Molalite: Nedir, nasıl hesaplanır ve çözelti kimyasında neden önemlidir?

Bilim dalının bu alanında, buna şu ad verilir: molalite gibi Bir maddenin konsantrasyonunun çözücünün kütlesine bağlı bir fonksiyon olarak ifade edilmesi.Bu birim, başka bir maddeyi çözmek için ne kadar çözücüye ihtiyaç duyulduğunu belirlememizi sağlar. Bunun Uluslararası Birimler Sistemi (SI) tarafından tanınan bir birim olduğunu ve standartlaştırılmış biçiminin şu şekilde olduğunu belirtmekte fayda var... mol/kg.

Molalitenin doğru kullanımıyla, şunlar mümkün olacaktır: belirli bir maddenin tam konsantrasyonunu bilmekAyrıca neyin çözücünün kütlesiBu, hem çözücü hem de çözünen maddelerin kütlelerini ve molalitelerini anlamak için son derece gereklidir. Konsantrasyonu bu şekilde ifade etmek, özellikle şu durumlarda faydalıdır: sıkı sıcaklık kontrolüÇünkü hacimden farklı olarak kütle, sıcaklık ve basınçtaki değişikliklerle değişmez.

Maddelerin molalitesini belirleme prosedürü, hacimsel bir şişeye ihtiyaç duyulmadığı için genellikle molarite belirleme prosedürü kadar karmaşık değildir. Çoğu durumda, İhtiyacınız olan tek şey bir beher ve bir analitik terazi. Deneyi doğru bir şekilde gerçekleştirmek için, çözücü ve çözünen maddelerin kütlelerinin doğru ölçülmesi şarttır.

Molalite, kullanılan yöntemler sayesinde daha hassas olduğu için molariteye göre avantajlara sahiptir. Sıcaklık ve basınç gibi faktörlere bağlı değildir.Çünkü çözeltinin hacmine değil, çözücünün kütlesine dayanmaktadır. Bu nedenle, aşağıdaki çalışmalar için çok uygundur: Kolligatif özellikler (Kaynama noktasının yükselmesi veya donma noktasının düşmesi gibi) çevresel koşullar değiştiğinde konsantrasyon ölçümünün değişmemesi esastır.

Molalite (Konsantrasyon)

La molalite olarak tanımlanır bir çözeltinin konsantrasyonuKimyasal terimlerle bu, şu anlama gelir: Çözünen maddenin mol sayısı ile çözücü maddenin kütlesi arasındaki oran veya orantı.En yaygın biçiminde, çözücü kilogramı başına çözünen madde mol sayısı olarak ifade edilir ve birimleri belirtilir. mol/kg.

Genel olarak, molalitenin matematiksel ifadesi şöyledir:

m = n(çözünen) / m(çözücü, kg)

nerede m Bu, molalitedir. n(çözünen) , çözünen maddenin mol cinsinden miktarıdır ve m(çözücü) Molalite, çözücünün kilogram cinsinden kütlesidir. Molalitesi 1 mol/kg olan bir çözelti, duru çözelti olarak bilinir. 1 molal çözeltiAncak, mevcut önerilere göre, birimin her zaman mol/kg olarak belirtilmesi tercih edilir.

Molalite, bir sürecin devam etmekte olduğunu belirtmek için kullanılan bir terim olarak da bilinir. konsantrasyon ölçüsüBu, bir çözücü içindeki çözünen maddenin oranının artırılması veya azaltılmasını içerir. Çözünen maddenin oranı arttığında, buna "çözünen madde oranının artırılması" veya "çözünen maddenin ... konsantrasyonKarşıt süreç ise şu şekilde bilinir: seyreltme.

Bu süreci daha iyi anlamak için, "madde" olarak adlandırılan maddeye bakalım. çözünen çözünen odur, oysa çözücü Çözücü, diğer maddeleri çözebilen herhangi bir maddedir. Buna karşılık, çözümsüzlük Bu, daha önce bahsedilen iki maddenin homojen bir şekilde karıştırılmasıyla elde edilen sonuçtur. Molalite bağlamında, referans her zaman şu olacaktır: çözücünün kütlesiToplam çözeltinin hacmi değil.

Var olduğu sürece daha az çözünen Karışımdaki konsantrasyon ne kadar düşükse, ve bundan bahsettiğimizde... daha fazla miktarda çözünen madde Çözücü içinde konsantrasyon daha yüksek olacaktır. Bu, bir çözeltinin basitçe bir homojen karışım Bileşimleri molalite de dahil olmak üzere farklı konsantrasyon ölçüleriyle matematiksel olarak tanımlanabilen iki veya daha fazla madde arasındaki ilişki.

Molalite ile ilgili temel kavramlar

Molalite ile rahatça çalışabilmek için bazı temel prensiplere hakim olmak faydalıdır. çözümlerin temel kavramlarıAyrıca bu konsantrasyon biriminin kimyada, endüstride ve sayısız günlük süreçte neden bu kadar önemli olduğunu anlamak da önemlidir.

Çözümler: çözünen, çözücü ve homojen karışım

W çözümler Bunlar, bir madde tarafından oluşturulan homojen karışımlardır. çözünen (çözünen madde) ve bir çözücü (Çözünen madde). Bu karışımlar katı, sıvı veya gaz gibi herhangi bir madde halinden oluşabilir. Homojenlik, mikroskobik düzeyde çözücü içinde dağılmış çözünen parçacıklar bulunmasına rağmen, karışımın çıplak gözle bakıldığında homojen görünmesi anlamına gelir.

Örneğin, bir çözümde suda sofra tuzuBir çözeltide tuz (NaCl) çözünen, su ise çözücüdür. Bronz gibi metalik bir alaşımda hem çözünen hem de çözücü katı haldedir, havada ise farklı gazlar hem çözünen hem de çözücü görevi görebilir. Tüm bu durumlarda konsantrasyondan bahsedebiliriz, ancak molalite esas olarak sıvı çözeltilerde kullanılır.

Molalite ile çalışırken şunları dikkate alırız: çözücünün kütlesi Mutlak bir referans olarak. Bu, çözücünün kütlesini değiştirmeden daha fazla çözünen madde eklersek molalitenin arttığı; tam tersine, daha fazla çözücü eklersek molalitenin azaldığı anlamına gelir, çünkü aynı mol çözünen madde artık daha fazla kilogram çözücü içindedir.

Molalitenin resmi tanımı

Molalite (mBir çözümün ) değeri şu şekilde tanımlanır: Çözünen maddenin miktarı (mol cinsinden) bölündü Çözücü kütlesi (kilogram cinsinden)Dolayısıyla genel ifade şöyledir:

m = n(çözünen) / m(çözücü, kg) → birimler: mol/kg

Eğer bir çözüm varsa 3 mol/kgGenellikle bir çözüm olarak tanımlanır. 3 mol/kg çözünen madde Belirtilen çözücüde. Geleneksel olarak "molal" terimi veya "m" sembolü (örneğin, "3 m" veya "3 molal") kullanılıyordu, ancak günümüzde her zaman birimin kullanılması önerilir. mol/kg Diğer büyüklüklerle karıştırılmasını önlemek için.

Birden fazla çözücü içeren çözeltilerde molalite, aşağıdaki hususlar dikkate alınarak tanımlanabilir: çözücülerin tek bir karışık çözücü olarak karışımıBu bağlamda, birimler şu şekilde tanımlanır: karışık çözücünün kilogramı başına çözünen madde mol sayısı.

Molalite ve koligatif özelliklerin önemi

Molalitenin kimyada bu kadar önemli olmasının temel nedenlerinden biri şudur: Sıcaklığa veya basınca bağlı değildir.Çözücü kütlesi sabit kaldığı sürece, bu durum onu ​​konsantrasyon incelemesi için ideal bir birim haline getirir. Kolligatif özelliklerYani çözümlerin şu özellikleri: Bunlar tamamen çözünen parçacıkların sayısına bağlıdır. ve kimyasal yapısından değil.

En önemli koligatif özellikler arasında şunlar yer almaktadır:

• Kaynama noktası yükselmesiUçucu olmayan bir madde bir çözücüde çözündüğünde, çözücünün kaynama noktası yükselir.
• Donma noktası düşmesiÇözücüye bir çözünen madde eklendiğinde, çözücünün donma sıcaklığı düşer.
• Buhar basıncı düşüşüÇözünen maddenin varlığı, saf çözücünün buhar basıncını düşürür.
• Ozmotik basınçKonsantrasyon farklılıkları nedeniyle çözücünün yarı geçirgen bir zardan geçişiyle ilgilidir.

Tüm bu miktarlar, molalite kullanılarak özellikle kolaylıkla hesaplanabilir, çünkü Çözücünün kütlesi değişmeden kalır. Sıcaklık değişimlerine rağmen, belirlenen konsantrasyonu istikrarlı ve tekrarlanabilir bir şekilde koruyan bir madde.

Molalite ve molarite arasındaki fark

Çok sık karıştırılan bir durumdur. molalite ile molariteİsimleri benzer olduğu ve ikisi de konsantrasyonu ölçtüğü için farklı kavramlar olarak ele alınıyorlar:

• Molalite (m): Çözücü kilogramı başına çözünen madde mol sayısı (mol/kg). Bu, şuna dayanmaktadır: çözücünün kütlesi ve sıcaklık ve basınca bağlı değildir.
• Molarite (M)Çözeltinin litre başına çözünen madde mol sayısı (mol/L). Bu, aşağıdaki formüle dayanmaktadır: çözeltinin toplam hacmi Dolayısıyla hacim genleşebileceği veya büzülebileceği için sıcaklık ve basınca bağlıdır.

Oda sıcaklığına yakın sulu çözeltilerde, bir çözelti ile bir çözelti arasındaki fark Azı dişleri ve azı dişleri genellikle küçüktür.Çünkü suyun yoğunluğu yaklaşık 1 kg/L'dir. Dolayısıyla, bir kilogram su yaklaşık bir litre hacim kaplar ve hacim büyüklükleri şu şekildedir: mol/kg ve mol/L Seyreltik çözeltilerde molalite ve molarite sayısal olarak aynı veya çok benzer olabilir. Bununla birlikte, aşırı sıcaklık koşullarında veya su dışındaki çözücülerle çalışırken, farklılıklar önemli olabilir ve bu durumda molalite mi yoksa molarite mi ile çalıştığınızı açıkça belirtmek çok önemlidir.

Molalite kullanımının pratik avantajları

Molaliteyi konsantrasyon ölçüsü olarak kullanmanın temel avantajı, Bu tamamen çözünen ve çözücünün kütlelerine bağlıdır.Bu çözümler, sıcaklık ve basınçtaki makul değişimlerden etkilenmez. Buna karşılık, hacimsel olarak hazırlanan çözümler (örneğin, molarite kullanılarak), termal genleşme veya büzülme nedeniyle çözelti hacmi değiştiğinde değişme eğilimindedir.

Birçok uygulamada bu önemli bir avantaj teşkil eder, çünkü Bir maddenin kütlesi genellikle hacminden daha önemlidir.Örneğin, hesaplamada sınırlayıcı reaktifler Kimyasal bir reaksiyonda veya ilaç ve gıda ürünlerinin formülasyonunda, çözücü kütlesi başına tam miktarda aktif maddeye ihtiyaç duyulduğu durumlarda.

Bir diğer önemli avantaj ise şudur ki... Bir çözünenin molalitesi, diğer çözünenlerin varlığından bağımsızdır. Çözeltideki toplam çözücü kütlesi sabit kaldığı sürece, bu durum karmaşık karışımların ve birden fazla bileşiğin aynı anda analizini kolaylaştırır.

Molalite kavramının temel kavramsal sınırlaması şudur: Hangi maddenin çözücü olarak kabul edildiğine bağlıdır. Rastgele bir karışımda. Sadece tek bir saf sıvı madde varsa, seçim açıktır; ancak örneğin alkol ve su çözeltisinde, her ikisi de çözücü olarak kabul edilebilir. Alaşımlarda veya katı çözeltilerde, seçim daha da belirsizdir. Bu durumlarda, bileşimi ifade etmenin diğer yolları, örneğin, mol kesridaha uygun olabilir.

Çözünürlük ve molalite ile ilişkisi

La çözünürlük Bu terim, belirli koşullar altında bir çözücüde bulunabilecek maksimum çözünen madde miktarını belirlemek için kullanılır. Bu miktar tamamen aşağıdaki gibi faktörlere bağlıdır: sıcaklık o presiónAyrıca diğer çözünmüş veya askıda bulunan maddelerin varlığı da söz konusudur.

Bir çözücünün artık daha fazla çözünen maddeyi çözemeyeceği bir nokta vardır; bu noktada çözeltiye çözünmez çözelti denir. doymuşYaygın bir örnek, eklemek olabilir. bir bardak suya şekerEğer karışım karıştırılırsa, şeker yavaş yavaş çözünür; ancak daha fazla şeker eklenirse, çözünmesi duracak ve görünür halde kalacak, ya yüzeyde yüzecek ya da bardağın dibine çökecektir. Bu çözünürlük sınırı sıcaklık değiştirilerek ayarlanabilir: suyu ısıtmak birçok çözünen maddenin çözünürlüğünü artırarak daha fazla çözünmesini sağlar; soğutmak ise çözünebilen çözünen madde miktarını azaltır.

Çözünürlük ayrıca şu terimlerle de ifade edilebilir: maksimum molalite Belirli bir çözücü-çözünen sistemi için elde edilebilecek maksimum konsantrasyon bu şekilde hesaplanabilir. Bu sayede, çözeltinin doygun hale gelmeden önce ulaşılabilecek maksimum konsantrasyon (mol/kg cinsinden) hesaplanabilir.

Molalite ve diğer konsantrasyon ölçümlerini ifade etme yöntemleri

İki var konsantrasyonu ölçmenin temel yolları maddelerde: önlemler nicel ve nitelBirinci tür sayısal değerlerdir ve örneğin tam miktarları bilmek istediğinizde kullanılır. molariteiçinde formaliteiçinde normallikiçinde molalite veya milyonda parçaİkincisi, ampirik gözlemlere dayanır ve kesin değerler vermez, bunun yerine "seyreltilmiş" veya "konsantre" gibi değerlendirmeler sunar.

Kantitatif konsantrasyon

Bu tür konsantrasyon ölçümü genellikle öncelikle şu alanlarda kullanılır: bilimsel deneyler ve endüstriyel süreçlerÇünkü bunlar hassastır ve bir çözeltide bulunan maddelerin tam miktarlarını gösterir. Bilim, ilaç, gıda veya araştırma endüstrilerindeki kullanımlar için, kalitatif konsantrasyonlar yeterli değildir, çünkü Kesin miktarları belirtmiyorlar. ve öznel izlenimlere dayanmaktadır.

Nicel çözüm terimleri aşağıdaki gibidir:

• Normallik (İ): número de çözünen eşdeğerleri Çözeltinin 1 litresinde bulunan ve çözünen madde eşdeğerleri/litre çözelti şeklinde ifade edilebilen madde miktarı. Temel özelliği ise şunlara işaret eder: çözeltinin hacmiNormalite esas olarak asit-baz reaksiyonlarında ve redoks reaksiyonlarında kullanılır; bu tür reaksiyonlarda kimyasal eşdeğerlerle çalışmak faydalıdır.
• Molalite: número de çözücünün kilogramı başına çözünen madde mol sayısıBu, çözünen madde mol sayısı/çözücü kilogramı olarak ifade edilir. Başlıca özelliği şunlarla ilişkilidir: çözücünün ağırlığı ve bu nedenle sıcaklık ve basınca bağlı değildir.
• Molarite: número de 1 litre çözeltide bulunan çözünen madde mol sayısıBu, çözünen madde mol sayısı/çözelti litresi olarak ifade edilebilir. En önemli özelliği ise şudur: çözeltinin toplam hacmiDolayısıyla, sıcaklık ve basınçtaki değişikliklere bağlı olarak değişir.
• Ağırlık yüzdesi: birimleri Çözeltinin 100 kütle biriminde bulunan çözünen maddenin kütlesiBu, çözünen madde miktarı (gram) / 100 gram çözelti şeklinde ifade edilebilir. Burada ilgili özellik şudur: çözeltinin toplam ağırlığı.
• Ağırlıkça Konsantrasyon: bir içinde bulunan çözünen maddenin kütlesi çözeltinin birim hacmiBu, çözünen madde gramı/çözelti litresi olarak ifade edilir. Başlıca özelliği şudur: çözeltinin hacmikütle cinsinden ifade edilmesine rağmen.

Bu nicel tekniklerle konsantrasyonu ifade etme yöntemleri şunlardır: kütle-kütle yüzdeleri, hacim-hacim y kütle-hacim, ayrıca zaten bilinenler molalite, molarite, formalite, normallik ve mol kesriÇözünen madde miktarları çok küçük olduğunda, aşağıdaki gibi ifadeler kullanılır: milyon başına parça (ppm), milyarda bir kısım (ppb) o trilyonda bir kısım (ppt)Bu değerler, toplam karışımın milyon, milyar veya trilyon parçası başına kaç parça çözünen madde olduğunu gösterir.

Niteliksel konsantrasyon

Çözücü içindeki çözünen madde konsantrasyonunu tanımlamak için kullanılan bu yöntem, kesin sayısal teknikler kullanmadığı için sonuçlar hassas değil, yaklaşık değerlerdir. ampirikBunlar gözlem veya deneyime dayalı değerlendirmelerdir ve yoğunluk derecesine bağlı olarak kendi sınıflandırmalarına sahiptirler. Bunlar arasında şu kategoriler yer almaktadır: doymamış çözelti, doymuş y aşırı doymuşAyrıca açıklamaları da içerir. seyreltilmiş o konsantre.

Doymamış, doymuş ve aşırı doymuş

Çözeltilerin veya homojen karışımların konsantrasyonları, çözünen maddenin çözücüde tamamen çözünüp çözünmediğine ve hangi oranda çözündüğüne göre çözünürlük açısından sınıflandırılabilir:

• Aşırı doymuş çözüm: Bu, içeren bir çözümü ifade eder. normalde çözebileceğinden daha fazla çözünen madde Denge koşulları altında. Bu genellikle, çözünürlüğü artırmak ve normalden daha fazla çözünen maddeyi çözmek için karışımı ısıtarak elde edilir. Dikkatlice soğutularak, çözelti bu fazla çözünen maddeyi tutabilir, ancak bu madde kararsız bir haldedir. Herhangi bir bozulma (hafif bir hareket, bir tohum kristali, sıcaklık değişimi) fazla maddenin hızlı kristalleşmesini tetikleyerek çözeltiyi doymuş bir çözeltiye dönüştürebilir.
• Doymuş Çözelti: Bir karışım, aşağıdaki koşullar sağlandığında doymuş kabul edilir: Çözücü ve çözünen arasındaki dengeYani, çözünen madde miktarı belirli bir sıcaklık ve basınç için mümkün olan maksimum seviyede olduğunda. Bu koşullar altında, daha fazla çözünen madde eklemek çözünen madde miktarını artırmaz; fazlası katı halde çökelir.
• Doymamış çözüm: Bu tür çözümler şunları içerir: Çözücünün çözebileceğinden daha az çözünen maddeBaşka bir deyişle, çözünmemiş katı madde oluşmadan daha fazla çözünen maddeyi dahil etme "kapasitesi" hala mevcuttur.

Başka bir deyişle, doymamış çözeltiler şunları içerir: daha az miktarda çözünen madde Belirli bir sıcaklıkta çözebilecekleri maddelerin miktarına göre; doymuş olanlar şunları içerir: maksimum çözünen miktarı çözücünün çözünmüş halde denge halinde kalabilmesi ve aşırı doymuş olanların bu dengeyi sağlayabilmesi; İzin verilenden daha fazla çözünen madde Denge halinde, belirli bir sıcaklıkta, yalnızca yarı kararlı bir durumda kendini koruyabilir.

Seyreltilmiş veya konsantre

Bu terimler genellikle günlük konuşmada kullanılır. Bir seyreltik çözelti Bu, şu özelliğiyle öne çıkmaktadır: düşük çözünmüş madde içeriği çözücüye göre, bir çözelti ise konsantre hediyeler nispeten yüksek çözünmüş madde seviyeleri“Göreceli seviyeler”den bahsediyoruz çünkü bu tanımlamalar somut sayısal değerler içermeyen, ampirik tanımlamalardır. Günlük hayattan bir örnek limonata olabilir: eğer az limon suyu ve şeker içeriyorsa, onu seyreltilmiş olarak algılarız; eğer çok içeriyorsa, konsantre olarak algılarız.

Bu tür çözümlerin ne anlama geldiğini daha iyi anlamak için, kimyasal terimlerle aşağıdaki tanımlar benimsenebilir:

• Seyreltilmiş çözelti: Çözünenin bulunduğu çözeltidir. düşük oranlar Belirli bir aralık içinde, çözücünün hacmine veya kütlesine bağlı olarak.
• Konsantre çözüm: Çözünen madde miktarının olduğu türdür. nispeten yüksek Çözücüye kıyasla, doymuş olması şart olmasa da.

Adım adım molalite hesaplaması

Bir çözeltinin molalitesini hesaplamak, aşağıdakilerle ilişkilendirmeyi içerir: çözünen madde miktarı (mol cinsinden) ile Çözücünün kütlesi (kilogram cinsinden)Basit bir işlem olsa da, birim hatalarını önlemek için net bir sıra izlemek en iyisidir.

Molalite için genel formül

Tüm durumlarda kullanılan formül şöyledir:

m = n(çözünen) / m(çözücü, kg)

Molaliteyi hesaplamak için gerekli veriler

Verilen bir çözeltinin molalitesini hesaplamanız istendiğinde, aşağıdaki verilere sahip olmanız şarttır:

• Çözünen maddenin kütlesi (genellikle gram cinsinden) veya doğrudan çözünen mol sayısı.
• Moleküler ağırlık veya molar kütle Çözünen maddenin miktarını, gerektiğinde gramdan mole çevirmek için.
• çözücünün kütlesiFormülü uygulayabilmek için kilogram cinsinden ifade edilmesi gerekir.

Bazı problemlerin çözümünde aşağıdaki bilgiler de verilmektedir: toplam çözelti miktarıAncak molalite için asıl önemli olan şudur: çözücünün kütlesiÇözeltinin tamamının hacmi veya kütlesi değil.

Sülfürik asit ile molalite hesaplamasına örnek

Diyelim ki bir çözeltinin molalitesini hesaplamak istiyoruz. sülfürik asit (H₂SO₄)Moleküler kütlesinin 98 g/mol olduğunu biliyoruz. Eğer elimizde şunlar varsa: 80 g sülfürik asit çözünmüş halde 400 g suAşağıdaki şekilde ilerleyeceğiz:

1. Çözünen maddenin mol sayısının (n) hesaplanmasıÇözünen maddenin kütlesini (80 g), molar kütlesine (98 g/mol) bölüyoruz:
   n = 80 g / 98 g·mol^-1 ≈ 0,82 mol H₂SO₄.
2. Çözücü kütlesinin kilograma dönüştürülmesi400 gram su, 0,4 kg'a eşdeğerdir.
3. Molalite formülünün uygulanması:
   m = n(çözünen) / m(çözücü, kg) = 0,82 mol / 0,4 kg = 2,05 mol/kg.

Dolayısıyla fesih bir yaklaşık 2,05 mol/kg molalite H'nin₂SO₄ suda

Molalitenin pratik sorunları

Pratikte, molalite çalışmaları genellikle önceki örneğe benzer bir kalıbı izler. Çözücü ve çözünenin kütle verilerinden (veya mol ve molar kütlelerinden) başlayarak, dönüşümler uygulanır. boyut analizi Uygun mol/kg birimlerine ulaşmak için.

Tipik sorun örnekleri şunlardır:

1. Oluşturulan çözeltinin molalitesini hesaplayın. MgCİ₂ Kullanılan tuz kütlesi ve suyun kütlesine bağlı olarak suda çözünmüş halde bulunur.
2. Bir çözeltinin molalitesini belirleyin. asetonda çözülmüş etanolEtanolün molar kütlesini ve çözücü olarak kullanılan asetonun kütlesini bilmek.
3. Sayıyı hesaplayın gram NaCl Belirli bir kütledeki suyu çözücü olarak kullanarak, belirli bir molaliteye sahip bir çözelti hazırlamak gereklidir.

Konsantrasyonu bilmenin alternatif yolları

Molalite, konsantrasyonu ifade etmenin çok kullanışlı bir yolu olsa da, başka ölçü birimleri de mevcuttur ve pratik ölçekler Bu formüller, çözeltilerin bileşimini tanımlamak için bilim ve endüstrinin çeşitli alanlarında kullanılır. Bazıları benzer prensiplere dayanırken, diğerleri gıda veya ilaç endüstrisi gibi belirli uygulamalara odaklanır.

Baumé ölçeği

La Baumé ölçeği Bu cihaz, yaklaşık olarak 1800 yılında eczacı ve kimyager Antoine Baumé tarafından tasarlanmıştır. 1768Bu durum, onun kendi yeteneklerini geliştirdiği döneme denk gelmektedir. aerometreAna amaçları şuydu: sıvı maddelerin konsantrasyonunu ölçmekÖzellikle asitler ve şuruplar. Değerler şu şekilde ifade edilir: Baumé dereceleriBazen şu şekilde temsil edilirler: B, be o °BéBu değerler, sıvının yoğunluğunun suyun yoğunluğuyla karşılaştırılmasıyla elde edilir.

Pratikte ne kadar Baumé derecesi ne kadar yüksekseYoğunluk ne kadar yüksekse, olma olasılığı da o kadar yüksektir. daha yoğun Ölçülen çözelti. Bu ölçek, yoğunluk ve konsantrasyon ölçümü için daha modern yöntemlerin yaygın olarak benimsenmesinden önce ilaç ve gıda endüstrilerinde yaygın olarak kullanılıyordu.

Brix ölçeği

La Brix ölçeği Ölçüm yapmak için kullanılır. sakkaroz miktarı (veya daha genel olarak, bir çözeltideki çözünebilir şekerler). Birimleri şunlardır: Brix derecesi (°Bx)25 °Bx değeri, çözeltide [belirsiz] olduğu anlamına gelir. 100 gram çözelti başına 25 gram sakkarozBu nedenle, şekerler merkezli kütle-kütle yüzdesini ifade etmenin bir yoludur.

Bir sıvıda bulunan sakkaroz seviyesini belirlemek için, sakarimetre o un refraktometreÇözeltinin yoğunluğunu veya kırılma indeksini ölçen aletler. Brix ölçeği, endüstride yaygın olarak kullanılmaktadır. Meyve suyu, ikramlar, şaraplar Şeker oranı, şeker içeriğinin ve dolayısıyla ürünün lezzetinin, dokusunun ve korunma süresinin doğrudan bir göstergesi olduğu için birçok tatlı üründe de kullanılmaktadır.

Brix ölçeği, diğer ölçeklerle benzer prensiplere dayanmaktadır. top oynamak o PlatonBunların hepsi çözeltilerdeki şeker konsantrasyonunu ölçmek için tasarlanmıştır. Molalite ölçüsü olmamasına rağmen, °Bx değeri ile çözünen madde miktarı arasında bir ilişki vardır ve bu ilişki, mevcut şekerlerin molar kütleleri biliniyorsa mol/kg cinsinden ifade edilebilir.

yoğunluk

La yoğunluk Fiziksel bir özellik olup şu şekilde tanımlanır: Bir maddenin birim hacim başına kütlesiGenellikle g/mL veya kg/m cinsinden ifade edilir.³Her ne kadar kesin olarak bir konsantrasyon ölçüsü olmasa da, kompozisyonla ilgili Çözeltilerin yoğunluğu, sabit sıcaklık ve basınç koşulları altında, genellikle daha konsantre bir çözeltinin karşılık gelen seyreltik çözeltiye göre daha yüksek olacak şekilde belirlenir.

Bazı bağlamlarda kullanılırlar. Yoğunluk ve konsantrasyon arasındaki dönüşüm tabloları Bazı çözücü-çözünen sistemlerinde, yoğunluk molalite veya molariteyi tahmin etmek için kullanılabilir, ancak bu yöntemler büyük ölçüde daha doğrudan tekniklerle değiştirilmiştir. Bununla birlikte, yoğunluk birçok endüstride kalite kontrolü için önemli bir parametre olmaya devam etmektedir.

Bu prosedürlerde kullanılan yüzdelerin tanımları

Jardines de Viveros yüzdeler Çözeltinin konsantrasyonunu ifade etmenin bir diğer çok yaygın yolu da budur. Çözeltilerin konsantrasyonunu belirlemek için kullanılabilecek en yaygın yöntemler şunlardır: kütle-kütle, hacim-hacim y kütle-hacimHer birinin kendine özgü özellikleri ve tipik kullanım alanları vardır.

Hacim-hacim yüzdesi (% v/v)

Bu yüzde, anlamak ve ifade etmek için kullanılır. Çözeltinin yüz hacim birimi başına çözünen madde hacmiÖzellikle karışımlarda önemlidir. sıvıları birbirleriyleYa da hacmin kütleye göre daha yönetilebilir bir parametre olduğu bazı sıvı içindeki gaz çözeltilerinde.

Genellikle görülen ilişki şu şekilde ifade edilir:

% v/v = (çözünen maddenin hacmi / toplam çözelti hacmi) × 100

Kütle-kütle yüzdesi (% m/m)

Yüzde kütle-kütle olarak tanımlanır Çözeltinin yüz kütle birimi başına çözünen madde kütlesiÖrneğin, 20 gram tuz 80 gram suyla karıştırılırsa, çözeltinin toplam kütlesi 100 gram olur, dolayısıyla tuzun kütlece yüzdesi %20'dir.

Genel ifade şöyledir:

% m/m = (çözünen maddenin kütlesi / toplam çözelti kütlesi) × 100

Kütle-hacim yüzdesi (% m/v)

Yüzde kütle-hacim Bu, her iki kavramı birleştirir ve şu şekilde ifade edilir: Çözeltinin 100 birim hacmi başına çözünen madde kütlesiGenellikle sulu çözeltilerde, özellikle ilaç üretimi gibi alanlarda kullanılır; örneğin, çözeltinin 100 mL'sinde kaç gram aktif madde bulunduğunu gösterir.

Genel formülü şöyledir:

% m/v = (çözünen maddenin kütlesi / çözeltinin hacmi) × 100

Bu bilgilerden şu sonuca varılabilir ki çözeltinin yoğunluğuBu iki kavramı netlik olmadan birbirine karıştırmak tavsiye edilmez, çünkü bu kafa karışıklığına yol açabilir. Yoğunluk şu şekilde tanımlanır: Çözeltinin kütlesinin çözeltinin hacmine bölünmesiOysa kütle-hacim konsantrasyonu yalnızca çözünen maddenin kütlesini çözeltinin hacmiyle ilişkilendirir.

Bu yüzdeleri doğru hesaplamak için iki temel fikri akılda tutmak önemlidir:

• La üç kuralı Bu bağlamda nicelikleri ve yüzdeleri ilişkilendirmek için kullanılan başlıca matematiksel araçtır.
• Her durumda, Çözünenin kütlesi ile çözücünün kütlesinin toplamı eşittir çözeltinin toplam kütlesi.

Diğer ilgili konsantrasyon birimleri

Molaliteye ek olarak, kimyada her birinin belirli uygulamaları olan başka yaygın konsantrasyon birimleri de kullanılır. Bunları anlamak, molaliteyi ne zaman ve diğer birimleri ne zaman kullanacağınıza karar vermenize yardımcı olur.

Normal

La normallikharfle temsil edilen Nşu şekilde tanımlanır: çözeltinin litre başına çözünen madde eşdeğer sayısıÖzellikle konsantrasyonu ölçmek için oldukça kullanışlı bir yöntemdir. asit-baz reaksiyonları y redoksBurada reaksiyon kapasitesi, toplam mol sayısından ziyade kimyasal eşdeğerlere bağlıdır.

Bazı uygulamalarda şu ifadeler yer almaktadır: Redoks NormalliğiOksitleyici ve indirgeyici maddelerin rolünü dikkate alan normalite, günümüzde bilimsel literatürde molariteye kıyasla daha az kullanılsa da, laboratuvar stokiyometrik hesaplamalarında ve klasik hacimsel analizlerde önemini korumaktadır.

Molarite

La molarite (M), aynı zamanda şu şekilde de bilinir: Molar konsantrasyonÇözünen maddenin miktarı (mol cinsinden) olarak tanımlanır. litre çözeltiKimyada çözeltilerin konsantrasyonunu tanımlamak için en yaygın kullanılan birimdir. toplam hacim Özellikle sabit hacimde gerçekleştirilen stokiyometrik reaksiyonlarda en sık kullanılan parametredir.

Molaliteye kıyasla en büyük dezavantajı şudur: Sıcaklığa bağlıdır.Çözeltinin hacmi termal genleşmeyle değişebileceğinden, sıcaklığın önemli ölçüde değişebildiği durumlarda molalite daha tutarlı sonuçlar verir.

Formalite

La formalite İfade eder formül gramının mol sayısı Bir çözeltinin bir litresinde bulunan çözünen maddenin miktarını ifade eder. Esas olarak çözünen maddenin miktarı fazla olduğunda kullanılır. Kimyasal olarak bozulmadan kalmaz. Çözeltideki (örneğin, iyonlara ayrıştığında) bir kimyasal maddeyi hesaba katmanız gerekir, ancak eklenen toplam miktarı orijinal formülüne göre hesaplamak istersiniz.

Günümüzde molarite veya molalite kadar yaygın bir birim olmasa da, çözünen maddenin hangi türe ayrıştığına bakılmaksızın, çözeltinin başlangıç ​​bileşimini tanımlamanın önemli olduğu bağlamlarda hala değeri vardır.

Molalite, bu birimlerin tamamlayıcısı olarak

Bu birimlerin aksine, molalite Bu, şu avantajı sunmaktadır: çözücünün kütlesine bağlı olarakBu özelliği sayesinde sıcaklık ve basınç değişimlerine karşı oldukça dayanıklıdır. Bu nedenle, çalışmalarında sıklıkla tercih edilir. Kolligatif özelliklerEndüstriyel süreçlerde ve termal kontrolün zorlu olduğu uygulamalarda kitle hassasiyeti Hacim ölçümüne göre önceliklendirilmelidir.

Molalitenin gerçek hayattaki pratik uygulamaları

Molalite tamamen akademik bir kavram gibi görünse de, aslında birçok özelliği vardır. çok özel uygulamalar Günlük yaşamda ve çeşitli endüstriyel sektörlerde yaygın olarak kullanılmaktadır. Konsantrasyonu kütlenin bir fonksiyonu olarak doğru bir şekilde tanımlayabilme yeteneği, onu birçok süreçte önemli bir araç haline getirmektedir.

Gıda ve içecek endüstrisi

Gıda endüstrisinde, çözeltilerin doğru hazırlanması, besin değeri kadar önemli özelliklerin kontrolü açısından büyük önem taşır. lezzetiçinde doku ve korumaÖrneğin, dondurma veya sorbe yaparken, çözünen şeker miktarı karışımın donma noktasını etkiler: daha yüksek çözünen madde içeriği, daha yüksek bir donma noktasına ulaşmasını sağlar. daha kremsi dokular Suyun büyük buz kristalleri oluşturmasını engelleyerek. Bu ilişki niceliksel olarak şu şekilde açıklanır: donma noktası düşüşüBu, doğrudan çözünen maddenin molalitesine bağlıdır.

Benzer şekilde, şekerli içeceklerin, şurupların ve konsantre meyve sularının üretiminde şekerlerin molalitesini bilmek faydalıdır. Tatlılık ve kıvamı kontrol etmeÜrünün mikrobiyolojik stabilitesinin yanı sıra.

İlaç endüstrisi ve tıbbi çözümler

İlaç endüstrisinde molalite, hazırlama amacıyla kullanılır. intravenöz çözeltilerÇözünen maddenin birim kütlesi başına konsantrasyonunun belirli bir miktarda olması gereken serumlar, tampon çözeltiler ve diğer ürünler. ince ayarlıDoğru molalite, çözeltilerin aşağıdaki özelliklere sahip olmasını sağlar: izotonik Gerektiğinde vücut sıvılarıyla birlikte kullanılır, böylece hücre ve dokulara zarar verilmesi önlenir.

Ayrıca, sıvı ilaçların formülasyonunda molalite, miktarın tam olarak belirlenmesine yardımcı olur. aktif prensip çözücünün kütlesi başına, bu da sağlanması açısından çok önemlidir. terapötik etkinlik ve güvenlik hastanın.

Bilimsel araştırma ve laboratuvarlar

Araştırma laboratuvarlarında molalite, hazırlık için hayati öneme sahiptir. standart çözümler Bu problar, aletlerin kalibrasyonu, nicel analizler yapılması veya fizikokimyasal özelliklerin incelenmesi için tasarlanmıştır. Sıcaklıktan bağımsız olmaları, çevresel koşullar hafifçe değişse bile daha güvenilir sonuçlar elde edilmesini sağlar.

Örneğin, varyasyonunu incelerken Kaynama noktası için dondurucu Farklı çözünen maddeler içeren bir çözücüde, konsantrasyonu tanımlamak için genellikle molalite kullanılır; bu da ölçülen özellikte gözlemlenen herhangi bir değişimin çözünen maddeden kaynaklandığından ve konsantrasyondaki kasıtlı olmayan değişikliklerden kaynaklanmadığından emin olunmasını sağlar.

Endüstriyel kimyasal süreçler

Kimya endüstrisinde molalite ile çalışmak şu konularda yardımcı olur: ham maddelerin kullanımını optimize etmekGerekli reaktif miktarlarının çözücünün kütlesine göre hassas bir şekilde ayarlanmasıyla elde edilir. Bu da şu sonucu doğurur: daha az atıkbir reaksiyonların daha yüksek verimliliği ve birçok durumda önemli ekonomik tasarruflar sağlar.

Benzer şekilde, aşağıdaki süreçlerde de durum böyledir: çalışma sıcaklığı değişir (Kontrollü ekzotermik veya endotermik reaksiyonlar gibi) molalite, olası hacim değişikliklerinden kaynaklanan hataları önleyerek konsantrasyonun istikrarlı bir şekilde izlenmesine olanak tanır.

Molalite öğrenimine ilişkin düşünceler ve öneriler

Molaliteyi anlamak sadece bir formülü ezberlemekle ilgili değildir; onun nasıl işlediğini anlamayı da içerir. fiziksel duyu ve diğer birimlere göre avantajlarıBu bilgiyi pekiştirmek için, farklı örneklerle pratik yapmak ve sonuçlarınızı molarite veya yüzdeler kullanılarak elde edilen sonuçlarla karşılaştırmak çok faydalıdır.

• Önerilir uygulama hesaplaması Farklı çözücü ve çözünen maddelerle molalitenin miktarını değiştirerek ve m değerinin nasıl değiştiğini inceleyerek yapılan bir çalışma.
• El kullanımı görsel kaynaklar (Tablolar, diyagramlar ve grafikler) molaliteyi diğer konsantrasyon birimleriyle karşılaştırmaya ve her birinin hangi bağlamlarda daha avantajlı olduğunu göstermeye yardımcı olur.
• Molalitenin önemli rol oynadığı gerçek hayattan örnekleri (gıda, ilaç, temizlik ürünleri, tuzlu çözeltiler) tartışmak, onun önemine dair algıyı güçlendirir. pratik önemi.

Molalite, çözücünün kilogramı başına çözünen madde mol sayısı olarak anlaşılır ve bir Çözeltilerin konsantrasyonunu doğru bir şekilde tanımlamak için önemli bir araç.Sıcaklık ve basınca bağımsız olması, koligatif özelliklerin incelenmesindeki faydası ve endüstriyel ve farmasötik uygulamalardaki önemi, çözelti kimyasını öğrenmek ve bu bilgiyi hem laboratuvarda hem de günlük hayatta uygulamak isteyen herkes için onu vazgeçilmez bir unsur haline getirmektedir.