Ułamek molowy sposób obliczania, przykłady, ćwiczenia

Frakcja molowa Jest to sposób wyrażania stężenia pierwiastków obecnych w związku lub stężenie związku w mieszaninie.

Frakcja molowa elementów związku jest definiowana jako stosunek między liczbą moli każdego z różnych elementów obecnych w związku a całkowitą liczbą ich moli.

Równanie do określania frakcji molowej. Źródło: Gabriel Bolívar.

Na przykład: Jeśli związek ma element A i element B, frakcja molowa A to liczba moli A podzielonych przez liczbę moli A plus liczba moli B. Podobnie dla frakcji molowej B jest wykonywana ta sama operacja, ale umieszczenie moli B w liczniku.

Ta operacja jest reprezentowana na obrazie doskonałym. Suma frakcji molowych jest równa 1 (jeden). Ułamek molowy jest liczbą bez wymiarów (bezwymiarowy). Według nich można wyrazić wiele przepisów, takich jak prawo Daltona.

[TOC]

Charakterystyka i symbol

Wartość frakcji molowej jest niezależna od temperatury i w mieszaninie gazów idealnych można zastosować do obliczenia ciśnień cząstkowych każdego z gazów obecnych w mieszaninie gazowej; Jak wskazuje prawo Daltona.

Frakcja molowa jest zwykle reprezentowana lub symbolizowana kapitałem (x), w której prawej części, takiej jak indeks dolny, symbol elementu lub wzór złożony jest umieszczony, jeśli masz mieszankę związków.

Jak to jest obliczane

Jeśli liczba moli jest znana dla każdego z elementów, które tworzą określony związek, dodając mole pierwiastków, można uzyskać liczbę całkowitej moli, które istnieją w związku.

Może ci służyć: Isóbaros

Następnie, aby uzyskać frakcję molową każdego elementu, liczba jego moli jest podzielona przez liczbę całkowitej moli obecnych w związku. Suma wartości frakcji molowych różnych elementów jest równa jednostce (1).

Przykłady

Poniżej przedstawiono przykłady zastosowań frakcji molowej.

Przykład 1

Molealność roztworu, wyrażana jako mole substancji rozpuszczonej przez kilogram wody, można przekształcić w frakcję molową substancji rozpuszczonej. Aby to zrobić, 1. konwertyci.000 g wody w molach wody, po prostu dzieląc masę wody 1.000 g między masą cząsteczkową wody (18 g/mol).

Następnie, dzieląc liczbę moli z substancji rozpuszczonej między liczbą moli wody plus liczby substancji rozpuszczonej, zostanie uzyskana frakcja molowa substancji rozpuszczonej.

Na przykład substancja A ma moralność 0,03 m. Oznacza to, że ma 0,3 mole rozpuszczonego w kilogramie wody. Kilogram wody odpowiada 55,55 moli wody (1.000 g ÷ 18 g/mol). Zatem frakcja trzonowa A to:

X (a) lub x_DO = 0,03 ÷ (55,55 + 0,03)

= 0,0005398 lub 5 398 · 10^-4

Przykład 2

Obliczanie ciśnień częściowych gazów na podstawie ich frakcji molowych. Prawo ciśnienia częściowego zostało podane przez Dalton i wskazuje, że w mieszaninie gazów każdy gaz wywiera jego ciśnienie, jakby zajmowało całą objętość mieszaniny gazowej.

Całkowite ciśnienie mieszaniny gazowej jest sumą wywieranych ciśnień osobno dla każdego z gazów, które są częścią mieszanki gazowej.

Może ci służyć: tetrodotoksyna: struktura, cechy, zastosowania, efekty

Atmosfera składa się głównie z mieszaniny czterech gazów: azotu, tlenu, bezwodnika węglowodora i pary wodnej, wywierając każdy osobno, następujące ciśnienie częściowe:

Azot: 596 mmHg

Tlen: 158 mmHg

Bezwodnik węglowy: 0,3 mmHg

Para wodna: 5,7 mmhg.

Który wytwarza wartość ciśnienia atmosferycznego 760 mmhg. Korzystając z tych ciśnień gazowych, możesz obliczyć następujące wartości ich frakcji molowych:

Azot

X_N2 = 596 mmHg / 760 mmHg

= 0,7842

Tlen

X_O2 = 158 mmHg / 760 mmHg

  = 0,2079

Bezwodnik węglowy

X_CO2 = 0,3 mmHg / 760 mmHg

= 0,00039

Para wodna

X_H2O = 5,7 mmHg / 760 mmHg

= 0,075

W postaci wzajemnej można obliczyć ciśnienie częściowe każdego z gazów obecnych w mieszance, mnożąc wartość jej frakcji molowej przez całkowite ciśnienie wywierane przez mieszaninę gazową.

Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Jaka jest frakcja trzonowa roztworu metanolu (CH₃Och) i woda (h₂O), który zawiera 145 g Cho₃Och i 120 g H₂ALBO? Pesos molekularny: CH₃OH = 32 g/mol i woda = 18 g/mol.

Najpierw obliczamy mole metanolu i wody:

Mole CH₃OH = 145 g · 1 mol cho₃OH ÷ 32 g Cho₃Oh

= 4,53 mol cho₃Oh

Mole H₂O = 120 g · 1 mol H H₂Lub ÷ 18 g H₂ALBO

= 6,67 mol h₂ALBO

Następnie obliczamy całkowitą mole:

Całkowite mole CH₃Och i h₂O = 4,53 + 6,67

= 11,2 moli

I tak określamy mole metanolu i wody:

X (rozdz₃OH) = 4,53 moli / 11,2 moli

= 0,404

X (h₂O) = 6,67 moli / 11,2 moli

= 0,596

Ćwiczenie 2

Mieszanina 1,56 moli azotu (n₂) i 1,2 mole tlenu (lub₂) wywiera ciśnienie 0,8 atmosfery (ATM). Oblicz ciśnienie częściowe wywierane przez każdy z gazów.

Może ci podać: azotan wapnia (CA (NO3) 2)

Pierwszym krokiem w rozwiązywaniu problemu jest obliczenie frakcji molowych gazów. W drugim etapie uzyskuje się ciśnienie częściowe wywierane przez gaz, mnożąc ich frakcję molową przez całkowite ciśnienie wywierane przez mieszaninę gazową.

Frakcja molowa azotu:

X_N2 = 1,56 moli / (1,56 moli +1,2 moli)

= 0,565

Frakcja molowa tlenu:

X_O2 = 1,2 moli / (1,56 moli + 1,2 moli)

= 0,435

I na koniec obliczamy ciśnienie częściowe każdego gazu:

P_N2 = X_N2  · P_T

= 0,565 · 0,8 atm

= 0,452 atm

P_O2 = X_O2 · P_T

= 0,435 · 0,8 atm

= 0,348 atm

Ćwiczenie 3

Jaka jest frakcja trzonowa formaldehydu (CH₂O) Jeżeli 23 g związku rozpuszcza się w 4 molach tetrachlorku węgla (CCL₄)? Masa cząsteczkowa CH₂O = 30,03 g/mol.

Najpierw obliczamy mole z formaldehydu:

Moles Ch₂O = 23 g Cho₂Lub · 1 mol cho₂O ÷ 30,03 g Cho₂ALBO

= O, 766 moli

A po drugiej obliczamy ułamek trzonowy:

X_CH2OH = 0,766 mole Cho₂OH / (0,766 mole Cho₂OH + 4 Moles CCl₄)

= 0,161

Bibliografia

1. Whitten, Davis, Peck i Stanley. (2008). Chemia. (8 wyd.). Cengage Learning.
2. Helmestine, Anne Marie, pH.D. (11 lutego 2020). Co to jest frakcja kreta? Odzyskane z: Thoughtco.com
3. Wikipedia. (2020). Ułamek molowy. Źródło: w:.Wikipedia.org
4. Fundacja CK-12. (16 października 2019). Ułamek molowy. Chemia librettexts. Odzyskane z: chem.Librettexts.org
5. Chris Deziel. (12 listopada 2018 r.). Jak obliczyć frakcję mola. Odzyskane z: naukowe.com