Tính toán molality của một dung dịch bằng cách nhập khối lượng chất tan, khối lượng dung môi và khối lượng mol. Hỗ trợ nhiều đơn vị và cung cấp kết quả ngay lập tức cho các ứng dụng hóa học.
Molality là số mol của chất tan trên mỗi kilogram dung môi. Nó được tính bằng công thức sau:
Máy Tính Molality là một công cụ chính xác, dễ sử dụng được thiết kế để tính toán molality của các dung dịch hóa học. Molality (ký hiệu là 'm') là một đơn vị nồng độ quan trọng trong hóa học đo lường số mol của chất tan trên mỗi kilogram dung môi. Khác với molarity, có thể thay đổi với nhiệt độ do sự biến động của thể tích, molality vẫn không thay đổi bất kể sự biến động nhiệt độ, làm cho nó đặc biệt có giá trị cho các tính toán nhiệt động lực học, nghiên cứu tính chất liên kết, và các chuẩn bị trong phòng thí nghiệm yêu cầu các phép đo nồng độ không phụ thuộc vào nhiệt độ.
Công cụ này cho phép bạn xác định chính xác molality của một dung dịch bằng cách nhập khối lượng của chất tan, khối lượng của dung môi và khối lượng mol của chất tan. Với hỗ trợ cho nhiều đơn vị khối lượng (gram, kilogram và milligram), Máy Tính Molality cung cấp kết quả ngay lập tức cho sinh viên, nhà hóa học, dược sĩ và các nhà nghiên cứu làm việc với hóa học dung dịch.
Molality được định nghĩa là số mol của chất tan hòa tan trong một kilogram dung môi. Công thức tính molality là:
Trong đó:
Vì số mol được tính bằng cách chia khối lượng của một chất cho khối lượng mol của nó, chúng ta có thể mở rộng công thức thành:
Trong đó:
Xác định khối lượng của chất tan (chất bị hòa tan)
Xác định khối lượng mol của chất tan
Đo khối lượng của dung môi (thường là nước)
Chuyển đổi tất cả các phép đo sang đơn vị tương thích
Tính số mol của chất tan
Tính molality
Máy Tính Molality của chúng tôi đơn giản hóa quy trình này:
Biểu thức toán học cho molality là:
Trong đó:
Khi làm việc với các đơn vị khác nhau, cần thiết phải chuyển đổi:
Chuyển đổi khối lượng:
Đối với khối lượng chất tan:
Đối với khối lượng dung môi:
Tính molality của một dung dịch chứa 10 g NaCl (khối lượng mol = 58.44 g/mol) hòa tan trong 500 g nước.
Giải pháp:
Tính molality của một dung dịch chứa 25 mg glucose (C₆H₁₂O₆, khối lượng mol = 180.16 g/mol) hòa tan trong 15 g nước.
Giải pháp:
Tính molality của một dung dịch chứa 100 g KOH (khối lượng mol = 56.11 g/mol) hòa tan trong 250 g nước.
Giải pháp:
Chuẩn Bị Dung Dịch Với Độc Lập Nhiệt Độ
Hóa Học Phân Tích
Nghiên Cứu và Phát Triển
Ngành Dược Phẩm
Sản Xuất Hóa Chất
Ngành Thực Phẩm và Đồ Uống
Nghiên Cứu Hóa Học Vật Lý
Nghiên Cứu Sinh Hóa
Khoa Học Môi Trường
Trong khi molality có giá trị cho nhiều ứng dụng, các đơn vị nồng độ khác có thể phù hợp hơn trong một số tình huống nhất định:
Molarity (M): Số mol của chất tan trên mỗi lít dung dịch
Phần Trăm Khối Lượng (% w/w): Khối lượng của chất tan trên 100 đơn vị khối lượng dung dịch
Phân Số Mol (χ): Số mol của chất tan chia cho tổng số mol trong dung dịch
Normality (N): Số gram tương đương của chất tan trên mỗi lít dung dịch
Khái niệm molality xuất hiện vào cuối thế kỷ 19 khi các nhà hóa học tìm kiếm những cách chính xác hơn để mô tả nồng độ dung dịch. Trong khi molarity (số mol trên lít dung dịch) đã được sử dụng, các nhà khoa học nhận ra những hạn chế của nó khi xử lý các nghiên cứu phụ thuộc vào nhiệt độ.
Vào những năm 1880, Jacobus Henricus van 't Hoff và François-Marie Raoult đang tiến hành công việc tiên phong về các tính chất liên kết của dung dịch. Nghiên cứu của họ về sự giảm điểm đông, tăng điểm sôi và áp suất thẩm thấu yêu cầu một đơn vị nồng độ vẫn không thay đổi bất kể sự thay đổi nhiệt độ. Nhu cầu này đã dẫn đến việc áp dụng chính thức molality như một đơn vị nồng độ tiêu chuẩn.
Vào đầu thế kỷ 20, molality đã trở thành một đơn vị tiêu chuẩn trong hóa học vật lý, đặc biệt cho các nghiên cứu nhiệt động lực học. Liên minh Quốc tế về Hóa học Thuần túy và Ứng dụng (IUPAC) đã chính thức công nhận molality là một đơn vị nồng độ tiêu chuẩn, định nghĩa nó là số mol của chất tan trên mỗi kilogram dung môi.
Ngày nay, molality tiếp tục là một đơn vị nồng độ thiết yếu trong nhiều lĩnh vực khoa học:
Sự phát triển của các công cụ kỹ thuật số như Máy Tính Molality đã làm cho những tính toán này dễ tiếp cận hơn cho sinh viên và các chuyên gia, tạo điều kiện cho công việc khoa học chính xác và hiệu quả hơn.
Dưới đây là các ví dụ về cách tính toán molality trong các ngôn ngữ lập trình khác nhau:
1' Công thức Excel để tính molality
2' Giả sử:
3' A1 = Khối lượng chất tan (g)
4' B1 = Khối lượng mol của chất tan (g/mol)
5' C1 = Khối lượng dung môi (g)
6=A1/B1/(C1/1000)
7
1def calculate_molality(solute_mass, solute_unit, solvent_mass, solvent_unit, molar_mass):
2 # Chuyển đổi khối lượng chất tan sang gram
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: # gram
8 solute_mass_g = solute_mass
9
10 # Chuyển đổi khối lượng dung môi sang kilogram
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: # kilogram
16 solvent_mass_kg = solvent_mass
17
18 # Tính số mol của chất tan
19 moles_solute = solute_mass_g / molar_mass
20
21 # Tính molality
22 molality = moles_solute / solvent_mass_kg
23
24 return molality
25
26# Ví dụ sử dụng
27nacl_molality = calculate_molality(10, 'g', 1, 'kg', 58.44)
28print(f"Molality của dung dịch NaCl: {nacl_molality:.4f} mol/kg")
29
1function calculateMolality(soluteMass, soluteUnit, solventMass, solventUnit, molarMass) {
2 // Chuyển đổi khối lượng chất tan sang gram
3 let soluteMassInGrams = soluteMass;
4 if (soluteUnit === 'kg') {
5 soluteMassInGrams = soluteMass * 1000;
6 } else if (soluteUnit === 'mg') {
7 soluteMassInGrams = soluteMass / 1000;
8 }
9
10 // Chuyển đổi khối lượng dung môi sang kilogram
11 let solventMassInKg = solventMass;
12 if (solventUnit === 'g') {
13 solventMassInKg = solventMass / 1000;
14 } else if (solventUnit === 'mg') {
15 solventMassInKg = solventMass / 1000000;
16 }
17
18 // Tính số mol của chất tan
19 const molesOfSolute = soluteMassInGrams / molarMass;
20
21 // Tính molality
22 const molality = molesOfSolute / solventMassInKg;
23
24 return molality;
25}
26
27// Ví dụ sử dụng
28const nacl_molality = calculateMolality(10, 'g', 1, 'kg', 58.44);
29console.log(`Molality của dung dịch 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 // Chuyển đổi khối lượng chất tan sang gram
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 // Chuyển đổi khối lượng dung môi sang kilogram
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 // Tính số mol của chất tan
22 double molesOfSolute = soluteMassInGrams / molarMass;
23
24 // Tính molality
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("Molality của dung dịch 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 // Chuyển đổi khối lượng chất tan sang gram
9 double soluteMassInGrams = soluteMass;
10 if (soluteUnit == "kg") {
11 soluteMassInGrams = soluteMass * 1000;
12 } else if (soluteUnit == "mg") {
13 soluteMassInGrams = soluteMass / 1000;
14 }
15
16 // Chuyển đổi khối lượng dung môi sang kilogram
17 double solventMassInKg = solventMass;
18 if (solventUnit == "g") {
19 solventMassInKg = solventMass / 1000;
20 } else if (solventUnit == "mg") {
21 solventMassInKg = solventMass / 1000000;
22 }
23
24 // Tính số mol của chất tan
25 double molesOfSolute = soluteMassInGrams / molarMass;
26
27 // Tính molality
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 << "Molality của dung dịch 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 # Chuyển đổi khối lượng chất tan sang gram
3 solute_mass_g <- switch(solute_unit,
4 "g" = solute_mass,
5 "kg" = solute_mass * 1000,
6 "mg" = solute_mass / 1000)
7
8 # Chuyển đổi khối lượng dung môi sang kilogram
9 solvent_mass_kg <- switch(solvent_unit,
10 "kg" = solvent_mass,
11 "g" = solvent_mass / 1000,
12 "mg" = solvent_mass / 1000000)
13
14 # Tính số mol của chất tan
15 moles_solute <- solute_mass_g / molar_mass
16
17 # Tính molality
18 molality <- moles_solute / solvent_mass_kg
19
20 return(molality)
21}
22
23# Ví dụ sử dụng
24nacl_molality <- calculate_molality(10, "g", 1, "kg", 58.44)
25cat(sprintf("Molality của dung dịch NaCl: %.4f mol/kg\n", nacl_molality))
26
Molality (m) là số mol của chất tan trên mỗi kilogram dung môi, trong khi molarity (M) là số mol của chất tan trên mỗi lít dung dịch. Sự khác biệt chính là molality sử dụng khối lượng của dung môi chỉ, trong khi molarity sử dụng thể tích của toàn bộ dung dịch. Molality vẫn không thay đổi với sự thay đổi nhiệt độ vì khối lượng không thay đổi với nhiệt độ, trong khi molarity thay đổi với nhiệt độ vì thể tích thay đổi với nhiệt độ.
Molality được ưu tiên trong các thí nghiệm liên quan đến sự thay đổi nhiệt độ, chẳng hạn như nghiên cứu giảm điểm đông hoặc tăng điểm sôi. Vì molality dựa trên khối lượng hơn là thể tích, nó vẫn không thay đổi bất kể sự biến động nhiệt độ. Điều này làm cho nó đặc biệt có giá trị cho các tính toán nhiệt động lực học và các nghiên cứu tính chất liên kết nơi nhiệt độ là một biến.
Chuyển đổi giữa molality và molarity yêu cầu biết mật độ của dung dịch và khối lượng mol của chất tan. Sự chuyển đổi gần đúng là:
Trong đó:
Đối với các dung dịch loãng, giá trị molarity và molality thường rất gần nhau về mặt số học.
Molality không thể âm vì nó đại diện cho một đại lượng vật lý (nồng độ). Nó có thể bằng không khi không có chất tan (dung môi nguyên chất), nhưng điều này chỉ đơn giản là dung môi nguyên chất chứ không phải là một dung dịch. Trong các tính toán thực tế, chúng tôi thường làm việc với các giá trị molality dương, không bằng không.
Sự giảm điểm đông (ΔTf) tỷ lệ thuận với molality của dung dịch theo phương trình:
Trong đó:
Mối quan hệ này làm cho molality đặc biệt hữu ích cho các nghiên cứu cryoscopic.
Nước nguyên chất không có giá trị molality vì molality được định nghĩa là số mol của chất tan trên mỗi kilogram dung môi. Trong nước nguyên chất, không có chất tan, vì vậy khái niệm molality không áp dụng. Chúng ta sẽ nói rằng nước nguyên chất không phải là một dung dịch mà là một chất tinh khiết.
Áp suất thẩm thấu (π) liên quan đến molality thông qua phương trình van 't Hoff:
Trong đó M là molarity, R là hằng số khí, và T là nhiệt độ. Đối với các dung dịch loãng, molarity gần như bằng molality, vì vậy molality có thể được sử dụng trong phương trình này với sai số tối thiểu. Đối với các dung dịch cô đặc hơn, cần chuyển đổi giữa molality và molarity.
Có, giới hạn tối đa cho molality bị giới hạn bởi độ tan của chất tan trong dung môi. Khi dung môi trở nên bão hòa với chất tan, không còn chất nào có thể hòa tan, đặt ra một giới hạn trên cho molality. Giới hạn này thay đổi rộng rãi tùy thuộc vào cặp chất tan-dung môi cụ thể và các điều kiện như nhiệt độ và áp suất.
Máy tính molality cung cấp kết quả toán học chính xác dựa trên các đầu vào được cung cấp. Tuy nhiên, đối với các dung dịch rất cô đặc hoặc không lý tưởng, các yếu tố bổ sung như tương tác giữa chất tan và dung môi có thể ảnh hưởng đến hành vi thực tế của dung dịch. Trong những trường hợp như vậy, molality được tính toán vẫn chính xác như một phép đo nồng độ, nhưng các dự đoán về các tính chất dựa trên hành vi dung dịch lý tưởng có thể yêu cầu các yếu tố điều chỉnh.
Có, molality có thể được sử dụng với các dung môi hỗn hợp, nhưng định nghĩa cần được áp dụng cẩn thận. Trong các trường hợp như vậy, bạn sẽ tính toán molality với khối lượng tổng của tất cả các dung môi kết hợp. Tuy nhiên, để công việc chính xác với các dung môi hỗn hợp, các đơn vị nồng độ khác như phân số mol có thể phù hợp hơn.
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.
Máy Tính Molality cung cấp một cách nhanh chóng, chính xác để xác định nồng độ của các dung dịch theo molality. Dù bạn là sinh viên đang tìm hiểu về hóa học dung dịch, một nhà nghiên cứu đang tiến hành thí nghiệm, hay một chuyên gia làm việc trong phòng thí nghiệm, công cụ này đơn giản hóa quy trình tính toán và giúp đảm bảo độ chính xác trong công việc của bạn.
Hiểu biết về molality và các ứng dụng của nó là rất quan trọng cho nhiều lĩnh vực hóa học, đặc biệt là những lĩnh vực liên quan đến nhiệt động lực học, tính chất liên kết và các quy trình phụ thuộc vào nhiệt độ. Bằng cách sử dụng máy tính này, bạn có thể tiết kiệm thời gian cho các phép tính thủ công trong khi có được sự đánh giá sâu sắc hơn về các mối quan hệ nồng độ trong các dung dịch hóa học.
Hãy thử Máy Tính Molality của chúng tôi hôm nay để đơn giản hóa quy trình chuẩn bị dung dịch của bạn và nâng cao độ chính xác của các phép đo nồng độ của bạn!
Khám phá thêm các công cụ có thể hữu ích cho quy trình làm việc của bạn