Molare Fraktion, wie es berechnet wird, Beispiele, Übungen

Der Molfraktion Es ist eine Möglichkeit, die Konzentration der in einer Verbindung vorhandenen Elemente oder die Konzentration einer Verbindung in einer Mischung zu exprimieren.

Der molare Anteil der Elemente einer Verbindung ist definiert als ein Verhältnis zwischen der Anzahl der Mol jeder der verschiedenen in der Verbindung vorhandenen Elemente und der Gesamtzahl der Mol von ihnen.

Gleichung zur Bestimmung der molaren Fraktion. Quelle: Gabriel Bolívar.

Zum Beispiel: Wenn eine Verbindung ein Element A und ein Element B hat, ist die molare Fraktion von A die Anzahl der Mol einer geteilten Mol von A plus die Anzahl der Mol von B. In ähnlicher Weise wird für den molaren Anteil von B dieselbe Operation durchgeführt, aber die Mol von B in den Zähler platziert.

Diese Operation ist im überlegenen Bild dargestellt. Die Summe der Molfaktionen beträgt 1 (eins). Die Molfraktion ist eine Zahl ohne Abmessungen (dimensionlos). Viele Gesetze können nach ihnen ausgedrückt werden, wie beispielsweise Daltons Gesetz.

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Eigenschaften und Symbol

Der Wert der molaren Fraktion ist unabhängig von der Temperatur und in einem Gemisch idealer Gase kann verwendet werden, um die Teildrücke jeder der im Gasgemisch vorhandenen Gase zu berechnen. Wie Daltons Gesetz hervorhebt.

Die molare Fraktion wird normalerweise mit einem Großbuchstaben (x) dargestellt oder symbolisiert.

Wie es berechnet wird

Wenn die Anzahl der Mol für jedes der Elemente bekannt ist, die eine bestimmte Verbindung bilden, und die Mol der Elemente hinzufügt, kann die Anzahl der in der Verbindung existierenden Gesamtmolen erhalten werden.

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Um den Molfraktion jedes Elements zu erhalten, wird die Anzahl seiner Mol durch die Anzahl der in der Verbindung vorhandenen Gesamtmolen geteilt. Die Summe der Molfraktionwerte der verschiedenen Elemente ist gleich der Einheit (1).

Beispiele

Im Folgenden sind Beispiele für molare Fraktion verwendet.

Beispiel 1

Die Molealität einer Lösung, die als Mol aus Stoff durch Kilogramm Wasser ausgedrückt wird, kann in den molaren Anteil des gelösten Stoffes umgewandelt werden. Dazu konvertiert der 1.000 g Wasser in Wassermolen Wasser und einfach die Wassermasse von 1 teilen.000 g zwischen dem Molekulargewicht des Wassers (18 g/mol).

Wenn Sie dann die Anzahl der Mol aus dem gelösten Stoff zwischen der Anzahl der Wassermolen plus denen des gelösten Stoffs trennen, wird der molare Anteil des gelösten Stoffes erhalten.

Zum Beispiel hat Substanz A eine Moral von 0,03 m. Dies bedeutet, dass es 0,3 Mol in einem Kilogramm Wasser aufgelöst hat. Ein Kilogramm Wasser entspricht 55,55 Mol Wasser (1.000 g ÷ 18g/mol). Somit ist der Molfraktion von A:

X (a) oder x_ZU = 0,03 ÷ (55,55 + 0,03)

= 0,0005398 oder 5.398 · 10^-4

Beispiel 2

Berechnung des Teildrucks von Gasen basierend auf ihren molaren Fraktionen. Das Gesetz des Teildrucks wurde von Dalton angegeben und weist darauf hin, dass in einem Gemisch von Gasen jedes Gas seinen Druck ausübt, als würde es das gesamte Volumen des Gasgemisches einsetzen.

Der Gesamtdruck des Gasgemisches ist die Summe der ausgeübten Drucke getrennt für jede der Gase, die Teil des Gasgemisches sind.

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Die Atmosphäre besteht hauptsächlich aus einer Mischung aus vier Gasen: Stickstoff, Sauerstoff, Karbonanhydrid und Wasserdampf, wobei sie jeweils separat die folgenden Teildrucke ausüben:

Stickstoff: 596 mmHg

Sauerstoff: 158 mmHg

Kohlenanhydrid: 0,3 mmHg

Wasserdampf: 5,7 mmHg.

Dies erzeugt einen atmosphärischen Druckwert von 760 mmHg. Durch die Verwendung dieser Gasdrücke können Sie die folgenden Werte ihrer Molfraktionen berechnen:

Stickstoff

X_N2 = 596 mmHg / 760 mmHg

= 0,7842

Sauerstoff

X_O2 = 158 mmHg / 760 mmHg

  = 0,2079

Kohlensäureanhydrid

X_CO2 = 0,3 mmHg / 760 mmHg

= 0,00039

Wasserdampf

X_H2O = 5,7 mmHg / 760 mmHg

= 0,075

In einer wechselseitigen Form kann der Teildruck jeder der in einem Gemisch vorhandenen Gase berechnet werden, wodurch der Wert seiner molaren Fraktion mit dem durch das Gasgemisch ausgeübten Gesamtdruck multipliziert wird.

Übungen

Übung 1

Was ist der molare Anteil einer Methanollösung (CH₃Oh) und Wasser (h₂O) das enthält 145 g Cho₃Oh und 120 g H₂ENTWEDER? Molekulare Pesos: CH₃OH = 32 g/mol und Wasser = 18 g/mol.

Wir berechnen zunächst die Mol von Methanol und Wasser:

Maulwürfe von Ch₃OH = 145 g · 1 Mol Cho₃Oh ÷ 32 g Cho₃Oh

= 4,53 Mol Cho₃Oh

Maulwürfe von h₂O = 120 g · 1 mol von h₂Oder ÷ 18 g H₂ENTWEDER

= 6,67 mol h₂ENTWEDER

Dann berechnen wir die gesamten Maulwürfe:

Gesamtmolen von CH₃Oh und h₂O = 4,53 + 6,67

= 11,2 Maulwürfe

Und so bestimmen wir die Mol von Methanol und Wasser:

X (ch₃OH) = 4,53 Mol / 11,2 Moles

= 0,404

X (h₂O) = 6,67 Mol / 11,2 Moles

= 0,596

Übung 2

Eine Mischung aus 1,56 Stickstoffmolen (n)₂) und 1,2 Mol Sauerstoff (oder₂) übt einen Druck von 0,8 Atmosphären aus (ATM). Berechnen Sie den Teildruck, der von jedem der Gase ausgeübt wird.

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Der erste Schritt zur Lösung des Problems ist die Berechnung der Molfraktionen der Gase. In einer zweiten Stufe werden teilweise Drücke, die durch Gase ausgeübt werden.

Molfraktion von Stickstoff:

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

= 0,565

Molfraktion von Sauerstoff:

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

= 0,435

Und schließlich berechnen wir den Teildruck jedes Gases:

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

Übung 3

Was ist der Molfraktion des Formaldehyds (CH₂O) Wenn 23 g der Verbindung in 4 Mol Kohlenstofftetrachlor (CCL) gelöst werden₄)? Molekulargewicht von CH₂O = 30,03 g/mol.

Wir berechnen zunächst die Formaldehydmolen:

Maulwürfe ch₂O = 23 g cho₂Oder · 1 Mol Cho₂O ÷ 30.03 g cho₂ENTWEDER

= O, 766 Maulwürfe

Und zum zweiten Mal berechnen wir die Molarenfraktion:

X_CH2OH = 0,766 Maulwürfe Cho₂Oh / (0,766 Moles Cho₂OH + 4 Mol CCL₄)

= 0,161

Verweise

1. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Chemie. (8. Aufl.). Cengage Lernen.
2. Helmestine, Anne Marie, ph.D. (11. Februar 2020). Was ist ein Maulwurfbruch? Erholt von: thoughtco.com
3. Wikipedia. (2020). Maulwurfsfraktion. Abgerufen von: in.Wikipedia.Org
4. CK-12 Foundation. (16. Oktober 2019). Maulwurfsfraktion. Chemistry Librettexts. Erholt von: Chem.Librettexts.Org
5. Chris Deziel. (12. November 2018). Wie man Molenfraktion berechnet. Erholt von: Scienting.com