MOLÁRNA FRAKCIA: AKO SA POČÍTA, PRÍKLADY, CVIČENIA - CHÉMIA - 2026

Molárna frakcia je spôsob, ako vyjadriť koncentrácia prítomného prvkov vo zlúčenine, alebo koncentrácie zlúčeniny v zmesi.

Molárna frakcia prvkov zlúčeniny je definovaná ako kvocient medzi počtom mólov každého z rôznych prvkov prítomných v zlúčenine a celkovým počtom mólov z nich.

Rovnica na stanovenie molárnej frakcie. Zdroj: Gabriel Bolívar.

Napríklad: ak zlúčenina obsahuje prvok A a prvok B, molárna frakcia A je počet mólov A vydelený počtom mólov A plus počet mólov B. Podobne pre mólovú frakciu B Rovnaká operácia sa uskutoční, ale umiestnia sa móly B.

Táto operácia je znázornená na obrázku vyššie. Súčet molárnych frakcií sa rovná 1 (jedna). Molárny zlomok je bezrozmerné (bezrozmerné) číslo. Z hľadiska nich je možné vyjadriť mnoho zákonov, napríklad Daltonov zákon.

Charakteristiky a symboly

Hodnota molárnej frakcie je nezávislá od teploty a v ideálnej zmesi plynov sa môže použiť na výpočet parciálnych tlakov každého z plynov prítomných v zmesi plynov; ako je uvedené v Daltonovom zákone.

Molárna frakcia je zvyčajne predstavovaná alebo symbolizovaná veľkým písmenom X (X), na pravej strane ktorého je ako dolný index umiestnený symbol prvku alebo zložený vzorec, ak existuje zmes zlúčenín.

Ako sa počíta

Ak je počet mólov známy pre každý z prvkov, ktoré tvoria danú zlúčeninu, pridaním mólov prvkov sa dá získať celkový počet mólov, ktoré v zlúčenine existujú.

Potom, aby sa získala molárna frakcia každého prvku, počet jeho mólov sa vydelí počtom celkových mólov prítomných v zlúčenine. Súčet hodnôt molárneho zlomku rôznych prvkov sa rovná jednote (1).

Príklady

Nasledujú príklady použitia mólovej frakcie.

Príklad 1

Molalita roztoku, vyjadrená ako móly rozpustenej látky na kilogram vody, sa môže premeniť na mólovú frakciu rozpustenej látky. Za týmto účelom sa 1 000 g vody prevedie na moly vody, pričom sa jednoducho delí hmotnosť vody 1 000 g molekulovou hmotnosťou vody (18 g / mol).

Potom, vydelením počtu mólov solutu počtom mólov vody plus mólmi solutu, sa získa molárna frakcia solutu.

Napríklad látka A má molalitu 0,03 m. To znamená, že máte 0,3 mol A rozpusteného v jednom kilograme vody. Jeden kilogram vody zodpovedá 55,55 mol vody (1 000 g ÷ 18 g / mol). Molárna frakcia A sa tak stáva:

X (A) alebo X _A = 0,03 ÷ (55,55 + 0,03)

= 0,0005398 alebo 5,398 ^10-4

Príklad 2

Výpočet parciálnych tlakov plynov v závislosti od ich molárnych frakcií. Zákon o parciálnych tlakoch vyniesol Dalton a naznačuje, že v zmesi plynov každý plyn vyvíja svoj tlak, akoby obsadzoval celý objem zmesi plynov.

Celkový tlak zmesi plynov je súčet tlakov vyvíjaných oddelene každým z plynov, ktoré sú súčasťou zmesi plynov.

Atmosféra je tvorená hlavne zmesou štyroch plynov: dusík, kyslík, oxid uhličitý a vodná para, pričom každý z týchto parciálnych tlakov pôsobí osobitne:

Dusík: 596 mmHg

Kyslík: 158 mmHg

Oxid uhličitý: 0,3 mmHg

Vodná para: 5,7 mmHg.

Ktorý vytvára hodnotu atmosférického tlaku 760 mmHg. Použitím týchto tlakov plynu je možné vypočítať nasledujúce hodnoty ich molárnych frakcií:

dusík

X _N2 = 596 mmHg / 760 mmHg

= 0,7842

kyslík

X _O2 = 158 mmHg / 760 mmHg

= 0,2079

Oxid uhličitý

X _CO2 = 0,3 mmHg / 760 mmHg

= 0,00039

Vodná para

X _H20 = 5,7 mmHg / 760 mmHg

= 0,075

Recipročne, parciálny tlak každého z plynov prítomných v zmesi sa môže vypočítať vynásobením hodnoty jeho molárnej frakcie celkovým tlakom vyvíjaným plynnou zmesou.

cvičenie

Cvičenie 1

Čo je molárna zlomok roztoku metanolu (CH ₃ OH) a vodu (H ₂ O), ktorý obsahuje 145 g CH ₃ OH a 120 g H ₂ O? Molekulovej hmotnosti: CH ₃ OH = 32 g / mol a vody = 18 g / mol.

Najprv vypočítame móly metanolu a vody:

Mole CH ₃ OH = 145 g · 1 mol CH ₃ OH ÷ 32 g CH ₃ OH

= 4,53 mol CH ₃ OH

Mol H ₂ O = 120 g · 1 mol H ₂ O ÷ 18 g H ₂ O

= 6,67 mol H ₂ O

Potom vypočítame celkové móly:

Celkový počet molí CH _3, OH a H ₂ O = 4,53 + 6,67

= 11,2 mol

A tak určujeme molárne frakcie metanolu a vody:

X (CH ₃ OH) = 4,53 mol / 11,2 molí

= 0,404

X (H ₂ O) = 6,67 mol / 11,2 molí

= 0,596

Cvičenie 2

Zmes 1,56 molí dusíka (N ₂ ) a 1,2 mol kyslíka (O ₂ ) vyvíja tlak 0,8 MPa (ATM). Vypočítajte parciálny tlak vyvíjaný každým z plynov.

Prvým krokom pri riešení problému je výpočet molárnych frakcií plynov. V druhom stupni sa získajú parciálne tlaky vyvíjané plynmi, vynásobením ich molárnej frakcie celkovým tlakom vyvíjaným zmesou plynov.

Molárna frakcia dusíka:

X _N2 = 1,56 mol / (1,56 mol + 1,2 mol)

= 0,565

Molárna frakcia kyslíka:

X _O2 = 1,2 mol / (1,56 mol + 1,2 mol)

= 0,435

Nakoniec vypočítame parciálne tlaky každého plynu:

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

Cvičenie 3

Čo je molárna zlomok formaldehydu (CH ₂ O), ak sa 23 g zlúčeniny sa rozpustí v 4 mólami chlorid uhličitý (CCl ₄ )? CH ₂ O molekulová hmotnosť = 30,03 g / mol.

Najprv vypočítame móly formaldehydu:

Mole CH ₂ O = 23 g CH ₂ O · 1 mol CH ₂ O ÷ 30,03 g CH ₂ O

= 0,766 mol

A po druhé vypočítame molárny zlomok:

X _{CH 2OH} = 0,766 mol CH ₂ OH / (0,766 mol CH ₂ OH + 4 mólami CCl ₄ )

= 0,161

Referencie

1. Whitten, Davis, Peck a Stanley. (2008). chémia (8. vydanie). CENGAGE Learning.
2. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (11. februára 2020). Čo je to krtek? Získané z: thinkco.com
3. Wikipedia. (2020). Molárny zlomok. Obnovené z: en.wikipedia.org
4. Nadácia CK-12. (16. októbra 2019). Krteková frakcia. Chémia LibreTexts. Obnovené z: chem.libretexts.org
5. Chris Deziel. (12. november 2018). Ako vypočítať krtkovú frakciu. Obnovené z: sciencing.com