Wat is molaliteit?
Molaliteit is een verhouding die in de analytische chemie wordt gebruikt om de concentratie van een chemische oplossing kwantitatief uit te drukken. Wanneer een oplossing wordt gemaakt, bevat deze een bepaalde hoeveelheid opgeloste stof, een stof die wordt opgelost in een vloeistof. De vloeistof waarin de opgeloste stof is opgelost, wordt het oplosmiddel genoemd. Molaliteit (m) is de hoeveelheid opgeloste stof, uitgedrukt in eenheden genaamd mol, gedeeld door de massa van het oplosmiddel in kilogram.
Om molaliteit te begrijpen, is het noodzakelijk om de mol te begrijpen, een fundamentele chemische eenheid. Eén mol van een stof wordt gedefinieerd als hetzelfde aantal eenheden als het aantal atomen in 12 gram (g) van het element koolstof-12. Dit zeer hoge aantal staat bekend als het nummer van Avogadro. Een mol koolstof-12 weegt daarom per definitie 12 gram.
Alle andere atoommassa's van de elementen zijn gebaseerd op de koolstof-12-standaard. Een uniforme atoommassa-eenheid (u) is gelijk aan 1/12 van de massa van een koolstof-12-atoom - koolstof-12 weegt 12 u. De mol is op deze manier puur voor het gemak gedefinieerd. Wiskundig betekent dit dat de massa van één mol van een verbinding in gram gelijk is aan zijn moleculaire massa in u.
De moleculaire massa van een verbinding kan worden gevonden door de atoommassa's van de samenstellende atomen op te tellen. Water bestaat bijvoorbeeld uit twee waterstofatomen en een zuurstofatoom. Elk waterstofatoom heeft een atoommassa van ongeveer 1.008 u en de massa van zuurstof is ongeveer 15.999 u. De moleculaire massa van water is daarom ongeveer 18.015 u en de massa van één mol water is 18.015 g.
De hoeveelheid opgeloste stof in een chemische oplossing wordt gemeten in mol. Een mol zout, ook bekend als natriumchloride, heeft een massa van ongeveer 58,5 g. Als 58,5 g of één mol zout zou worden opgelost in één kilogram water, zou de resulterende oplossing een molaliteit van 1 m hebben. Verder zou, als twee mol natriumchloride werden opgelost in 0,5 kg water, de molaliteit 4 m zijn.
Een vergelijkbare en meer algemeen gebruikte concentratiemaatstaf is molariteit (M). Molariteit is, in tegenstelling tot molaliteit, gebaseerd op volume: het is het aantal mol opgeloste stof in één liter oplossing. Omdat het volume van een oplossing kan veranderen, uitzetten of samentrekken met veranderingen in temperatuur, is molariteit niet altijd een betrouwbare maat voor concentratie. Molaliteit, gebaseerd op de onveranderlijke hoeveelheid massa, is vaak nuttiger in situaties waar de temperatuur van de oplossing variabel is.