16.11: Моляльність

Для багатьох цілей використання молярності дуже зручно. Однак, коли ми хочемо знати концентрацію розчиненої речовини, присутньої в ситуаціях, коли є зміни температури, молярність не спрацює. Обсяг розчину буде дещо змінюватися з температурою, досить вплинути на точність даних спостережень і розрахунків. Потрібен ще один параметр, на який не впливає температура досліджуваного нами матеріалу.

Моляльність

Остаточний спосіб висловити концентрацію розчину - це його молярність. $\left( \textit{m} \right)$Молярність розчину - це молі розчиненої речовини, розділені на кілограми розчинника. Розчин, який містить$1.0 \: \text{mol}$$\ce{NaCl}$$1.0 \: \text{kg}$ розчинений у воді, являє собою «одномолальний» розчин хлориду натрію. Символ моляльності є нижній регістр,$\textit{m}$ написаний курсивом.

$$\text{Molality} \left( \textit{m} \right) = \frac{\text{moles of solute}}{\text{kilograms of solvent}} = \frac{\text{mol}}{\text{kg}}\nonumber$$

Моляльність відрізняється від молярності тільки знаменником. У той час як молярність базується на літрах розчину, моляльність заснована на кілограмах розчинника. Концентрації, виражені в молярності, використовуються при вивченні властивостей розчинів, пов'язаних зі змінами тиску пари і температури. Моляльність використовується тому, що її величина не змінюється зі змінами температури. Обсяг розчину, з іншого боку, трохи залежить від температури.

Приклад$\PageIndex{1}$

Визначте молярність розчину, приготованого шляхом$28.60 \: \text{g}$ розчинення глюкози$\left( \ce{C_6H_{12}O_6} \right)$ у$250 \: \text{g}$ воді.

Рішення

Крок 1: Перерахуйте відомі величини та плануйте проблему.

Відомий

• Масова розчинена речовина$= 28.60 \: \text{g} \: \ce{C_6H_{12}O_6}$
• Масовий розчинник$= 250 \: \text{g} = 0.250 \: \text{kg}$
• Молярна маса$\ce{C_6H_{12}O_6} = 180.18 \: \text{g/mol}$

Невідомий

Перетворіть грами глюкози в родимки і розділіть на масу води в кілограмах.

Крок 2: Вирішіть.

$$\begin{align*} 28.60 \: \text{g} \: \ce{C_6H_{12}O_6} \times \frac{1 \: \text{mol} \: \ce{C_6H_{12}O_6}}{180.18 \: \text{g} \: \ce{C_6H_{12}O_6}} &= 0.1587 \: \text{mol} \: \ce{C_6H_{12}O_6} \\ \frac{0.1587 \: \text{mol} \: \ce{C_6H_{12}O_6}}{0.250 \: \text{kg} \: \ce{H_2O}} &= 0.635 \: \textit{m} \: \ce{C_6H_{12}O_6} \end{align*}\nonumber$$

Крок 3: Подумайте про свій результат.

Відповідь представляє родимки глюкози на кілограм води і має три значущих цифри.

Молярність і молярність тісно пов'язані за значенням для розведених водних розчинів, оскільки щільність цих розчинів відносно близька до$1.0 \: \text{g/mL}$. Це означає, що$1.0 \: \text{L}$ розчину має майже масу$1.0 \: \text{kg}$. У міру того, як розчин стає більш концентрованим, його щільність буде не такою близькою до$1.0 \: \text{g/mL}$ і значення молярності буде відрізнятися від молярності. Для розчинів з розчинниками, відмінними від води, молярність буде сильно відрізнятися від молярності. Переконайтеся, що ви звертаєте увагу на те, яка кількість використовується в даній проблемі.

Резюме

• $\left( \textit{m} \right)$Молярність розчину - це молі розчиненої речовини, розділені на кілограми розчинника.
• Значення моляльності не змінюється з температурою.