Molarite

Molar konsantrasyon ⓘ
Ortak semboller	c
SI birimi	mol/m3
Diğer birimler	mol/L
Türevleri diğer miktarlar	c = n/V

Molar konsantrasyon (molarite, miktar konsantrasyonu veya madde konsantrasyonu olarak da adlandırılır), bir kimyasal türün, özellikle de bir çözeltideki çözünen maddenin konsantrasyonunun, çözeltinin birim hacmi başına madde miktarı cinsinden bir ölçüsüdür. Kimyada molarite için en yaygın kullanılan birim litre başına mol sayısıdır ve SI biriminde mol/L veya mol/dm³ birim sembolüne sahiptir. Konsantrasyonu 1 mol/L olan bir çözeltinin 1 molar olduğu söylenir ve genellikle 1 M olarak gösterilir. ⓘ

Birimi molardır. M simgesiyle gösterilir. Kısaca Formülü mol/hacim=n/V dir. ⓘ

Tanım

Molar konsantrasyon veya molarite en yaygın olarak çözeltinin litresi başına çözünen madde molü birimleriyle ifade edilir. Daha geniş uygulamalarda kullanılmak üzere, çözeltinin birim hacmi başına çözünen madde miktarı veya türler için mevcut birim hacim başına küçük harfle temsil edilen miktar olarak tanımlanır $c$:

$c={\frac {n}{V}}={\frac {N}{N_{\text{A}}\,V}}={\frac {C}{N_{\text{A}}}}.$ ⓘ

İşte, $n$ mol cinsinden çözünen madde miktarıdır, $N$ hacimde bulunan kurucu parçacıkların sayısıdır $V$ (litre cinsinden) çözelti ve $N_{\text{A}}$ Avogadro sabitidir, 2019'dan beri tam olarak 6.02214076×10²³ mol-1 olarak tanımlanmıştır. Oran ${\frac {N}{V}}$ sayı yoğunluğudur $C$. ⓘ

Termodinamikte molar konsantrasyon kullanımı genellikle uygun değildir çünkü çoğu çözeltinin hacmi termal genleşme nedeniyle sıcaklığa biraz bağlıdır. Bu sorun genellikle sıcaklık düzeltme faktörleri eklenerek veya molalite gibi sıcaklıktan bağımsız bir konsantrasyon ölçüsü kullanılarak çözülür. ⓘ

Karşılıklı miktar, Ostwald'ın seyreltme yasasında görülebilen seyreltmeyi (hacim) temsil eder. ⓘ

Resmiyet veya analitik konsantrasyon

Bir moleküler varlık çözeltide ayrışırsa, konsantrasyon çözeltideki orijinal kimyasal formülü ifade eder, molar konsantrasyon bazen formal konsantrasyon veya formalite (F_A) veya analitik konsantrasyon (c_A) olarak adlandırılır. Örneğin, bir sodyum karbonat çözeltisinin (Na₂CO₃) formal konsantrasyonu c(Na₂CO₃) = 1 mol/L ise, molar konsantrasyonlar c(Na⁺) = 2 mol/L ve c(CO2-3) = 1 mol/L'dir çünkü tuz bu iyonlara ayrışır. ⓘ

Birimler

Uluslararası Birimler Sisteminde (SI) molar konsantrasyon için uyumlu birim mol/m³'tür. Ancak bu, çoğu laboratuvar amacı için uygun değildir ve çoğu kimyasal literatürde geleneksel olarak mol/L ile aynı olan mol/dm³ kullanılır. Bu geleneksel birim genellikle molar olarak adlandırılır ve M harfi ile gösterilir, örneğin:

mol/m³ = 10-3 mol/dm³ = 10-3 mol/L = 10-3 M = 1 mM = 1 mmol/L. ⓘ

Aynı kısaltmaya sahip SI ön eki mega ile karışıklığı önlemek için, dergilerde ve ders kitaplarında küçük büyük ᴍ veya italik M de kullanılır. ⓘ

Milimolar gibi alt katlar, SI önekinden önce gelen birimden oluşur:

İsim	Kısaltma	Konsantrasyon ⓘ
		(mol/L)	(mol/m3)
milimolar	mM	10−3	100=1
mikromolar	μM	10−6	10−3
nanomolar	nM	10−9	10−6
picomolar	pM	10−12	10−9
femtomolar	fM	10−15	10−12
attomolar	aM	10−18	10−15
zeptomolar	zM	10−21	10−18
yoctomolar	yM	10−24 (10 L başına 6 partikül)	10−21

İlgili miktarlar

Sayı konsantrasyonu

Sayı konsantrasyonuna dönüşüm $C_{i}$ tarafından verilir ⓘ

$C_{i}=c_{i}N_{\text{A}},$ ⓘ

nerede $N_{\text{A}}$ Avogadro sabitidir. ⓘ

Kütle konsantrasyonu

Kütle konsantrasyonuna dönüşüm $\rho _{i}$ tarafından verilir ⓘ

$\rho _{i}=c_{i}M_{i},$ ⓘ

nerede $M_{i}$ bileşenin molar kütlesidir $i$. ⓘ

Mol kesri

Mol kesrine dönüşüm $x_{i}$ tarafından verilir ⓘ

$x_{i}=c_{i}{\frac {\overline {M}}{\rho }},$ ⓘ

nerede ${\overline {M}}$ çözeltinin ortalama molar kütlesidir, $\rho$ çözeltinin yoğunluğudur. ⓘ

Toplam molar konsantrasyon, yani karışımın tüm bileşenlerinin molar konsantrasyonlarının toplamı dikkate alınarak daha basit bir ilişki elde edilebilir:

$x_{i}={\frac {c_{i}}{c}}={\frac {c_{i}}{\sum _{j}c_{j}}}.$ ⓘ

Kütle kesri

Kütle fraksiyonuna dönüşüm $w_{i}$ tarafından verilir ⓘ

$w_{i}=c_{i}{\frac {M_{i}}{\rho }}.$ ⓘ

Molality

İkili karışımlar için molaliteye dönüşüm $b_{2}$ o ⓘ

$b_{2}={\frac {c_{2}}{\rho -c_{1}M_{1}}},$ ⓘ

Burada çözücü madde 1 ve çözünen madde 2'dir. ⓘ

Birden fazla çözünen madde içeren çözeltiler için dönüşüm şöyledir ⓘ

$b_{i}={\frac {c_{i}}{\rho -\sum _{j\neq i}c_{j}M_{j}}}.$ ⓘ

Özellikler

Molar konsantrasyonların toplamı - normalleştirme ilişkileri

Molar konsantrasyonların toplamı toplam molar konsantrasyonu verir, yani karışımın yoğunluğunun karışımın molar kütlesine bölünmesi veya başka bir isimle karışımın molar hacminin tersi. İyonik bir çözeltide iyonik güç, tuzların molar konsantrasyonlarının toplamı ile orantılıdır. ⓘ

Molar konsantrasyonların ve kısmi molar hacimlerin çarpımlarının toplamı

Bu miktarlar arasındaki çarpımların toplamı bire eşittir:

$\sum _{i}c_{i}{\overline {V_{i}}}=1.$ ⓘ

Hacme bağımlılık

Molar konsantrasyon, esas olarak termal genleşme nedeniyle çözelti hacmindeki değişime bağlıdır. Küçük sıcaklık aralıklarında bağımlılık şöyledir ⓘ

$c_{i}={\frac {c_{i,T_{0}}}{1+\alpha \Delta T}},$ ⓘ

nerede $c_{i,T_{0}}$ referans sıcaklıktaki molar konsantrasyondur, $\alpha$ karışımın termal genleşme katsayısıdır. ⓘ

Örnekler

• 11,6 g NaCl 100 g su içinde çözülür. Nihai kütle konsantrasyonu ρ(NaCl)

  ρ(NaCl) = 11.6 g/11.6 g + 100 g = 0.104 g/g = %10.4.

  Böyle bir çözeltinin yoğunluğu 1,07 g/mL'dir, dolayısıyla hacmi

  V = 11,6 g + 100 g/1,07 g/mL = 104,3 mL.

  Bu nedenle çözeltideki NaCl'nin molar konsantrasyonu şöyledir

  c(NaCl) = 11,6 g/58 g/mol / 104,3 mL = 0,00192 mol/mL = 1,92 mol/L.

  Burada 58 g/mol, NaCl'ün molar kütlesidir.
• Kimyada tipik bir görev, suda 2 mol/L NaCl çözeltisinden 100 mL (= 0,1 L) hazırlamaktır. İhtiyaç duyulan tuz kütlesi

  m(NaCl) = 2 mol/L × 0,1 L × 58 g/mol = 11,6 g.

  Çözeltiyi oluşturmak için 11,6 g NaCl volumetrik bir şişeye konur, bir miktar suda çözülür ve ardından toplam hacim 100 mL'ye ulaşana kadar daha fazla su eklenir.
• Suyun yoğunluğu yaklaşık 1000 g/L ve molar kütlesi 18,02 g/mol'dür (veya 1/18,02 = 0,055 mol/g). Bu nedenle, suyun molar konsantrasyonu

  c(H₂O) = 1000 g/L/18,02 g/mol ≈ 55,5 mol/L.

  Benzer şekilde, katı hidrojen konsantrasyonu (molar kütle = 2,02 g/mol)

  c(H₂) = 88 g/L/2.02 g/mol = 43.7 mol/L.

  Saf osmiyum tetroksit konsantrasyonu (molar kütle = 254,23 g/mol)

  c(OsO₄) = 5.1 kg/L/254.23 g/mol = 20.1 mol/L.

• E. coli gibi bakterilerdeki tipik bir protein yaklaşık 60 kopyaya sahip olabilir ve bir bakterinin hacmi yaklaşık 10-15 L'dir.
  C = 60 / (10-15 L) = 6×10¹⁶ L-1.
  Molar konsantrasyon şöyledir

  c = C/N_A = 6×10¹⁶ L-1/6×10²³ mol-1 = 10-7 mol/L = 100 nmol/L.

• Kan testleri için molar konsantrasyona göre sıralanmış referans aralıkları:
  

Formülü

N = çözünen maddenin mol sayısı (mol) ⓘ

V= hazırlanan çözeltinin hacmi (L) ⓘ

M= ( % x d x 1000 )/Molekül Ağırlığı Örnek: 0,5 M 500 mL NaOH çözeltisinin hazırlanması ⓘ

1 mol NaOH’in ağırlığı= 23g Na +16 g O + 1g H = 40 g/1 mol ⓘ

500 mL = 0,5 L ⓘ

M= n/ V ⓘ

0,5 (mol/L) = n / 0,5 L n = 0,5 (mol/L) x 0,5 (L) n = 0,25 mol ⓘ

n =m /MA ⓘ

0,25 mol = m / 40g / mol m = 0,25 x 40 = 10 g ⓘ

10 g NaOH katısı 500 mL’lik balon jojeye hassas olarak tartılır ve hacim çizgisine kadar saf su ile tamamlanarak 0,5 M NaOH çözeltisi elde edilir. ⓘ