Stężenie molowe - omówienie

Stężenie molowe - omówienie
(fot. www.SwiatChemii.pl)

Definicja:
Stężenie molowe wyraża się jako stosunek liczby moli substancji rozpuszczonej do objętości roztworu.
lub
Stężenie molowe jest to ilość moli substancji rozpuszczonej w 1 dm3 roztworu.

Jednostką stężenia molowego jest [mol/dm3].

 

Wzory:

Cm=nVr

n=msM

 

Oznaczenia:

Cm - stężenie molowe [mol/dm3]

n - liczba moli [mol]

Vr - objętość roztworu [dm3]

ms - masa substancji [g]

M - masa molowa substancji [g/mol]


Zadania obliczeniowe ze stężenia molowego możemy obliczać na dwa sposoby:

A) Używając proporcji (na podstawie definicji).

B) Wykorzystując wzory.

 


Przykład 1.

Wyprowadzenie wzoru na Cm.

Obliczenia:

 A)

Obliczamy stężenie molowe (Cm).

 X moli(s) -------------- 1 dm3(r)

 n moli(s) ------------- Vr dm3(r)
 -----------------------------------------
X·Vr=n·1

X=n·1Vr=nVr      gdzie:  X - wartość niewiadoma (poszukiwana)

X=[mol]·[dm3][dm3]=[mol]

X  ⇒  Cm

Cm=nVr



 Przykład 2.

Oblicz stężenie molowe 100 cm3 roztworu, w którym znajduje się 0,2 mola NaOH.

Rozwiązanie:

Dane:

n= 0,2 mol;

Vr = 100 cm3 = 0,1 dm3.

Szukane:

Cm = ?.

Obliczenia:

 A)

Obliczamy stężenie molowe (Cm).

 0,2 mol(s) -------------- 0,1 dm3(r)

    X mol(s) --------------    1 dm3(r) ⇒ z def. Cm
 -----------------------------------------------

X = (0,2 • 1)/0,1 =  2  ⇒  Cm

Cm =  2 [mol/dm3]

 


B)

Obliczamy stężenie molowe (Cm).

Cm=nVr

Cm=0,20,1=2

Cm=[mol][dm3]=moldm3

Cm=2moldm3

  

Odpowiedź:

Stężenie molowe tego roztworu wynosi 2 mol/dm3.



 Przykład 3.

Oblicz stężenie molowe 500 cm3 roztworu, w którym rozpuszczono 20 g NaOH.

Rozwiązanie:

Dane:

ms = 20 g;

Vr = 500 cm3 = 0,5 dm3.

Szukane:

Cm = ?.

Obliczenia:

Korzystając z układu okresowego pierwiastków (UOP) lub tablic chemicznych, szukamy masę molową NaOH.

MNaOH = 23,0 + 16,0 + 1,0 = 40 [g/mol]

 A)

Obliczamy liczbę moli (n).

 1 mol(s) -------------- 40 g(s)

 n mol(s) -------------- 20 g(s)
 ----------------------------------------
  n = 20/40 = 0,5 mol

 

Obliczamy stężenie molowe (Cm).

 0,5 mol(s) -------------- 0,5 dm3(r)

    X mol(s) --------------    1 dm3(r)
 -----------------------------------------------

X=0,5·10,5=1Cm

Cm=1moldm3

 


B)

Obliczamy liczbę moli (n).

n=msM

n=2040=0,5

n=[g][g][mol]=[mol]

n = 0,5 mol

 

Obliczamy stężenie molowe (Cm).

Cm=nVr

Cm=0,50,5=1

Cm=[mol][dm3]=moldm3

Cm =  1 [mol/dm3]

  

Odpowiedź:

Stężenie molowe tego roztworu wynosi 1 mol/dm3.



 Przykład 4.

Oblicz stężenie molowe roztworu, powstałego po rozpuszczeniu 425 g NaCl w 1,5 dm3 wody. Gęstość roztworu końcowego wynosi 1,18 g/cm3, a masa molowa NaCl = 58 g/mol.

Rozwiązanie:

Dane:

MNaCl = 58 g/mol;

d = 1,18 g/cm3;

ms = 425 g;

Vwody = 1,5 dm3.

Szukane:

Cm = ?.

Obliczenia:

 A)

Obliczamy liczbę moli NaCl (n).

 1 mol(s) -------------- 58 g(s)

 n mol(s) -------------- 425 g(s)
 ----------------------------------------
  n = 425/58 = 7,33 mol

 

Obliczamy masę roztworu (mr).

Jeśli nie podano w treści zadania, gęstość wody przyjmujemy 1 g/cm3  ⇒  mw = 1500 g.

mr = ms + mw

mr = 425 + 1500 = 1925 g

 

Obliczamy objętość roztworu (Vr).

 1,18 g -------------- 1 cm3

 1925 g -------------- Vr
 ----------------------------------------
  Vr = 1925/1,18 = 1631,4 cm3 = 1,631 dm3

 

Obliczamy stężenie molowe (Cm).

 7,33 mol(s) -------------- 1,631 dm3(r)

      X mol(s) -------------- 1,000 dm3(r) ⇒ z def. Cm
 -----------------------------------------------

 X = (7,33 • 1)/1,631 =  4,49  ⇒  Cm

Cm =  4,49 [mol/dm3]

 


B)

Obliczamy liczbę moli NaCl (n).

n=msM

n=42558=7,33n = 425/58 = 7,33

n=[g][g][mol]=[mol]

n = 7,33 mol

 

Obliczamy masę roztworu (mr).

Jeśli nie podano w treści zadania, gęstość wody przyjmujemy 1 g/cm3  ⇒  mw = 1500 g.

mr = ms + mw

mr = 425 + 1500 = 1925 g

 

Obliczamy objętość roztworu (Vr).

d=mrVr Vr=mrdr

Vr=19251,18=1631,4

Vr=[g][g][cm3]=[cm3]

Vr = 1631,4 cm3 = 1,631 dm3

 

Obliczamy stężenie molowe (Cm).

Cm=nVr

Cm=7,331,631=4,49

Cm=[mol][dm3]=moldm3

Cm =  4,49 [mol/dm3]

  

Odpowiedź:

Stężenie molowe tego roztworu wynosi 4,49 mol/dm3.



Przykład 5.

Oblicz masę chlorku sodu jaką należy odważyć w celu przygotowania 0,1 dm3 roztworu o stężeniu 2 mol/dm3. Masa molowa NaCl = 58 g/mol.

Rozwiązanie:

Dane:

Cm= 2 mol/dm3;

Vr = 0,1 dm3;

MNaCl = 58 g/mol.

Szukane:

ms = ?.

Obliczenia:

 A)

Obliczamy liczbę moli (n).

 2 mol(s) -------------- 1,0 dm3(r) ⇒ z def. Cm

 n mol(s) -------------- 0,1 dm3(r)
 ----------------------------------------
  n = (2 • 0,1)/1 = 0,2 mol

 

Obliczamy masę substancji (ms).

 1,0 mol(s) -------------- 58 g(s)

 0,2 mol(s) --------------    ms
 -----------------------------------------------

 ms = (0,2 • 58)/1 =  11,6 g

ms11,6 [g]

 


B)

Obliczamy masę substancji (ms).

Cm=nVrn=Cm·Vr

n=msM  ms=n·M

ms=Cm·Vr·M

ms=2·0,1·58=11,6

ms=[mol][dm3]·[dm3]·[g][mol]=[g]

ms11,6 [g]

   

Odpowiedź:

Należy odważyć 11,6 g NaCl.

Dodaj komentarz

Partnerzy Portalu