МОЛАРНА ФРАКЦИЯ: КАК СЕ ИЗЧИСЛЯВА, ПРИМЕРИ, УПРАЖНЕНИЯ - ХИМИЯ - 2025

На молната фракция е начин за представяне на концентрацията на наличния елементи в съединение, или концентрацията на съединение в смес.

Молната част на елементите на съединението се определя като коефициент между броя на бенките на всеки от различните елементи, присъстващи в съединението, и общия брой молове от тях.

Уравнение за определяне на молната фракция. Източник: Габриел Боливар.

Например: ако съединението има елемент A и елемент B, молната част на A е броят молове на A, разделен на броя молове на A плюс броя на бенките от B. По същия начин, за молната част на B Извършва се същата операция, но поставянето на бенките на Б.

Тази операция е представена на изображението по-горе. Сумата от молните фракции е равна на 1 (една). Молната фракция е безразмерно (безразмерно) число. Много закони могат да бъдат изразени по отношение на тях, като Законът на Далтън.

Характеристики и символ

Стойността на молната фракция не зависи от температурата и в идеална газова смес може да се използва за изчисляване на парциалното налягане на всеки от газовете, присъстващи в газовата смес; както е посочено в закона на Далтън.

Молната фракция обикновено е представена или символизирана с главна буква X (X) от дясната страна, като подпис, символ на елемент или формула на съединението, ако има смес от съединения.

Как се изчислява

Ако броят на бенките е известен за всеки от елементите, съставляващи дадено съединение, добавянето на бенките на елементите може да даде общия брой бенки, които съществуват в съединението.

След това, за да се получи молната част на всеки елемент, броят на неговите бенки се разделя на броя на общите бенки, присъстващи в съединението. Сумата от стойностите на молната част на различните елементи е равна на единство (1).

Примери

Следват примери за използване на молната фракция.

Пример 1

Моларността на разтвора, изразена като молове разтворимо вещество на килограм вода, може да се трансформира в молната част на разтвореното вещество. За да направите това, 1000 g вода се превръща в молове вода, просто се разделя масата на водата от 1000 g на молекулното тегло на водата (18 g / mol).

След това, разделяйки броя молове на разтвореното вещество на броя молове вода плюс тези на разтвореното вещество, ще се получи молната част на разтвореното вещество.

Например веществото А има моларност 0,03 m. Това означава, че имате 0,3 мола А, разтворен в един килограм вода. Един килограм вода отговаря на 55,55 мола вода (1000 g ÷ 18 g / mol). По този начин, молната фракция на А става:

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

= 0,0005398 или 5,398 10 ^-4

Пример 2

Изчисляване на парциалните налягания на газовете като функция на техните моларни фракции. Законът за парциални налягания е изказан от Далтън и показва, че в смес от газове всеки газ упражнява своето налягане, сякаш заема целия обем от сместа от газове.

Общото налягане на газовата смес е сумата от наляганията, упражнявани отделно от всеки от газовете, които са част от газовата смес.

Атмосферата се състои главно от смес от четири газове: азот, кислород, въглероден диоксид и водна пара, всеки от които упражнява следните частични налягания отделно:

Азот: 596 mmHg

Кислород: 158 mmHg

Въглероден диоксид: 0,3 mmHg

Водна пара: 5.7 mmHg.

Което произвежда атмосферно налягане от 760 mmHg. С помощта на тези газови налягания могат да се изчислят следните стойности на техните молни фракции:

азот

X _N2 = 596 mmHg / 760 mmHg

= 0.7842

кислород

X _O2 = 158 mmHg / 760 mmHg

= 0.2079

Въглероден двуокис

X _CO2 = 0,3 mmHg / 760 mmHg

= 0,00039

Водна пара

X _H2O = 5.7 mmHg / 760 mmHg

= 0,075

Реципрочно парциалното налягане на всеки от присъстващите в сместа газове може да бъде изчислено чрез умножаване на стойността на неговата молна част от общото налягане, упражнено от газообразната смес.

Упражнения

Упражнение 1

Какво е молната фракция на разтвор на метанол (CH ₃ OH) и вода (H ₂ O), съдържащ 145 грам от CH ₃ OH и 120 г H ₂ O? Молекулните тегла: CH ₃ OH = 32 г / мол и вода = 18 грама / мол.

Първо изчисляваме бенките на метанол и вода:

Мола CH ₃ OH = 145 грам · 1 мол CH ₃ OH ÷ 32 грама на CH ₃ OH

= 4.53 мола CH ₃ OH

Мола H ₂ O = 120 гр · 1 мол H ₂ O ÷ 18 г H ₂ O

= 6,67 мола H ₂ O

След това изчисляваме общите бенки:

Общо мола CH ₃ OH и H ₂ O = 4.53 + 6.67

= 11,2 бенки

И така определяме молните фракции на метанол и вода:

X (CH ₃ OH) = 4,53 мола / 11.2 мола

= 0.404

X (H ₂ O) = 6.67 мола / 11.2 мола

= 0,596

Упражнение 2

Смес от 1.56 мола на азот (N ₂) и 1.2 мола кислород (O ₂) упражнява налягане от 0,8 атмосфери (ATM). Изчислете парциалното налягане, упражнено от всеки от газовете.

Първата стъпка при решаването на проблема е изчисляването на молните фракции на газовете. На втори етап се получават частичните налягания, упражнявани от газовете, умножаващи молната им част от общото налягане, упражнявано от газовата смес.

Моларна фракция на азот:

X _N2 = 1,56 бенка ((1,56 бен + 1,2 бен))

= 0,565

Моларна част на кислорода:

X _O2 = 1,2 бенки (1,56 бен + 1,2 бен)

= 0,435

И накрая изчисляваме частичните налягания на всеки газ:

P _N2 = X _N2 P _T

= 0,565 · 0,8 атм

= 0,452 атм

P _O2 = X _O2 P _t

= 0,435 · 0,8 атм

= 0,348 атм

Упражнение 3

Какво е молната фракция на формалдехид (СН ₂ О) ако 23 грама от съединението се разтварят в 4 мола въглероден тетрахлорид (ССЦ ₄)? СН ₂ О молекулно тегло = 30.03 грама / мол.

Първо изчисляваме молите на формалдехид:

Бенки СН ₂ О = 23гр СН ₂ О · 1 мол СН ₂ О ÷ 30.03 гр СН ₂ О

= 0.766 бенки

И за второ изчисляваме молната част:

X _CH2OH = 0,766 мола CH ₂ OH / (0,766 мола CH ₂ OH + 4 мола CCl ₄)

= 0,161

Препратки

1. Уитън, Дейвис, Пек и Стенли. (2008 г.). Химия (8-мо изд.). CENGAGE Обучение.
2. Хелменстин, Ан Мари, доктор на науките (11 февруари 2020 г.). Какво е фракция на мол? Възстановено от: thinkco.com
3. Wikipedia. (2020). Молна фракция. Възстановено от: en.wikipedia.org
4. Фондация CK-12. (16 октомври 2019 г.). Молева фракция. Химия LibreTexts. Възстановено от: chem.libretexts.org
5. Крис Дезиел. (12 ноември 2018 г.). Как се изчислява молна фракция. Възстановено от: sciaching.com