몰분율 화합물의 원소 존재의 농도 또는 이들의 혼합물의 화합물의 농도를 표현하는 방법이다.
화합물 원소의 몰 분율은 화합물에 존재하는 각 다른 원소의 몰수와 이들의 총 몰수 사이의 몫으로 정의됩니다.
몰 분율 결정을위한 방정식. 출처 : Gabriel Bolívar.
예를 들어, 화합물에 원소 A와 원소 B가있는 경우 A의 몰분율은 A의 몰수를 A의 몰수와 B의 몰수로 나눈 값입니다. 마찬가지로 B의 몰분율의 경우 동일한 작업이 수행되지만 B의 두더지가 배치됩니다.
이 작업은 위의 이미지에 나와 있습니다. 몰분율의 합은 1 (일)과 같습니다. 몰 분율은 무 차원 (무 차원) 수입니다. Dalton의 법칙과 같은 많은 법칙이 그들 측면에서 표현 될 수 있습니다.
특성 및 기호
몰 분율의 값은 온도와 무관하며 이상 기체 혼합물에서 기체 혼합물에 존재하는 각 기체의 분압을 계산하는 데 사용할 수 있습니다. Dalton의 법칙에 명시된대로.
몰 분율은 일반적으로 오른쪽에 대문자 X (X)로 표시되거나 기호화되며, 화합물의 혼합물이있는 경우 아래 첨자, 원소 기호 또는 화합물 공식이 배치됩니다.
계산 방법
주어진 화합물을 구성하는 각 원소의 몰수가 알고 있다면 원소의 몰수를 더하면 화합물에 존재하는 총 몰수를 얻을 수 있습니다.
그런 다음 각 원소의 몰 분율을 얻기 위해 그 몰 수를 화합물에 존재하는 총 몰 수로 나눕니다. 다른 요소의 몰 분율 값의 합은 1과 같습니다 (1).
예
다음은 몰 분율의 사용 예입니다.
예 1
물 킬로그램 당 용질의 몰수로 표현되는 용액의 몰랄 농도는 용질의 몰 분율로 변환 될 수 있습니다. 이를 위해 1,000g의 물을 물의 몰로 변환하여 1,000g의 물 질량을 물의 분자량 (18g / mol)으로 나누면됩니다.
그런 다음 용질의 몰수를 물의 몰수와 용질의 몰수로 나누면 용질의 몰 분율이 얻어집니다.
예를 들어, 물질 A는 0.03m의 molality를 가지고 있습니다. 이것은 1kg의 물에 0.3 몰의 A가 용해되어 있음을 의미합니다. 물 1kg은 물 55.55 몰 (1,000g ÷ 18g / mol)에 해당합니다. 따라서 A의 몰 분율은 다음과 같습니다.
X (A) 또는 X A = 0.03 ÷ (55.55 + 0.03)
= 0.0005398 또는 5.398 10 -4
예 2
몰분율의 함수로서 기체의 분압 계산. 부분 압력의 법칙은 Dalton에 의해 선언되었으며 가스 혼합물에서 각 가스가 가스 혼합물의 전체 부피를 차지하는 것처럼 압력을가한다는 것을 나타냅니다.
가스 혼합물의 총 압력은 가스 혼합물의 일부인 각 가스에 의해 개별적으로 가해지는 압력의 합계입니다.
대기는 주로 질소, 산소, 이산화탄소 및 수증기의 4 가지 가스의 혼합물로 구성되며 각각 다음과 같은 분압을 개별적으로가합니다.
질소 : 596 mmHg
산소 : 158 mmHg
이산화탄소 : 0.3 mmHg
수증기 : 5.7 mmHg.
760 mmHg의 대기압 값을 생성합니다. 이러한 가스 압력을 사용하여 다음과 같은 몰 분율 값을 계산할 수 있습니다.
질소
X N2 = 596mmHg / 760mmHg
= 0.7842
산소
X O2 = 158 mmHg / 760 mmHg
= 0.2079
이산화탄소
X CO2 = 0.3mmHg / 760mmHg
= 0.00039
수증기
X H2O = 5.7mmHg / 760mmHg
= 0.075
역으로, 혼합물에 존재하는 각 가스의 분압은 그 몰분율 값에 가스 혼합물이 가하는 총 압력을 곱하여 계산할 수 있습니다.
식
연습 1
145g의 CH 3 OH와 120g의 H 2 O를 포함하는 메탄올 (CH 3 OH)과 물 (H 2 O) 용액의 몰 분율은 얼마입니까? 분자량 : CH 3 OH = 32g / mol 및 물 = 18g / mol.
먼저 메탄올과 물의 몰을 계산합니다.
CH 3 OH의 몰 = 145g · 1 mol CH 3 OH ÷ 32g의 CH 3 OH
= 4.53 mol CH 3 OH
H 몰 2 H의 O = 120g · 1 몰 2 O ÷ 18g의 H 2 O
= 6.67 mol H 2 O
그런 다음 총 두더지를 계산합니다.
CH 3 OH 및 H 2 O 의 총 몰수 = 4.53 + 6.67
= 11.2 몰
그래서 우리는 메탄올과 물의 몰 분율을 결정합니다.
X (CH 3 OH) = 4.53 몰 /11.2 몰
= 0.404
X (H 2 O) = 6.67 몰 / 11.2 몰
= 0.596
연습 2
1.56 몰의 질소 (N 2 )와 1.2 몰의 산소 (O 2 ) 의 혼합물은 0.8 기압 (atm)의 압력을가합니다. 각 가스가 가하는 부분압을 계산하십시오.
문제를 해결하는 첫 번째 단계는 가스의 몰 분율을 계산하는 것입니다. 두 번째 단계에서는 가스에 의해 가해지는 부분압이 얻어지며, 그 몰 분율에 가스 혼합물이 가하는 총 압력을 곱합니다.
질소의 몰 분율 :
X N2 = 1.56 몰 /(1.56 몰 + 1.2 몰)
= 0.565
산소의 몰 분율 :
X O2 = 1.2 몰 / (1.56 몰 + 1.2 몰)
= 0.435
마지막으로 각 가스의 분압을 계산합니다.
P N2 = X N2 P T
= 0.565 · 0.8 기압
= 0.452 기압
P O2 = X O2 P t
= 0.435 · 0.8 기압
= 0.348 기압
연습 3
화합물 23g이 4 몰의 사염화탄소 (CCl 4 )에 용해 된 경우 포름 알데히드 (CH 2 O) 의 몰 분율은 얼마입니까? CH 2 O 분자량 = 30.03g / mol.
먼저 포름 알데히드의 몰을 계산합니다.
몰 CH 2 O = 23 g CH 2 O · 1 mol CH 2 O ÷ 30.03 g CH 2 O
= 0.766 몰
그리고 두 번째로 우리는 몰 분율을 계산합니다.
X CH2OH = 0.766 moles CH 2 OH / (0.766 moles CH 2 OH + 4 moles CCl 4 )
= 0.161
참고 문헌
- Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). 화학 (8 판). CENGAGE 학습.
- Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (2020 년 2 월 11 일). 두더지 분획이란? 출처 : thoughtco.com
- Wikipedia. (2020). 몰 분율. 출처 : en.wikipedia.org
- CK-12 재단. (2019 년 10 월 16 일). 두더지 분획. 화학 LibreTexts. 출처 : chem.libretexts.org
- Chris Deziel. (2018 년 11 월 12 일). 두더지 분수를 계산하는 방법. 출처 : sciencing.com