و الكسر المولي هو وسيلة للتعبير عن تركيز العناصر موجودة في المجمع، أو تركيز مركب في الخليط.
يتم تعريف الجزء المولي لعناصر المركب على أنه حاصل بين عدد مولات كل عنصر من العناصر المختلفة الموجودة في المركب والعدد الإجمالي للمولات منها.
معادلة تحديد الكسر المولي. المصدر: غابرييل بوليفار.
على سبيل المثال: إذا كان المركب يحتوي على عنصر A وعنصر B ، فإن الجزء المولي من A هو عدد مولات A مقسومًا على عدد مولات A بالإضافة إلى عدد مولات B. وبالمثل ، بالنسبة لجزء الخلد من B يتم تنفيذ نفس العملية ولكن يتم وضع شامات B.
هذه العملية ممثلة في الصورة أعلاه. مجموع الكسور الجزيئية يساوي 1 (واحد). جزء الخلد هو رقم بلا أبعاد (بلا أبعاد). يمكن التعبير عن العديد من القوانين من حيث هذه القوانين ، مثل قانون دالتون.
الخصائص والرمز
تكون قيمة الجزء الجزيئي مستقلة عن درجة الحرارة وفي خليط الغاز المثالي يمكن استخدامه لحساب الضغوط الجزئية لكل غاز موجود في خليط الغازات ؛ كما هو مذكور في قانون دالتون.
عادةً ما يتم تمثيل الكسر المولي أو ترميزه بحرف X كبير (X) على الجانب الأيمن منه ، باعتباره رمزًا منخفضًا ، يتم وضع رمز العنصر أو الصيغة المركبة إذا كان هناك خليط من المركبات.
كيف يتم حسابها
إذا كان عدد المولات معروفًا لكل عنصر من العناصر التي تشكل مركبًا معينًا ، فإن إضافة مولات العناصر يمكن أن يعطي العدد الإجمالي للمولات الموجودة في المركب.
بعد ذلك ، للحصول على الكسر المولي لكل عنصر ، يتم تقسيم عدد مولاته على عدد المولات الكلي الموجودة في المركب. مجموع قيم الكسر المولي للعناصر المختلفة يساوي الوحدة (1).
أمثلة
فيما يلي أمثلة لاستخدامات جزء الخلد.
مثال 1
يمكن تحويل مولالي المحلول ، الذي يُعبر عنه كمولات المذاب لكل كيلوغرام من الماء ، إلى جزء الخلد من المذاب. للقيام بذلك ، يتم تحويل 1000 جم من الماء إلى مولات من الماء ، ببساطة قسمة كتلة الماء البالغة 1000 جم على الوزن الجزيئي للماء (18 جم / مول).
بعد ذلك ، بقسمة عدد مولات المذاب على عدد مولات الماء زائد عدد مولات المذاب ، سيتم الحصول على الجزء المولي للمذاب.
على سبيل المثال ، المادة أ لها مولالية تبلغ 0.03 م. هذا يعني أن لديك 0.3 مول من A مذاب في كيلوغرام واحد من الماء. كيلوغرام واحد من الماء يعادل 55.55 مول ماء (1000 جم / 18 جم / مول). وهكذا ، يصبح الجزء المولي من A:
X (A) أو X A = 0.03 ÷ (55.55 + 0.03)
= 0.0005398 أو 5.398 10 -4
مثال 2
حساب الضغوط الجزئية للغازات كدالة للكسور المولية. أعلن دالتون قانون الضغوط الجزئية ويشير إلى أنه في مزيج من الغازات ، يمارس كل غاز ضغطه كما لو كان يشغل الحجم الكامل لخليط الغازات.
الضغط الكلي لخليط الغاز هو مجموع الضغوط التي تمارس ، بشكل منفصل ، بواسطة كل من الغازات التي تشكل جزءًا من خليط الغازات.
يتكون الغلاف الجوي بشكل أساسي من مزيج من أربعة غازات: النيتروجين والأكسجين وثاني أكسيد الكربون وبخار الماء ، يمارس كل منها الضغوط الجزئية التالية بشكل منفصل:
نيتروجين: 596 مم زئبق
الأكسجين: 158 مم زئبق
ثاني أكسيد الكربون: 0.3 مم زئبق
بخار الماء: 5.7 ملم زئبق.
والذي ينتج ضغط جوي بقيمة 760 مم زئبق. باستخدام ضغوط الغاز هذه ، يمكن حساب القيم التالية لأجزاء الخلد الخاصة بهم:
نتروجين
X N2 = 596 مم زئبق / 760 مم زئبق
= 0.7842
الأكسجين
X O2 = 158 مم زئبق / 760 مم زئبق
= 0.2079
نشبع
X CO2 = 0.3 مم زئبق / 760 مم زئبق
= 0.00039
بخار الماء
X H2O = 5.7 مم زئبق / 760 مم زئبق
= 0.075
بالمقابل ، يمكن حساب الضغط الجزئي لكل غاز موجود في خليط بضرب قيمة جزء الخلد في الضغط الكلي الذي يمارسه الخليط الغازي.
تمارين
التمرين 1
ما هو الجزء الجزيئي لمحلول ميثانول (CH 3 OH) وماء (H 2 O) يحتوي على 145 جم من CH 3 OH و 120 جم من H 2 O؟ الأوزان الجزيئية: CH 3 OH = 32 جم / مول والماء = 18 جم / مول.
نحسب أولاً مولات الميثانول والماء:
مولات الميثان CH 3 OH = 145 جم · 1 مول CH 3 OH 32 جم من CH 3 OH
= 4.53 مول CH 3 OH
مولات H 2 O = 120 جم · 1 مول من H 2 O ÷ 18 جم من H 2 O
= 6.67 مول H 2 O
ثم نحسب إجمالي عدد المولات:
مجموع مولات CH 3 OH و H 2 O = 4.53 + 6.67
= 11.2 مول
ولذا نحدد الكسور الجزيئية للميثانول والماء:
X (CH 3 OH) = 4.53 مول / 11.2 مول
= 0.404
X (H 2 O) = 6.67 مول / 11.2 مول
= 0.596
تمرين 2
مزيج من 1.56 مول من النيتروجين (N 2) و 1.2 مول من الأكسجين (O 2) يمارس ضغطًا قدره 0.8 من الغلاف الجوي (atm). احسب الضغط الجزئي الذي يمارسه كل غاز.
الخطوة الأولى في حل المشكلة هي حساب الكسور الجزيئية للغازات. في المرحلة الثانية ، يتم الحصول على الضغوط الجزئية التي تمارسها الغازات ، وضرب جزء الخلد في الضغط الكلي الذي يمارسه خليط الغازات.
الجزء المولي من النيتروجين:
X N2 = 1.56 مول / (1.56 مول + 1.2 مول)
= 0.565
الجزء المولي من الأكسجين:
X O2 = 1.2 مول / (1.56 مول + 1.2 مول)
= 0.435
وأخيرًا نحسب الضغوط الجزئية لكل غاز:
P N2 = X N2 P T
= 0.565 · 0.8 ضغط جوي
= 0.452 صراف آلي
الفوسفور O2 = X O2 الفوسفور t
= 0.435 · 0.8 ضغط جوي
= 0.348 أجهزة الصراف الآلي
التمرين 3
ما هو الجزء الجزيئي للفورمالدهيد (CH 2 O) إذا تم إذابة 23 جم من المركب في 4 مولات من رابع كلوريد الكربون (CCl 4)؟ الوزن الجزيئي CH 2 O = 30.03 جم / مول.
نحسب أولاً مولات الفورمالديهايد:
عدد المولات CH 2 O = 23 جم CH 2 O · 1 مول CH 2 O ÷ 30.03 جم CH 2 O
= 0.766 مول
والثانية نحسب الكسر المولي:
X CH2OH = 0.766 مولات CH 2 OH / (0.766 مول CH 2 OH + 4 مولدات CCl 4)
= 0.161
المراجع
- ويتن ، ديفيس ، بيك وستانلي. (2008). كيمياء (الطبعة الثامنة). سينجاج ليرنينج.
- هيلمنستين ، آن ماري ، دكتوراه. (11 فبراير 2020). ما هو الكسر الجزيئي؟ تم الاسترجاع من: thinkco.com
- ويكيبيديا. (2020). الكسر المولي. تم الاسترجاع من: en.wikipedia.org
- مؤسسة CK-12. (16 أكتوبر 2019). الكسر المولي. الكيمياء LibreTexts. تم الاسترجاع من: chem.libretexts.org
- كريس دزيل. (12 نوفمبر 2018). كيفية حساب الكسر الجزيئي. تم الاسترجاع من: sciencing.com