Kimyada çözelti, iki veya daha fazla maddenin oluşturduğu homojen bir karışımdır. Molar çözelti, konsantrasyonun çözeltinin litresi başına çözünen maddenin mol cinsinden ifade edildiği bir tür kimyasal çözeltidir. Bu kavram kimya çalışmalarında, özellikle laboratuvar deneylerinin ve kimyasal reaksiyonların yürütülmesinde temeldir.
Molar çözümlere daha derinlemesine dalmadan önce köstebeğin ne olduğunu anlamak önemlidir. Bir mol, kimyada bir kimyasal maddenin miktarlarını ifade etmek için kullanılan bir ölçü birimidir. Bir mol tam olarak \(6.022 \times 10^{23}\) varlık (atomlar, moleküller, iyonlar veya diğer parçacıklar) olarak tanımlanır.
Molar çözelti hazırlamanın ilk adımı çözünen maddenin molar kütlesini hesaplamaktır. Molar kütle, bir maddenin bir molünün kütlesidir ve mol başına gram (g/mol) cinsinden ifade edilir. Bir moleküldeki tüm atomların atomik kütlelerinin toplanmasıyla hesaplanabilir.
Örneğin, suyun molar kütlesi (H2O), iki hidrojen atomu ve bir oksijen atomunun atomik kütlelerinin toplanmasıyla hesaplanır; bu, hidrojen için \(2 \times 1.008\) g/mol artı \(16.00\) g/'ye eşittir. oksijen için mol, \(18.016\) g/mol toplam molar kütle elde edilir.
Molar kütle belirlendikten sonra bir sonraki adım molar çözeltinin hazırlanmasıdır. Bir maddenin 1 M'lik (bir molar) çözeltisini hazırlamak için, maddenin molar kütlesi, bir litre çözelti elde etmeye yetecek kadar çözücü içinde çözülür.
Örneğin, molar kütlesi \(58.44\) g/mol olan 1 M'lik bir sodyum klorür (NaCl) çözeltisi hazırlamak için, \(58.44\) gram NaCl, son hacmi oluşturmaya yetecek kadar su içinde çözülür. bir litre.
Bir çözeltinin konsantrasyonu sıklıkla litre başına mol (M) cinsinden ifade edilir. Bir çözeltinin molaritesini (M) hesaplamak için formül şöyledir:
\(M = \frac{\textrm{çözünen mol}}{\textrm{litre çözelti}}\)Örneğin, \(0.5\) mol glikoz (bir şeker) \(2\) litre suda çözülürse, glikoz çözeltisinin konsantrasyonu şöyle olur:
\(M = \frac{0.5}{2} = 0.25\; M\)Bu, glikoz çözeltisinin litre başına \(0.25\) mol veya \(0.25\) M konsantrasyonuna sahip olduğu anlamına gelir.
Seyreltme, genellikle daha fazla çözücü ekleyerek bir çözeltideki çözünen maddenin konsantrasyonunu azaltma işlemidir. Başlangıç ve son konsantrasyonlar ile hacimler arasındaki ilişki şu şekilde ifade edilebilir:
\(C_1V_1 = C_2V_2\)burada \(C_1\) ve \(C_2\) sırasıyla başlangıç ve son konsantrasyonlardır ve \(V_1\) ve \(V_2\) sırasıyla başlangıç ve son hacimlerdir. Bu formül, istenen konsantrasyonu elde etmek için gereken çözücü miktarının hesaplanmasında faydalıdır.
Örneğin, \(2\) M hidroklorik asit çözeltisini hacmini iki katına çıkararak \(1\) M'ye seyreltmek için \(C_1V_1 = C_2V_2\) formülünü kullanırsınız. \(V_1\) nin \(1\) litre olduğunu varsayarsak, \(V_2\) bulmak için formülü \(V_2 = \frac{C_1V_1}{C_2}\) olarak yeniden düzenlersiniz. Değerleri yerine koyarsak şunu elde ederiz: \(V_2 = \frac{2 \times 1}{1} = 2\; \textrm{litre}\)
Bu, \(1\) M nihai konsantrasyonuna ulaşmak için \(1\) litre \(2\) M hidroklorik asit çözeltisine ilave \(1\) \(1\) litre solvent eklemeniz gerekeceği anlamına gelir.
\(0.1\) M sülfürik asit (H₂SO₄) çözeltisi gerektiren bir deney yaptığınızı ve bu çözeltiden \(500\) mL hazırlamanız gerektiğini düşünün. İlk olarak, \(2 \times 1.008 + 32.07 + 4 \times 16.00 = 98.08\) g/mol olan sülfürik asidin molar kütlesini hesaplayın. \(0.1\) M çözeltisi için gereken H₂SO₄ miktarını bulmak için:
\(M = \frac{\textrm{çözünen mol}}{\textrm{litre çözelti}} \implies \textrm{çözünen mol} = M \times \textrm{litre çözelti}\)Hacmin litre cinsinden olması gerektiğinden \(500\) mL'yi \(0.5\) litreye dönüştürün. Daha sonra,
\(\textrm{çözünen mol} = 0.1 \times 0.5 = 0.05\; \textrm{benler}\)Gerekli H₂SO₄ kütlesini bulmak için mol sayısını molar kütle ile çarpın:
\(\textrm{yığın} = \textrm{benler} \times \textrm{molar kütle} = 0.05 \times 98.08 = 4.904\; \textrm{gram}\)\(4.904\) gram sülfürik asidi \(500\) mL'lik bir çözelti oluşturmaya yetecek kadar suda çözün. Bu süreç, deneyler için gereken özel çözeltilerin hazırlanmasında pratik laboratuvar ortamlarında molaritenin, hacimlerin ve molar kütlenin nasıl kullanıldığını göstermektedir.
Molar çözeltiler kimyada çeşitli nedenlerden dolayı çok önemlidir:
Sonuç olarak molarite, kimyada çözeltilerin konsantrasyonunun hesaplanmasını içeren temel bir kavramdır. Kimyacılar, molar çözeltilerin nasıl hesaplanacağını ve hazırlanacağını anlayarak, deneylerinin koşullarını büyük bir hassasiyetle kontrol edebilir, bu da anlamlı bilimsel keşiflere ve ilerlemelere yol açabilir.
