Der Molaritätsrechner rechnet zwischen Lösungskonzentration, gelöster Stoffmasse, Molmasse und Lösungsvolumen um. Geben Sie drei beliebige dieser Teile ein, um das vierte zu lösen, oder verwenden Sie den Verdünnungsmodus, der C1V1 = C2V2 für Stamm-zu-Arbeitslösungen anwendet. Die Ergebnisse zeigen Mol, Molarität in mol/L und die Arithmetik mit den bei jedem Schritt benannten Einheiten.
Berechnen Sie die Molarität aus Masse und Volumen
Die Molarität (M) gibt Mol gelösten Stoff pro Liter fertiger Lösung an. Teilen Sie die Masse des gelösten Stoffes durch die Molmasse, um die Mole zu erhalten, und dividieren Sie diese Mole dann durch das Lösungsvolumen in Litern. Die Masse kann Gramm oder Milligramm sein, das Volumen ml oder L und die Molmasse g/mol, sodass Einheitenumrechnungen innerhalb eines Arbeitsablaufs bleiben.
moles = mass (g) / molar mass (g/mol)
M = moles / volume (L)Mit „Volumen“ ist das endgültige Lösungsvolumen nach dem Mischen und Erreichen der Marke gemeint, nicht das Volumen des zuerst eingefüllten Lösungsmittels. Ein bis zur Linie gefüllter 250-ml-Messkolben enthält 0.250 L, auch wenn der Feststoff vor der Verdünnung auf das Volumen in weniger Wasser gelöst wurde. Messzylinder sind gröber; Verwenden Sie sie für ungefähre Arbeiten, nicht für Standards, die eine Titration kalibrieren.
Wenn die Molmasse unbekannt ist, öffnen Sie die gleichgeordnete Molekulargewichtsseite für die Formel und kehren Sie dann mit diesem g/mol-Wert zurück. Eine falsche Molmasse ist der häufigste stille Fehler bei der Handpräparation. Ein Fehler von 2 % bei der Molmasse wird zu einem Fehler von 2 % bei M, ohne dass weitere Warnsignale auf dem Waagenausdruck erscheinen.
Konzentrationen werden manchmal als Millimolar (mM) angegeben. Ein Millimolar entspricht 0.001 mol/L. Der Rechner kann mM neben M anzeigen, wenn das Ergebnis klein ist, sodass die Spektrophotometer-Rezepte lesbar bleiben, ohne die zugrunde liegende Arithmetik zu ändern.
Berechnen Sie die Masse, die für eine Zielmolarität erforderlich ist
Zielkonzentration und Kolbenvolumen legen die Wägemasse fest, sobald die Molmasse bekannt ist. Multiplizieren Sie die Molarität mit dem Volumen in Litern und dann mit der Molmasse in Gramm pro Mol. Bei diesem Produkt handelt es sich um die Grammmenge, die auf die Waage gegeben werden muss, bevor es aufgelöst und bis zur Markierung auf dem Messkolben verdünnt wird.
mass (g) = M (mol/L) × volume (L) × molar mass (g/mol)Das ist das Wägeziel für feste gelöste Stoffe, die sich sauber auflösen. Hygroskopische Salze nehmen Wasser aus der Luft auf; Wiegen Sie schnell aus einer trockenen Flasche oder korrigieren Sie bekannte Hydratformeln, damit die Anzahl der wasserfreien Mole korrekt bleibt. Wenn man eine Schale mit wasserfreiem CuSO4 offen auf einer feuchten Bank stehen lässt, ändert sich die wirksame Formelmasse in Richtung Hydrat, ohne dass sich das Etikett auf der Flasche ändert.
Bei Flüssigkeiten, die nach Dichte und Reinheit verkauft werden, rechnen Sie das Volumen der Stammflüssigkeit anhand der Dichte und des Massenanteils in Mol um, bevor Sie dieselbe M-Definition anwenden. Konzentrierte Säuren, die als Massenprozent geliefert werden, benötigen diesen zusätzlichen Schritt; Der Massenmodus dieses Werkzeugs eignet sich für Fälle, in denen der gelöste Stoff als Feststoff gewogen wird oder die Masse bereits bekannt ist.
Reinheit ist wichtig. Ein als 98 %-Test gekennzeichnetes Reagenz trägt nur 0.98 Gramm reine Verbindung pro Gramm Gewicht bei. Teilen Sie die ideale Masse durch die Assay-Fraktion, wenn das Verfahren eine Korrektur erfordert. Lehrlabore ignorieren häufig Tests auf NaCl; Analysemethoden sollten dies nicht tun.
Berechnen Sie eine Verdünnung
Durch die Verdünnung bleibt die Menge des gelösten Stoffes konstant, während das Lösungsmittel zunimmt, sodass die Konzentration proportional zum Volumenverhältnis abnimmt. Die Beziehung C1V1 = C2V2 verknüpft die Stammkonzentration und das Aliquotvolumen mit der gewünschten Konzentration und dem gewünschten Endvolumen. Geben Sie drei beliebige Werte ein; Der Molaritätsrechner löst das vierte Problem und benennt jede Einheit in der ersetzten Zeile.
C1 × V1 = C2 × V2C1 und V1 sind die Stammkonzentration und das entnommene Aliquotvolumen. C2 und V2 sind die gewünschte Konzentration und das Endvolumen nach der Verdünnung. Die Konzentrationseinheiten müssen auf beiden Seiten übereinstimmen; Die Volumina müssen zueinander passen (beide ml oder beide L). Das Mischen von ml auf der einen Seite mit L auf der anderen Seite ist ein klassischer Fehler, der aus Tausenden von Tausenden besteht.
Beispielpfad: 1.00 M-Vorrat, benötigt 100 ml 0.100 M-Arbeitslösung.
V1 = (C2 × V2) / C1 = (0.100 × 100) / 1.00 = 10.0 mLPipettieren Sie 10.0 ml der Stammlösung in einen 100-ml-Messkolben und verdünnen Sie mit Lösungsmittel bis zur Marke. Der Rechner meldet V1, wenn C1, C2 und V2 eingegeben werden, oder C2, wenn ein Aliquot und ein Endvolumen bekannt sind.
Reihenverdünnungen multiplizieren Faktoren. Zwei 1:10-Schritte ergeben insgesamt 1:100. Geben Sie bei der Dokumentation der Vorbereitung jeden Schritt separat an, damit ein Etikettierungsfehler nachvollziehbar ist. Bei sehr großen Verdünnungsfaktoren sollten Sie zwei oder drei moderate Schritte einem extremen Mikropipettentransfer vorziehen, der an der Grenze der Pipettengenauigkeit liegt.
Verdünnen Sie niemals, indem Sie „ungefähr die Hälfte“ schätzen. Der gemessene V1 und ein markierter V2 stellen die gesamte Qualitätskontrolle für die Arbeitskonzentration dar, wenn der Vorrat selbst sorgfältig vorbereitet wurde.
Bereiten Sie 500 ml 0.1 M NaCl vor
Für eine normale Unterrichtsvorbereitung ist ein halber Liter 0.1 M Natriumchlorid erforderlich. Bei der Molmasse 58.44 g/mol liegt das Wägeziel bei etwas unter drei Gramm. Gehen Sie den Mole-Pfad einmal vorwärts und einmal rückwärts, damit das Etikett des Kolbens und der Rechner übereinstimmen, bevor der Feststoff auf das Wasser trifft.
Die Molmasse von Natriumchlorid beträgt 58.44 g/mol. Ziel: 0.100 M in 0.500 L.
1. Finden Sie die erforderlichen Muttermale. `` moles = M × V = 0.100 mol/L × 0.500 L = 0.0500 mol ``
2. Konvertieren Sie Mol in Gramm. `` mass = 0.0500 mol × 58.44 g/mol = 2.922 g ≈ 2.92 g ``
3. Auflösen und verdünnen. Etwa 2.92 g NaCl abwiegen, in einen 500-ml-Messkolben umfüllen, in etwas Wasser auflösen, dann bis zur 500-ml-Marke auffüllen und mischen.
Überprüfen Sie die Vorwärtsrichtung. 2.92 g / 58.44 g/mol ≈ 0.0500 mol; 0.0500 mol / 0.500 L = 0.100 M. Der Molaritätsrechner sollte diese Schleife reproduzieren, wenn Masse, Molmasse und Volumen eingegeben werden.
Speisesalz ist kein Reagenz NaCl. Salz in Lebensmittelqualität enthält Antibackmittel; Bei analytischen Arbeiten werden NaCl der ACS-Qualität und eine getrocknete Probe verwendet, wenn das Verfahren dies erfordert.
Unterscheiden Sie Molarität von Molalität und Normalität
Drei Konzentrationswörter klingen gleich und sind nicht austauschbar. Die Molarität teilt Mol durch Liter Lösung. Die Molalität teilt Mol durch Kilogramm Lösungsmittel. Die Normalität dividiert Äquivalente durch Liter Lösung und hängt davon ab, welche Reaktion ein Äquivalent definiert. Das Mischen der Etiketten führt zu einer sauberen Arithmetik, die der falschen physikalischen Größe zugeordnet ist.
| Messen | Definition | Temperaturhinweis |
|---|---|---|
| Molarität (M) | Mol gelöster Stoff / L Lösung | Ändert sich leicht mit T, wenn sich das Volumen ausdehnt |
| Molalität (m) | Mol gelöster Stoff / kg Lösungsmittel | Unabhängig vom Lösungsvolumen |
| Normalität (N) | Äquivalente / L Lösung | Hängt von der gewählten Reaktion ab |
Bei verdünnten wässrigen Lösungen nahe Raumtemperatur liegen Molarität und Molalität numerisch nahe beieinander, da ein Liter Wasser eine Masse von etwa einem Kilogramm hat. Konzentrierte Lösungen divergieren. Ein 5 M Zuckersirup hat nicht einmal annähernd 5 Mol, wenn der gelöste Stoff einen großen Teil des Kolbens einnimmt. Osmometrie und Siedepunkterhöhung bevorzugen Molalität; volumetrische Glasgeräte und die meisten Nasslaborrezepte bevorzugen die Molarität.
Bei Säuren zählt die Normalität häufig saure Wasserstoffe: 1 M H2SO4 entspricht 2 N für die Säure-Base-Titration, bei der beide Protonen verwendet werden. Die Redoxnormalität hängt von den übertragenen Elektronen ab, die sich zwischen den Reaktionen für dieselbe Flasche ändern können. Bevorzugen Sie die Molarität in modernen Protokollen, es sei denn, eine ältere Methode spezifiziert immer noch N, und schreiben Sie die Reaktion neben jeden N-Wert, der bleiben muss.
Massenprozent und ppm beantworten wiederum unterschiedliche Fragen. Sie sind nützlich für Analysezertifikate; Sie sind nicht M. Umrechnen durch Dichte und Molmasse, wenn ein Protokoll Molarität von einem Massenprozentsatz erfordert.
Praktische Hinweise zur Lösungsvorbereitung
Die Qualität der Lösungsvorbereitung hängt von der Temperatur der Glasgefäße, der Reihenfolge des Auflösens und anschließenden Verdünnens und schriftlichen Annahmen über die Molmasse ab. Messkolben werden auf eine bestimmte Temperatur kalibriert, normalerweise 20 °C, sodass ein warmer, bis zum Strich gefüllter Kolben ein anderes wahres Volumen enthält, als die eingeätzte Zahl vermuten lässt. Wenn die Toleranzen eng sind, bringen Sie Kolben und Lösungsmittel vor der endgültigen Befüllung auf Labortemperatur.
Lösen Sie Feststoffe auf, bevor Sie bis zur Markierung auffüllen. Das Hinzufügen einer großen Kristallladung zu einem fast vollen Kolben kann zu einem übermäßigen Volumen und einer Unterbewertung der Molarität führen. Hartnäckige gelöste Stoffe lösen sich in einem Becherglas unter Rühren zuverlässiger auf und werden dann quantitativ mit Spülwasser in den Kolben überführt. Spülwasser zählt erst dann zum Endvolumen, wenn sich alles im Kolben befindet und der Meniskus ausgehärtet ist.
Notieren Sie die Chargennummern und die angenommene Molmasse auf dem Vorbereitungsblatt. Wenn eine spätere Referenz NaCl von 58.44 auf einen anderen gerundeten Wert aktualisiert, dokumentiert das alte Flaschenetikett immer noch, was gewogen wurde. Datum, Initialen und Ziel-M auf dem Etikett verhindern, dass ein einwöchiger Kolben ohne Bedenken als frischer Vorrat behandelt wird.
Die Reihenfolge der Mischung kann für die Wärme von Bedeutung sein. Das Verdünnen von konzentrierter Schwefelsäure bedeutet, dass Säure unter Rühren in Wasser umgewandelt wird, niemals Wasser in konzentrierte Säure. Der Konzentrationsrechner ersetzt nicht die Sicherheitsregeln für exotherme Verdünnungen; Die Größe der Volumes wird erst nach Auswahl des sicheren Verfahrens festgelegt.
Häufig gestellte Fragen
Wie berechnet man die Molarität aus der Masse?
Die Molarität aus der Masse beginnt mit der Division von Gramm des gelösten Stoffes durch die Molmasse, um Mol zu erhalten, und anschließender Division der Mol durch das Lösungsvolumen in Litern. Kompakt geschrieben ist M gleich (Masse / Molmasse) / V. Behalten Sie Masse und Molmasse in Gramm und g/mol bei, damit sich Mol sauber aufheben, und wandeln Sie Milliliter vor der endgültigen Division in Liter um.
Wie viel NaCl wird für 500 ml 0.1 M Lösung benötigt?
Etwa 2.92 g NaCl werden für 500 ml einer 0.1 M-Lösung benötigt, wenn die Molmasse als 58.44 g/mol angenommen wird. Der Pfad ist 0.1 mol/L × 0.5 L × 58.44 g/mol = 2.922 g, was auf einer typischen Analysewaagenanzeige für diese Zubereitung auf 2.92 g gerundet wird.
Wie lautet die Verdünnungsformel?
Die Verdünnungsformel lautet C1V1 = C2V2, was besagt, dass die Mole des gelösten Stoffes konstant bleiben, wenn nur Lösungsmittel hinzugefügt wird. C1 und V1 beschreiben den Bestand; C2 und V2 beschreiben die verdünnte Lösung. Lösen Sie nach der unbekannten Konzentration oder dem unbekannten Volumen auf und sorgen Sie dafür, dass die Konzentrations- und Volumeneinheiten auf beiden Seiten der Gleichung übereinstimmen.
Ist Molarität dasselbe wie Konzentration?
Molarität ist eine Konzentrationseinheit, Mol pro Liter, und nicht ein Synonym für jedes Konzentrationsmaß. Massenprozent, Milligramm pro Liter, ppm und Molalität sind weitere Konzentrationssprachen. Schreiben Sie die Einheit neben jede Zahl, damit ein 0.1-Wert zwischen 0.1 M und 0.1 % w/w nicht mehrdeutig ist.
Warum einen Messkolben anstelle eines Messzylinders verwenden?
Ein Messkolben wird für ein genaues Gesamtvolumen bei einer angegebenen Temperatur hergestellt und kalibriert, was der Definition der Molarität in Litern Lösung entspricht. Messzylinder lösen gröbere Inkremente auf und eignen sich für ungefähre Volumina, Spülungen und unkritische Verdünnungen. Standards, Titriermittel und Kalibrierlösungen gehören in volumetrische Glasgeräte, wenn man sich auf die Konzentration verlassen muss.
Beeinflusst die Temperatur die Molarität?
Die Temperatur beeinflusst die Molarität, da sich das Lösungsvolumen ausdehnt oder zusammenzieht, während die Molzahl konstant bleibt, sodass M leicht mit T driftet. Die Molalität vermeidet diese Drift, indem sie die Lösungsmittelmasse anstelle des Lösungsvolumens verwendet. Bei routinemäßigen wässrigen Arbeiten nahe 20 °C ist der Effekt gering; Für präzises Arbeiten kontrollieren Sie die Temperatur oder notieren Sie die Bedingungen im Vorbereitungsprotokoll.
Kann der Rechner Molalität in Molarität umrechnen?
Molalität wird nur dann in Molarität umgewandelt, wenn Dichte (oder ein äquivalentes Paar aus Lösungsmittelmasse und Lösungsvolumen) verfügbar ist. Ohne Dichte ist die Umwandlung unterbestimmt, da die Molalität niemals das Lösungsvolumen misst, das die Molarität erfordert. Geben Sie die Dichte ein, wenn das Tool dieses Feld anbietet; andernfalls behalten Sie das Ergebnis in Moleinheiten bei.
Was ist, wenn der gelöste Stoff ein Hydrat ist?
Gelöste Hydrate müssen mit der Molmasse des Hydrats gewogen werden, damit Kristallwasser im Feststoff auf der Waage enthalten ist. Die Verwendung einer wasserfreien Molmasse beim Schöpfen eines Hydrats führt zu einer Unterdosierung des gelösten Stoffes und führt zu einer niedrigen wahren Molarität. Überprüfen Sie die Flasche auf die Angabe ·xH2O, bevor Sie die Zielmasse berechnen.
Wie genau sollte die Masse sein?
Die Massengenauigkeit sollte mit den Glasgeräten und der Konzentrationstoleranz der Methode übereinstimmen. Ein 500-ml-Kolben der Klasse A, der auf 0.1 M ausgerichtet ist, rechtfertigt normalerweise eine Wägung auf 0.01 g oder besser. Eine Küchenwaage mit 1-g-Auflösung ist für diese Flasche das falsche Werkzeug; Die Volumenunsicherheit würde dann von einer Rohmasse dominiert werden.
Zusammenfassung
Der Molaritätsrechner berechnet M = Mol pro Liter aus Masse und Volumen, rechnet es in eine Wägemasse für eine Zielkonzentration um und wendet C1V1 = C2V2 für Verdünnungen an. Das Beispiel mit 500 ml 0.1 M NaCl benötigt etwa 2.92 g bei 58.44 g/mol.
Halten Sie die Molarität von Molalität und Normalität getrennt und behandeln Sie die Endmarkierung auf dem Messkolben als das Volumen, das in die Formel eingeht.