกรัม
17 double solventMassInKg = solventMass;
18 if (solventUnit == "g") {
19 solventMassInKg = solventMass / 1000;
20 } else if (solventUnit == "mg") {
21 solventMassInKg = solventMass / 1000000;
22 }
23
24 // คำนวณโมลของสารละลาย
25 double molesOfSolute = soluteMassInGrams / molarMass;
26
27 // คำนวณโมลาลิตี
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 << "โมลาลิตีของสารละลาย NaCl: " << std::fixed << std::setprecision(4)
36 << naclMolality << " โมล/กก" << std::endl;
37 return 0;
38}
391calculate_molality <- function(solute_mass, solute_unit, solvent_mass, solvent_unit, molar_mass) {
2 # แปลงมวลสารละลายเป็นกรัม
3 solute_mass_g <- switch(solute_unit,
4 "g" = solute_mass,
5 "kg" = solute_mass * 1000,
6 "mg" = solute_mass / 1000)
7
8 # แปลงมวลตัวทำละลายเป็นกิโลกรัม
9 solvent_mass_kg <- switch(solvent_unit,
10 "kg" = solvent_mass,
11 "g" = solvent_mass / 1000,
12 "mg" = solvent_mass / 1000000)
13
14 # คำนวณโมลของสารละลาย
15 moles_solute <- solute_mass_g / molar_mass
16
17 # คำนวณโมลาลิตี
18 molality <- moles_solute / solvent_mass_kg
19
20 return(molality)
21}
22
23# ตัวอย่างการใช้งาน
24nacl_molality <- calculate_molality(10, "g", 1, "kg", 58.44)
25cat(sprintf("โมลาลิตีของสารละลาย NaCl: %.4f โมล/กก\n", nacl_molality))
26โมลาลิตี (m) คือจำนวนโมลของสารละลายต่อกิโลกรัมของตัวทำละลาย ขณะที่ โมลาริตี (M) คือจำนวนโมลของสารละลายต่อหนึ่งลิตรของสารละลาย ความแตกต่างที่สำคัญคือโมลาลิตีใช้มวลของตัวทำละลายเท่านั้น ขณะที่โมลาริตีใช้ปริมาตรของสารละลายทั้งหมด โมลาลิตีจะคงที่เมื่อมีการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิเนื่องจากมวลไม่เปลี่ยนแปลงตามอุณหภูมิ ในขณะที่โมลาริตีจะแปรผันตามอุณหภูมิเนื่องจากปริมาตรเปลี่ยนแปลงตามอุณหภูมิ
โมลาลิตีถูกเลือกในทดลองที่เกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ เช่น การศึกษาการลดจุดแข็งตัวหรือการเพิ่มจุดเดือด เนื่องจากโมลาลิตีขึ้นอยู่กับมวลไม่ใช่ปริมาตร จึงคงที่ไม่ว่าจะมีการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ ซึ่งทำให้มันมีค่ามากสำหรับการคำนวณทางเทอร์โมไดนามิกและการศึกษาคุณสมบัติร่วมที่อุณหภูมิเป็นตัวแปร
การแปลงระหว่างโมลาลิตีกับโมลาริตีจำเป็นต้องรู้ความหนาแน่นของสารละลายและมวลโมเลกุลของสารละลาย การแปลงโดยประมาณคือ:
โดยที่:
สำหรับสารละลายที่เจือจาง โมลาริตีและโมลาลิตีมักจะมีค่าใกล้เคียงกันทางตัวเลข
โมลาลิตีไม่สามารถเป็นลบได้เนื่องจากมันเป็นปริมาณทางกายภาพ (ความเข้มข้น) มันสามารถเป็นศูนย์เมื่อไม่มีสารละลาย (ตัวทำละลายบริสุทธิ์) แต่จะถือว่าเป็นตัวทำละลายบริสุทธิ์มากกว่าที่จะเป็นสารละลาย ในการคำนวณจริง เรามักจะทำงานกับค่าของโมลาลิตีที่เป็นบวกและไม่เป็นศูนย์
การลดจุดแข็งตัว (ΔTf) จะสัมพันธ์โดยตรงกับโมลาลิตีของสารละลายตามสมการ:
โดยที่:
ความสัมพันธ์นี้ทำให้โมลาลิตีมีค่ามากสำหรับการศึกษาการแข็งตัว
น้ำบริสุทธิ์ไม่มีค่าโมลาลิตีเพราะโมลาลิตีถูกกำหนดว่าเป็นโมลของสารละลายต่อกิโลกรัมของตัวทำละลาย ในกรณีของน้ำบริสุทธิ์ ไม่มีสารละลายอยู่ ดังนั้นแนวคิดของโมลาลิตีจึงไม่สามารถนำมาใช้ได้ เราจะกล่าวว่าน้ำบริสุทธิ์ไม่ใช่สารละลายแต่เป็นสารบริสุทธิ์
แรงดันออสโมติก (π) จะสัมพันธ์กับโมลาลิตีผ่านสมการของวาน 'ท ฮอฟ:
โดยที่ M คือโมลาริตี R คือค่าคงที่ของแก๊ส และ T คืออุณหภูมิ สำหรับสารละลายที่เจือจาง โมลาริตีและโมลาลิตีจะมีค่าใกล้เคียงกัน ดังนั้นโมลาลิตีสามารถใช้ในสมการนี้ได้โดยมีข้อผิดพลาดน้อยที่สุด สำหรับสารละลายที่มีความเข้มข้นสูง การแปลงระหว่างโมลาลิตีและโมลาริตีจะเป็นสิ่งจำเป็น
ใช่ โมลาลิตีสูงสุดจะถูกจำกัดโดยความสามารถในการละลายของสารละลายในตัวทำละลาย เมื่อสารละลายถึงจุดอิ่มตัวกับสารละลายแล้ว จะไม่สามารถละลายเพิ่มเติมได้ ซึ่งกำหนดขีดจำกัดสูงสุดของโมลาลิตี ขีดจำกัดนี้จะแตกต่างกันไปตามคู่สารละลาย-ตัวทำละลายเฉพาะและเงื่อนไขต่าง ๆ เช่น อุณหภูมิและความดัน
โมลาลิตีคำนวณให้ผลลัพธ์ทางคณิตศาสตร์ที่ถูกต้องตามข้อมูลที่ป้อน อย่างไรก็ตาม สำหรับสารละลายที่มีความเข้มข้นสูงหรือไม่เป็นอุดมคติ ปัจจัยเพิ่มเติมเช่นการมีปฏิสัมพันธ์ระหว่างสารละลายและตัวทำละลายอาจส่งผลต่อพฤติกรรมที่แท้จริงของสารละลาย ในกรณีเช่นนี้ โมลาลิตีที่คำนวณได้ยังคงถูกต้องในฐานะมาตรการความเข้มข้น แต่การคาดการณ์คุณสมบัติตามพฤติกรรมของสารละลายที่เป็นอุดมคติอาจต้องการปัจจัยการแก้ไข
ใช่ โมลาลิตีสามารถใช้กับตัวทำละลายผสมได้ แต่ต้องใช้การกำหนดอย่างระมัดระวัง ในกรณีเช่นนี้ คุณจะต้องคำนวณโมลาลิตีโดยพิจารณาถึงมวลรวมของตัวทำละลายทั้งหมด อย่างไรก็ตาม สำหรับการทำงานที่แม่นยำกับตัวทำละลายผสม หน่วยความเข้มข้นอื่น ๆ เช่น อัตราส่วนโมลอาจเหมาะสมกว่า
Atkins, P. W., & de Paula, J. (2014). Atkins' Physical Chemistry (10th ed.). Oxford University Press.
Chang, R., & Goldsby, K. A. (2015). Chemistry (12th ed.). McGraw-Hill Education.
Harris, D. C. (2015). Quantitative Chemical Analysis (9th ed.). W. H. Freeman and Company.
IUPAC. (2019). Compendium of Chemical Terminology (the "Gold Book"). Blackwell Scientific Publications.
Levine, I. N. (2008). Physical Chemistry (6th ed.). McGraw-Hill Education.
Silberberg, M. S., & Amateis, P. (2018). Chemistry: The Molecular Nature of Matter and Change (8th ed.). McGraw-Hill Education.
Zumdahl, S. S., & Zumdahl, S. A. (2016). Chemistry (10th ed.). 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 (14th ed.). Pearson.
โมลาลิตี คำนวณให้วิธีที่รวดเร็วและแม่นยำในการกำหนดความเข้มข้นของสารละลายในแง่ของโมลาลิตี ไม่ว่าคุณจะเป็นนักเรียนที่เรียนรู้เกี่ยวกับเคมีสารละลาย นักวิจัยที่ทำการทดลอง หรือมืออาชีพที่ทำงานในห้องปฏิบัติการ เครื่องมือนี้ช่วยให้กระบวนการคำนวณง่ายขึ้นและช่วยให้มั่นใจในความแม่นยำในการทำงานของคุณ
การเข้าใจโมลาลิตีและการประยุกต์ใช้เป็นสิ่งสำคัญสำหรับหลายสาขาของเคมี โดยเฉพาะอย่างยิ่งในด้านที่เกี่ยวข้องกับเทอร์โมไดนามิก คุณสมบัติร่วม และกระบวนการที่ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ โดยการใช้เครื่องคำนวณนี้ คุณสามารถประหยัดเวลาในการคำนวณด้วยมือในขณะที่ได้รับความเข้าใจที่ลึกซึ้งยิ่งขึ้นเกี่ยวกับความสัมพันธ์ของความเข้มข้นในสารละลายเคมี
ลองใช้โมลาลิตี คำนวณวันนี้เพื่อทำให้กระบวนการเตรียมสารละลายของคุณง่ายขึ้นและเพิ่มความแม่นยำในการวัดความเข้มข้นของคุณ!
ค้นพบเครื่องมือเพิ่มเติมที่อาจมีประโยชน์สำหรับการทำงานของคุณ