Derişimden Molariteye Dönüştürücü | w/v % mol/L'ye

Konsantrasyondan molariteye dönüştürücü nedir?

Konsantrasyondan molariteye dönüştürücü, yüzde konsantrasyonu (hacim başına kütle, w/v olarak yazılır) molariteye, yani bir litre çözeltide çözünmüş bir maddenin mol sayısına dönüştürür. İki sayıya ihtiyaç duyar: yüzde konsantrasyon ve çözünmüş maddenin mol başına gram cinsinden verilen molekül ağırlığı.

Molarite nedir?

Molarite, bir sıvıda ne kadar madde çözündüğünü ölçmenin bir yoludur. Çözelti litresi başına çözünen maddenin mol sayısı olarak tanımlanır.

$\text{Molarite (M)} = \frac{\text{çözünenin molü}}{\text{litre cinsinden çözelti hacmi}}$

Birim mol/L'dir ve genellikle M olarak yazılır. Bir "0,5 M" sodyum klorür çözeltisi, her litre çözeltide 0,5 mol sodyum klorür içerir.

Kimyasal tepkimeler gramlar arasında değil, parçacıklar arasında gerçekleşir. Molarite, bir kimyagerin belirli bir hacimde kaç parçacık bulunduğunu bilmesini sağlar; bu nedenle kimya hesaplamalarında standart birimdir. Uluslararası Temel ve Uygulamalı Kimya Birliği (IUPAC), molariteyi konsantrasyonu ifade etmenin standart yollarından biri olarak listeler.

Yüzdeyi molariteye dönüştürme formülü

$\text{Molarite (M)} = \frac{\text{Yüzde konsantrasyon (w/v)} \times 10}{\text{Molekül ağırlığı (g/mol)}}$

w/v yüzdesi, çözeltinin 100 mL'si başına çözünen madde gramı anlamına gelir. Bunu litre başına grama dönüştürmek için 10 ile çarpılır; çünkü bir litre 1.000 mL'ye eşittir. Molekül ağırlığına bölmek, gramları mole dönüştürür.

Bu formül yalnızca w/v yüzdeleri için geçerlidir. Konsantre asit şişelerinde yaygın olan w/w (kütle/kütle) yüzdesi için ayrıca çözeltinin yoğunluğu gerekir (aşağıya bakın).

Yüzde konsantrasyondan molarite nasıl hesaplanır?

1. Yüzde konsantrasyonu 10 ile çarpın. Bu, konsantrasyonu litre başına gram cinsinden verir.
2. Bu sayıyı, maddenin mol başına gram cinsinden molekül ağırlığına bölün.
3. Sonuç, mol/L cinsinden molaritedir.

Formül neden çalışır?

%5 w/v çözeltide, 100 mL çözelti içinde 5 gram çözünen madde bulunur.

1. Litre başına gram: 5 g × 10 = 50 g/L.
2. Litre başına mol: 50 g/L ÷ molekül ağırlığı (g/mol) = mol/L.

Çözümlü örnek

Bir çözelti %5 (w/v) sodyum klorürdür (NaCl). NaCl'nin molekül ağırlığı 58,44 g/mol'dür.

$\text{Molarite} = \frac{5 \times 10}{58.44} = 0.856 \text{ mol/L}$

%5 NaCl çözeltisi yaklaşık 0,856 M'dir.

Diğer Örnekler

• İzotonik serum (%0,9 NaCl): (0,9 × 10) ÷ 58,44 = 0,154 M
• %5 glikoz çözeltisi (C₆H₁₂O₆, 180,16 g/mol): (5 × 10) ÷ 180,16 = 0,278 M
• %10 sodyum hidroksit çözeltisi (NaOH, 40,00 g/mol): (10 × 10) ÷ 40,00 = 2,50 M

Dönüştürücü Nasıl Kullanılır

1. Yüzde konsantrasyonu (w/v), 0 ile 100 arasında bir sayı olarak girin.
2. Maddenin g/mol cinsinden molekül ağırlığını girin. 0 değerinden büyük olmalıdır.
3. Molarite mol/L cinsinden otomatik olarak görüntülenir.
4. Sonucu kopyalamak için kopyalama düğmesini kullanın.

10 mol/L'nin altındaki sonuçlar üç anlamlı basamakla gösterilir. 10 mol/L ve üzerindeki sonuçlar bir ondalık basamakla gösterilir.

Yaygın molekül ağırlıkları

Konsantrasyonu ifade etmenin diğer yolları

Molalite (m) çözelti başına değil, çözücü kilogramı başına çözünen maddenin mol sayısını verir. Sıcaklıkla değişmediği için bilim insanları bunu donma noktası ve kaynama noktası hesaplamalarında kullanır.

$\text{Molalite (m)} = \frac{\text{çözünenin molü}}{\text{kg cinsinden çözücü kütlesi}}$

Kütle yüzdesi (w/w), 100 gram çözelti başına çözünen madde gramıdır. Konsantre asit ve baz şişelerinde yaygındır. Bunu molariteye dönüştürmek için çözeltinin yoğunluğu gerekir:

$\text{Molarite} = \frac{\text{Kütle yüzdesi} \times \text{yoğunluk (g/mL)} \times 10}{\text{Molekül ağırlığı}}$

Hacim yüzdesi (v/v), sudaki etanol gibi sıvı-sıvı karışımlarında kullanılır. %70 v/v etanol çözeltisi, toplam çözeltinin 100 mL'si başına 70 mL etanol içerir.

Normalite (N) litre başına gram eşdeğer sayısını verir. Daha eski titrasyon kaynaklarında görülür; modern kimyada ise büyük ölçüde molaritenin yerini almıştır.

Doğruluk sınırlamaları

Dönüştürme işlemi, w/v yüzdesi için kesindir. Bir w/v yüzdesi, sabit bir çözelti hacmindeki çözünen madde gramlarını zaten verdiğinden, çözeltinin yoğunluğu hesaplamaya hiçbir zaman girmez. Hatalar, hesaplamaya girilen sayılardan kaynaklanır.

• Yanlışlıkla w/w yüzdesi kullanılması: Konsantre asit ve bazlar hacme göre değil, kütleye göre (w/w) etiketlenir. Konsantre hidroklorik asit yaklaşık %37 w/w ve yaklaşık 1,19 g/mL yoğunluğundadır; bu da yaklaşık %44 w/v veya yaklaşık 12,1 mol/L eder. 44 yerine 37 girmek, molariteyi yaklaşık altıda bir oranında düşük gösterir. Önce yukarıdaki yoğunluk formülüyle dönüştürün.
• Çok yoğun çözeltiler: Bir çözelti sudan çok daha yoğunsa w/v yüzdesi 100 değerini aşabilir. Yoğunluğu 1,84 g/mL olan yaklaşık %96 w/w konsantre sülfürik asit, yaklaşık %177 w/v veya yaklaşık 18 mol/L'dir. Bu dönüştürücü yalnızca 0 ile 100 arasındaki yüzdeleri kabul eder; bu nedenle 100 üzerindeki değerler elle hesaplanmalıdır.
• Sıcaklık: Çözelti hacmi sıcaklıkla değişir; bu nedenle sıcaklık değiştikçe molarite de biraz değişir. Molalite ise hacim yerine kütleye dayandığı için değişmez.
• Hidratlı bileşikler: Bazı bileşikler kristal yapılarına su alır ve bu durum molekül ağırlıklarını değiştirir. Susuz bakır sülfatın (CuSO₄) molekül ağırlığı 159,61 g/mol'dür. Bakır sülfat pentahidratın (CuSO₄·5H₂O) molekül ağırlığı 249,68 g/mol'dür ve bu değer %50'den daha yüksektir. Yanlış değerin kullanılması, molaritenin büyük ölçüde hatalı çıkmasına neden olur.
• Reaktif saflığı: Ticari kimyasallar nadiren %100 saftır. Saflığı %98 olarak etiketlenmiş bir reaktif, kütlece %2 oranında başka maddeler içerir; bu da ondan hazırlanan çözeltinin gerçek molaritesini biraz düşürür.

Sık sorulan sorular

Molarite ile molalite arasındaki fark nedir?

Molarite, çözelti litresi başına çözünen maddenin mol sayısıdır. Molalite, çözücü kilogramı başına çözünen maddenin mol sayısıdır. Sıvı hacmi sıcaklıkla değiştiği için molarite sıcaklıkla biraz değişir. Kütle sıcaklıkla değişmediğinden molalite sabit kalır.

Molarite neden yüzde konsantrasyondan daha sık kullanılır?

Kimyasal tepkimeler moleküller arasında gerçekleşir ve molarite, belirli bir hacimde kaç mol madde bulunduğunu doğrudan belirtir. Yüzde konsantrasyonu kütleyi belirtir; bunun tepkime hesaplamalarında kullanılabilmesi için önce mole dönüştürülmesi gerekir.

Molariteyi yüzde konsantrasyona nasıl dönüştürürüm?

Formülü tersine çevirin:

$\text{Yüzde konsantrasyon (w/v)} = \frac{\text{Molarite} \times \text{Molekül ağırlığı}}{10}$

0,5 M sodyum klorür çözeltisi (0,5 × 58,44) ÷ 10 = %2,92 w/v değerine eşittir.

Bu formül kütle/kütle (w/w) yüzdeleri için geçerli midir?

Hayır. Bu sayfadaki formül yalnızca w/v yüzdeleri içindir. w/w yüzdesini molariteye dönüştürmek için, yukarıdaki "Konsantrasyonu İfade Etmenin Diğer Yolları" bölümünde verilen formül kullanılarak çözeltinin yoğunluğu gerekir.

Çözelti yoğunluğu sonucu etkiler mi?

Hayır. Bir w/v yüzdesi, çözeltinin 100 mL'si başına çözünen madde gramını zaten belirtir; dolayısıyla hacim tanım gereği sabittir ve yoğunluk hesaplamadan çıkar. Yoğunluk yalnızca çözeltinin 100 gramı başına gramı belirten w/w yüzdesini w/v yüzdesine veya molariteye dönüştürmek için gerekir.

Belirli bir molaritede çözeltiyi nasıl hazırlarım?

Gerekli kütleyi Kütle (g) = Molarite (mol/L) × Hacim (L) × Molekül ağırlığı (g/mol) formülüyle hesaplayın. Bu kütleyi tartın, son çözelti hacminden daha az miktardaki çözücüde çözün, hacimsel balona aktarın ve ardından işaret çizgisine kadar çözücü ekleyin. Çözünen madde çözünmeden önce çözücüyü son hacme tamamlamak yaygın bir hatadır; çünkü bu, son hacmin gereğinden büyük olmasına yol açabilir.

Kaynaklar

1. IUPAC Altın Kitabı – Miktar konsantrasyonu
2. NIST Chemistry WebBook
3. Harris, D. C. (2015). Quantitative Chemical Analysis (9. baskı). W. H. Freeman and Company.
4. Amerika Birleşik Devletleri Farmakopesi (USP)