Was ist Molalität?
Molalität ist ein Verhältnis, das in der analytischen Chemie verwendet wird, um die Konzentration einer chemischen Lösung quantitativ auszudrücken. Wenn eine Lösung hergestellt wird, enthält sie eine bestimmte Menge gelösten Stoffs, eine Substanz, die in einer Flüssigkeit gelöst ist. Die Flüssigkeit, in der der gelöste Stoff gelöst ist, wird als Lösungsmittel bezeichnet. Die Molalität (m) ist die Menge an gelöstem Stoff, ausgedrückt in Einheiten, die als Mol bezeichnet werden, dividiert durch die Masse des Lösungsmittels in Kilogramm.
Um die Molalität zu verstehen, muss man den Maulwurf verstehen, eine grundlegende chemische Einheit. Ein Mol einer Substanz enthält die gleiche Anzahl von Einheiten wie die Anzahl von Atomen in 12 Gramm (g) des Elements Kohlenstoff-12. Diese sehr hohe Zahl wird als Avogadro-Zahl bezeichnet. Ein Mol Kohlenstoff-12 wiegt daher definitionsgemäß 12 Gramm.
Alle anderen Atommassen der Elemente basieren auf dem Kohlenstoff-12-Standard. Eine einheitliche Atommasseneinheit (u) entspricht 1/12 der Masse eines Kohlenstoff-12-Atoms - Kohlenstoff-12 wiegt 12 u. Der Maulwurf wird auf diese Weise lediglich der Einfachheit halber definiert. Mathematisch bedeutet dies, dass die Masse eines Mols einer Verbindung in Gramm gleich der Molekularmasse in u ist.
Die Molekülmasse einer Verbindung kann durch Addition der Atommassen ihrer Atombestandteile ermittelt werden. Wasser besteht beispielsweise aus zwei Wasserstoffatomen und einem Sauerstoffatom. Jedes Wasserstoffatom hat eine Atommasse von etwa 1,008 u und die Sauerstoffmasse beträgt etwa 15,999 u. Die Molmasse von Wasser beträgt daher etwa 18,015 u, und die Masse von einem Mol Wasser beträgt 18,015 g.
Die Menge eines gelösten Stoffes in einer chemischen Lösung wird in Mol gemessen. Ein Mol Salz, auch als Natriumchlorid bekannt, hat eine Masse von etwa 58,5 g. Wenn 58,5 g oder ein Mol Salz in einem Kilogramm Wasser gelöst würden, hätte die resultierende Lösung eine Molalität von 1 ml. Wenn zwei Mol Natriumchlorid in 0,5 kg Wasser gelöst würden, wäre die Molalität 4 & mgr; m.
Ein ähnliches und weiter verbreitetes Konzentrationsmaß ist die Molarität (M). Die Molarität basiert im Gegensatz zur Molarität auf dem Volumen: Es ist die Anzahl der Mol eines gelösten Stoffes in einem Liter einer Lösung. Da sich das Volumen einer Lösung bei Temperaturänderungen ändern, ausdehnen oder zusammenziehen kann, ist die Molarität nicht immer ein verlässliches Maß für die Konzentration. Die Molalität, die auf der unveränderlichen Menge der Masse basiert, ist oft in Situationen nützlich, in denen die Temperatur der Lösung variabel ist.