Co je to molární koncentrace?

V chemii je koncentrace hladina látky ve směsi látek, například množství chloridu sodného, ​​které se nachází v moři. Koncentrace může být vyjádřena jako různé jednotky, často udávané jako hmotnost a objem. Molarita je forma hmotnosti na jednotku objemu. Molární koncentrace konkrétní látky je počet molů této látky rozpuštěných v jednom litru roztoku, bez ohledu na to, kolik dalších látek může být rozpuštěno ve stejném roztoku.

U chloridu sodného (NaCl), běžné stolní soli, lze atomovou hmotnost obou látek - sodíku a chloru - zjistit podle periodické tabulky. Atomová hmotnost sodíku je 22,99. Atomová hmotnost chloru je 35,45. To znamená, že chlorid sodný - jeden atom obou těchto prvků dohromady - má molekulovou hmotnost 58,44. Protože jeden mol látky je definován jako jeho molekulární hmotnost v gramech, je jeden mol NaCl 58,44 gramů (g).

Pro ilustraci, pokud 537 mililitrů (ml) roztoku obsahuje 15,69 g chloridu sodného, ​​ale žádná jiná látka, je jeho molární koncentrace (15,69 g / 58,44 g) 53 (537 ml / 1000 ml) = 0,50. Roztok je 0,50 M v chloridu sodném. Pokud roztok obsahuje další složku, jako je bromid hořečnatý, zůstává tento roztok v chloridu sodného 0,50 M. Má však také molární koncentraci v bromidu hořečnatém.

Atomová hmotnost hořčíku je 24,31. Aromová hmotnost bromu je 79,90. Molekulová hmotnost bromidu hořečnatého však není 24,31 + 79,90 = 104,21. Je to proto, že bromid hořečnatý má chemický vzorec, MgBr2, protože valence hořčíku je +2, zatímco valence bromu je pouze -1. Správně je molekulová hmotnost bromidu hořečnatého 24,31 + (2 × 79,90) = 184,11.

Pokud je přítomno 24,72 g bromidu hořečnatého, je molární koncentrace bromidu hořečnatého (24,72 g / 184,11 g) ÷ (537 ml / 1000 ml) = 0,25 M. To znamená, že roztok je jak 0,50 M v NaCl, tak 0,25 M v MgBr2. Je zajímavé si uvědomit, že i přes pokles molekul vody v tomto druhém roztoku ve srovnání s prvním - koncentrace jsou vyjádřeny jako „na litr roztoku“, nikoli „na litr vody“ - molární koncentrace chloridu sodného je to samé pro oba. Teoreticky je možné, aby v jednom litru roztoku bylo přítomno nesmírně velké množství látek, což by vedlo ke sběru molárních koncentrací, které jsou poměrně nízké a téměř bez přítomnosti vody.