MOLAIRE FRACTIE: HOE HET WORDT BEREKEND, VOORBEELDEN, OEFENINGEN - CHEMIE - 2026

De molfractie is een manier om de concentratie van de elementen die in een verbinding aanwezig zijn, of de concentratie van een verbinding in een mengsel, uit te drukken.

De molfractie van de elementen van een verbinding wordt gedefinieerd als een quotiënt tussen het aantal molen van elk van de verschillende elementen die in de verbinding aanwezig zijn en het totale aantal molen daarvan.

Vergelijking voor de bepaling van de molfractie. Bron: Gabriel Bolívar.

Bijvoorbeeld: als een verbinding een element A en een element B heeft, is de molfractie van A het aantal molen van A gedeeld door het aantal molen van A plus het aantal molen van B. Evenzo voor de molfractie van B Dezelfde bewerking wordt uitgevoerd, maar het plaatsen van de mollen van B.

Deze bewerking is weergegeven in de bovenstaande afbeelding. De som van de molfracties is gelijk aan 1 (één). De molfractie is een dimensieloos (dimensieloos) getal. Veel wetten kunnen in termen worden uitgedrukt, zoals de wet van Dalton.

Kenmerken en symbool

De waarde van de molfractie is temperatuuronafhankelijk en kan in een ideaal gasmengsel worden gebruikt om de partiële drukken van elk van de in het gasmengsel aanwezige gassen te berekenen; zoals vermeld in de wet van Dalton.

De molfractie wordt meestal weergegeven of gesymboliseerd door een hoofdletter X (X) aan de rechterkant waarvan, als subscript, het elementsymbool of de samengestelde formule wordt geplaatst als er een mengsel van verbindingen is.

Hoe het wordt berekend

Als het aantal molen bekend is voor elk van de elementen waaruit een bepaalde verbinding bestaat, kan het toevoegen van de molen van de elementen het totale aantal molen geven dat in de verbinding bestaat.

Om de molfractie van elk element te verkrijgen, wordt het aantal molen gedeeld door het totale aantal molen dat in de verbinding aanwezig is. De som van de waarden van de molfractie van de verschillende elementen is gelijk aan eenheid (1).

Voorbeelden

Hierna volgen voorbeelden van toepassingen van de molfractie.

voorbeeld 1

De molaliteit van een oplossing, uitgedrukt als molen opgeloste stof per kilogram water, kan worden omgezet in de molfractie van de opgeloste stof. Om dit te doen, wordt 1000 g water omgezet in molen water, door simpelweg de massa water van 1000 g te delen door het molecuulgewicht van water (18 g / mol).

Vervolgens, door het aantal molen van de opgeloste stof te delen door het aantal molen water plus dat van de opgeloste stof, wordt de molfractie van de opgeloste stof verkregen.

Stof A heeft bijvoorbeeld een molaliteit van 0,03 m. Dit betekent dat je 0,3 mol A hebt opgelost in één kilogram water. Een kilo water komt overeen met 55,55 mol water (1.000 g ÷ 18 g / mol). De molfractie van A wordt dus:

X (A) of X _A = 0,03 ÷ (55,55 + 0,03)

= 0.0005398 of 5.398 ^10-4

Voorbeeld 2

Berekening van de partiële drukken van gassen als functie van hun molaire fracties. De wet van partiële drukken werd verkondigd door Dalton en geeft aan dat in een gasmengsel elk gas zijn druk uitoefent alsof het het volledige volume van het gasmengsel bezet.

De totale druk van het gasmengsel is de som van de drukken die afzonderlijk worden uitgeoefend door elk van de gassen die deel uitmaken van het gasmengsel.

De atmosfeer bestaat voornamelijk uit een mengsel van vier gassen: stikstof, zuurstof, kooldioxide en waterdamp, die elk afzonderlijk de volgende partiële drukken uitoefenen:

Stikstof: 596 mmHg

Zuurstof: 158 mmHg

Kooldioxide: 0,3 mmHg

Waterdamp: 5,7 mmHg.

Dat levert een atmosferische drukwaarde op van 760 mmHg. Door deze gasdrukken te gebruiken, kunnen de volgende waarden van hun molfracties worden berekend:

Stikstof

X _N2 = 596 mmHg / 760 mmHg

= 0,7842

Zuurstof

X _O2 = 158 mmHg / 760 mmHg

= 0,2079

Kooldioxide

X _CO2 = 0,3 mmHg / 760 mmHg

= 0,00039

Water stoom

X _H2O = 5,7 mmHg / 760 mmHg

= 0,075

Omgekeerd kan de partiële druk van elk van de in een mengsel aanwezige gassen worden berekend door de waarde van de molfractie te vermenigvuldigen met de totale druk die door het gasvormige mengsel wordt uitgeoefend.

Opdrachten

Oefening 1

Wat is de molfractie van een oplossing van methanol (CH ₃ OH) en water (H ₂ O) die 145 g CH ₃ OH en 120 g H ₂ O bevat? Molecuulgewichten: CH ₃ OH = 32 g / mol en water = 18 g / mol.

We berekenen eerst het aantal mol methanol en water:

Mol CH ₃ OH = 145 g · 1 mol CH ₃ OH ÷ 32 g CH ₃ OH

= 4,53 mol CH ₃ OH

Mol H ₂ O = 120 g · 1 mol H ₂ O ÷ 18 g H ₂ O

= 6.67 mol H ₂ O

Vervolgens berekenen we het totaal aantal mollen:

Totaal aantal mol CH ₃ OH en H ₂ O = 4,53 + 6,67

= 11,2 mol

En dus bepalen we de molfracties van methanol en water:

X (CH ₃ OH) = 4,53 mol / mol 11.2

= 0,404

X (H ₂ O) = 6,67 mol / mol 11.2

= 0,596

Oefening 2

Een mengsel van 1,56 mol stikstof (N ₂ ) en 1,2 mol zuurstof (O ₂ ) oefent een druk uit van 0,8 atmosfeer (atm). Bereken de partiële druk die door elk van de gassen wordt uitgeoefend.

De eerste stap bij het oplossen van het probleem is het berekenen van de molfracties van de gassen. In een tweede fase worden de partiële drukken uitgeoefend door de gassen verkregen, waarbij hun molaire fractie wordt vermenigvuldigd met de totale druk die wordt uitgeoefend door het gasmengsel.

Molfractie stikstof:

X _N2 = 1,56 mol / (1,56 mol + 1,2 mol)

= 0,565

Molaire fractie zuurstof:

X _O2 = 1,2 mol / (1,56 mol + 1,2 mol)

= 0,435

En tot slot berekenen we de partiële drukken van elk gas:

P _N2 = X _N2 P _T

= 0,565 · 0,8 atm

= 0,452 atm

P _O2 = X _O2 P _t

= 0,435 · 0,8 atm

= 0,348 atm

Oefening 3

Wat is de molfractie van formaldehyde (CH ₂ O) als 23 g van de verbinding wordt opgelost in 4 mol tetrachloorkoolstof (CCl ₄ )? CH ₂ O molecuulgewicht = 30,03 g / mol.

We berekenen eerst het aantal mol formaldehyde:

Mollen CH ₂ O = 23 g CH ₂ O · 1 mol CH ₂ O ÷ 30,03 g CH ₂ O

= 0,766 mol

En voor de tweede berekenen we de molfractie:

X _CH2OH = 0,766 mol CH ₂ OH / (0,766 mol CH ₂ OH + 4 mol CCl ₄ )

= 0,161

Referenties

1. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Chemie (8e ed.). CENGAGE Leren.
2. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (11 februari 2020). Wat is een molfractie? Hersteld van: thoughtco.com
3. Wikipedia. (2020). Molfractie. Hersteld van: en.wikipedia.org
4. Stichting CK-12. (16 oktober 2019). Mol fractie. Chemie LibreTexts. Hersteld van: chem.libretexts.org
5. Chris Deziel. (12 november 2018). Hoe een molfractie te berekenen. Hersteld van: sciencing.com