Stężenie molowe jest jednym z wielu sposobów wyrażania stężeń roztworów, stosuje się go najczęściej do wyrażenia stężeń roztworów ciekłych, a definiuje się w następujący sposób:
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].
Stężenie to zależy od temperatury, ponieważ objętość roztworu zmienia się z temperaturą.
Wzory:
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)
-----------------------------------------
gdzie: X - wartość niewiadoma (poszukiwana)
X ⇒ Cm
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).
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)
-----------------------------------------------
B)
Obliczamy liczbę moli (n).
n = 0,5 mol
Obliczamy stężenie molowe (Cm).
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 = 425/58 = 7,33
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).
Vr = 1631,4 cm3 = 1,631 dm3
Obliczamy stężenie molowe (Cm).
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
ms = 11,6 [g]
B)
Obliczamy masę substancji (ms).
ms = 11,6 [g]
Odpowiedź:
Należy odważyć 11,6 g NaCl.
- Dodaj komentarz
- 297332 odsłony
Komentarze
Dodaj komentarz