Jak obliczyć stężenie molowe roztworu? Poradnik krok po kroku
Stężenie molowe roztworu oblicza się ze wzoru Cm = n/V, czyli dzieląc liczbę moli substancji rozpuszczonej przez objętość roztworu w dm³. Jeśli masa podana jest w gramach, najpierw trzeba wyznaczyć liczbę moli ze wzoru n = m/M.
Czym jest stężenie molowe?
Stężenie molowe określa, ile moli substancji rozpuszczonej znajduje się w 1 dm³ roztworu. Oznacza się je symbolem Cm, a jego jednostką jest mol/dm³.
Podstawowy wzór wygląda następująco:
Cm = n / V
W tym zapisie n oznacza liczbę moli substancji, a V – objętość całego roztworu wyrażoną w decymetrach sześciennych. Trzeba odróżnić objętość roztworu od objętości samego rozpuszczalnika.
Symbole i jednostki we wzorach
Poniższa tabela przedstawia wielkości potrzebne do obliczenia stężenia molowego:
| Symbol | Nazwa | Jednostka podstawowa |
|---|---|---|
| Cm | Stężenie molowe | mol/dm³ |
| n | Liczba moli substancji | mol |
| V | Objętość roztworu | dm³ |
| m | Masa substancji | g |
| M | Masa molowa | g/mol |
Gdy objętość podano w mililitrach, należy ją przeliczyć na decymetry sześcienne. Obowiązuje zależność 1 dm³ = 1000 ml, dlatego na przykład 500 ml odpowiada 0,5 dm³.
Jak obliczyć stężenie molowe krok po kroku?
Gdy znasz masę substancji i objętość roztworu, wykonaj następujące działania:
- Oblicz masę molową substancji na podstawie jej wzoru chemicznego i wartości z układu okresowego.
- Oblicz liczbę moli, korzystając ze wzoru n = m/M.
- Przelicz objętość roztworu na dm³, jeśli podano ją w ml lub cm³.
- Podstaw dane do wzoru Cm = n/V i podaj wynik z jednostką mol/dm³.
Masa molowa mówi, ile gramów ma jeden mol danej substancji. Na przykład dla wodorotlenku sodu NaOH wynosi ona 40 g/mol. Jeśli masa substancji jest podana w gramach, dzielisz ją przez masę molową, aby otrzymać liczbę moli.
Przykład obliczenia dla NaOH
Zadanie: Oblicz stężenie molowe roztworu otrzymanego przez rozpuszczenie 20 g NaOH w 500 ml roztworu.
Najpierw ustalamy masę molową wodorotlenku sodu:
M(NaOH) = 23 g/mol + 16 g/mol + 1 g/mol = 40 g/mol
Następnie obliczamy liczbę moli NaOH:
n = m/M = 20 g / 40 g/mol = 0,5 mol
Objętość trzeba wyrazić w dm³:
V = 500 ml = 0,5 dm³
Podstawiamy obliczone wartości do wzoru na stężenie molowe:
- Liczba moli substancji wynosi 0,5 mol.
- Objętość roztworu wynosi 0,5 dm³.
- Cm = 0,5 mol / 0,5 dm³.
- Cm = 1 mol/dm³.
Stężenie molowe tego roztworu wynosi 1 mol/dm³, czyli 1 M. Oznaczenie 1 M oznacza roztwór zawierający 1 mol substancji w 1 dm³ roztworu.
Na jakie błędy uważać?
W zadaniach dotyczących stężenia molowego najczęściej pojawiają się pomyłki związane z jednostkami i kolejnością obliczeń. Sprawdź przede wszystkim:
- Objętość roztworu trzeba zamienić z ml lub cm³ na dm³.
- Masę substancji należy podzielić przez masę molową, aby obliczyć liczbę moli.
- Masa molowa wymaga uwzględnienia wszystkich atomów i indeksów we wzorze chemicznym.
- Wzór odnosi się do masy substancji rozpuszczonej i objętości roztworu, a nie do masy samego rozpuszczalnika.
- Zaokrąglenia najlepiej wykonywać dopiero przy wyniku końcowym.
Najbezpieczniej przed podstawieniem sprawdzić, czy masa jest wyrażona w gramach, masa molowa w g/mol, a objętość w dm³. Wtedy jednostka wyniku automatycznie przyjmuje postać mol/dm³.
