Molar konsentrasjon - Molar concentration
Molar konsentrasjon | |
---|---|
Vanlige symboler |
c |
SI -enhet | mol/L |
I SI -baseenheter | m −3 ⋅mol |
Avledninger fra andre mengder |
c = n / V |
Dimensjon |
Molar konsentrasjon (også kalt molaritet , mengde konsentrasjonen eller substanskonsentrasjon ) er et mål på konsentrasjonen av en kjemisk art , spesielt av et oppløst stoff i en oppløsning , i form av mengde av substans per enhet volum av oppløsningen. I kjemi er den mest brukte enheten for molaritet antall mol per liter , med enhetssymbolet mol/L eller mol ⋅ dm −3 i SI -enhet. En løsning med en konsentrasjon på 1 mol/L sies å være 1 molar, vanligvis betegnet som 1 M. For å unngå forvirring med SI -prefiks mega , som har samme forkortelse, brukes også små bokstaver ᴍ eller kursiv M i tidsskrifter og lærebøker .
Definisjon
Molar konsentrasjon eller molaritet uttrykkes oftest i mol oppløst stoff per liter løsning . For bruk i bredere applikasjoner er det definert som mengden stoff av oppløst stoff per volum volum løsning, eller per volumenhet tilgjengelig for arten, representert med små bokstaver :
Her er mengden av oppløst stoff i mol, antall bestanddeler som er tilstede i volum (i liter) av løsningen, og er Avogadro -konstanten , siden 2019 definert som nøyaktig6,022 140 76 × 10 23 mol −1 . Forholdet er talltettheten .
I termodynamikk er bruk av molarkonsentrasjon ofte ikke praktisk fordi volumet til de fleste løsningene avhenger litt av temperaturen på grunn av termisk ekspansjon . Dette problem blir vanligvis løst ved å innføre temperaturkorreksjonsfaktorer , eller ved hjelp av en temperaturuavhengig måling av konsentrasjon slik som molaritet .
Den gjensidige mengden representerer fortynningen (volumet) som kan vises i Ostwalds fortynningslov .
- Formalitet eller analytisk konsentrasjon
Hvis en molekylær enhet dissosierer i løsning, refererer konsentrasjonen til den opprinnelige kjemiske formelen i løsning, molarkonsentrasjonen kalles noen ganger formell konsentrasjon eller formalitet ( F A ) eller analytisk konsentrasjon ( c A ). For eksempel, hvis en natriumkarbonatoppløsning (Na 2 CO 3 ) har en formell konsentrasjon av c (Na 2 CO 3 ) = 1 mol/L, er molkonsentrasjonene c (Na + ) = 2 mol/L og c (CO2−
3) = 1 mol/L fordi saltet dissosierer til disse ionene.
Enheter
I International System of Units (SI) er den koherente enheten for molarkonsentrasjon mol / m 3 . Dette er imidlertid upraktisk for de fleste laboratorieformål, og de fleste kjemiske litteraturen anvender tradisjonelt mol / dm 3 , som er den samme som mol / l . Denne tradisjonelle enheten er ofte betegnet med bokstaven M, eventuelt foran et SI-prefiks etter behov for å betegne delmultipler, for eksempel:
Enhetene millimolar og mikromolar refererer til henholdsvis mM og μM (10 - 3 mol / L og 10 - 6 mol / L ).
Navn | Forkortelse | Konsentrasjon | |
---|---|---|---|
(mol/L) | (mol/m 3 ) | ||
millimolar | mM | 10 −3 | 10 0 |
mikromolar | μM | 10 −6 | 10 −3 |
nanomolar | nM | 10 −9 | 10 −6 |
picomolar | pM | 10 −12 | 10 −9 |
femtomolar | fM | 10 −15 | 10 −12 |
attomolar | er | 10 −18 | 10 −15 |
zeptomolar | zM | 10 −21 | 10 −18 |
joktomolar | yM | 10 −24 (6 partikler per 10 L) |
10 −21 |
Relaterte mengder
Antall konsentrasjon
Konverteringen til tallkonsentrasjon er gitt av
hvor er Avogadro -konstanten .
Massekonsentrasjon
Konverteringen til massekonsentrasjon er gitt av
hvor er molarmassen av bestanddel .
Mole fraksjon
Konverteringen til molfraksjon er gitt av
hvor er den gjennomsnittlige molmassen for løsningen, er oppløsningens tetthet .
En enklere sammenheng kan oppnås ved å vurdere total molarkonsentrasjon, nemlig summen av molære konsentrasjoner av alle komponentene i blandingen:
Massefraksjon
Konverteringen til massefraksjon er gitt av
Molalitet
For binære blandinger, konverteringen til molar konsentrasjon er
der løsningsmidlet er stoff 1, og det oppløste stoffet er stoff 2.
For løsninger med mer enn ett oppløst stoff er konverteringen
Egenskaper
Summen av molare konsentrasjoner - normaliserende relasjoner
Summen av molare konsentrasjoner gir den totale molære konsentrasjonen, nemlig tettheten til blandingen dividert med blandingens molare masse eller med et annet navn det gjensidige av det molare volumet av blandingen. I en ionisk løsning er ionestyrken proporsjonal med summen av molkonsentrasjonen av salter.
Summen av produkter med molare konsentrasjoner og delvise molare volumer
Summen av produkter mellom disse mengdene er lik en:
Avhengig av volum
Molekonsentrasjonen avhenger av variasjonen av løsningens volum hovedsakelig på grunn av termisk ekspansjon. På små temperaturintervaller er avhengigheten
hvor er molarkonsentrasjonen ved en referansetemperatur, er blandingens termiske ekspansjonskoeffisient .
Eksempler
- 11,6 g NaCl oppløses i 100 g vann. Den endelige massekonsentrasjonen ρ (NaCl) er
- ρ (NaCl) = 11,6 g/11,6 g + 100 g = 0,104 g/g = 10,4 %.
Tettheten til en slik løsning er 1,07 g/ml, og volumet er dermed
- V = 11,6 g + 100 g/1,07 g/ml = 104,3 ml.
Molekonsentrasjonen av NaCl i løsningen er derfor
- c (NaCl) =11,6 g/58 g/mol /104,3 ml = 0,00192 mol/ml = 1,92 mol/L.
- En typisk oppgave innen kjemi er fremstilling av 100 ml (= 0,1 L) av en 2 mol/L løsning av NaCl i vann. Saltmassen som trengs er
- m (NaCl) = 2 mol/L × 0,1 L × 58 g/mol = 11,6 g.
- Tettheten av vann er omtrent 1000 g / l, og dens molekylvekt er 18,02 g / mol (eller 1 / 18,02 = 0,055 mol / g). Derfor er molarkonsentrasjonen av vann
- c (H 2 O) =1000 g/l/18,02 g/mol .5 55,5 mol/L.
- c (H- 2 ) =88 g/l/2,02 g/mol = 43,7 mol/L.
- c (OsO 4 ) =5,1 kg/l/254,23 g/mol = 20,1 mol/L.
- En typisk protein i bakterier , slik som E. coli , kan ha omtrent 60 eksemplarer, og volumet av en bakterie er omtrent 10 -15 L. Således vil antallet konsentrasjonen C er
- C = 60 / (10 −15 L) = 6 × 10 16 L −1 .
Molarkonsentrasjonen er- c =C/N A = 6 × 10 16 L −1/6 × 10 23 mol −1= 10 −7 mol/L = 100 nmol/L.
- Referanseområder for blodprøver , sortert etter molarkonsentrasjon: