Vad är molar koncentration?

Inom kemi är koncentration halten av ett ämne i en blandning av ämnen, som till exempel mängden natriumklorid som finns i havet. Koncentrationen kan uttryckas som olika enheter, ofta angivna i termer av vikter och volymer. Molaritet är en form av vikt per volymenhet. Molkoncentrationen av ett visst ämne är antalet mol av det ämnet löst i en liter lösning, oavsett hur många andra ämnen som kan lösas i samma lösning.

I natriumklorid (NaCl), vanligt bordssalt, kan atomvikten för de två ämnena – natrium och klor – hittas genom att hänvisa till det periodiska systemet. Natriums atomvikt är 22.99. Klorens atomvikt är 35.45. Detta betyder att natriumklorid – en atom av båda dessa element kombinerat – har en molekylvikt på 58.44. Eftersom en mol av ett ämne definieras som dess molekylvikt i gram, är en mol NaCl 58.44 gram (g).

Som illustration, om 537 milliliter (ml) av en lösning innehåller 15.69 g natriumklorid, men ingen annan substans, är lösningens molära koncentration (15.69 g / 58.44 g) ÷ (537 ml / 1000 ml) = 0.50. Lösningen är 0.50 M i natriumklorid. Om lösningen innehåller en annan komponent, såsom magnesiumbromid, förblir denna lösning 0.50 M i natriumklorid. Den har emellertid också en molär koncentration i magnesiumbromid.

Magnesiums atomvikt är 24.31. Broms atomvikt är 79.90. Molekylvikten för magnesiumbromid är dock inte 24.31 + 79.90 = 104.21. Detta beror på att magnesiumbromid har den kemiska formeln, MgBr2, eftersom valensen för magnesium är +2, medan valensen för brom endast är -1. Korrekt är molekylvikten för magnesiumbromid 24.31 + (2 × 79.90) = 184.11.

Om 24.72 g magnesiumbromid är närvarande är den molära koncentrationen av magnesiumbromid (24.72 g / 184.11 g) ÷ (537 ml / 1000 ml) = 0.25 M. Detta innebär att lösningen är både 0.50 M i NaCl och 0.25 M i MgBr2. Det är intressant att inse att trots minskningen av vattenmolekyler i denna andra lösning jämfört med den första – koncentrationerna är i termer av ”per liter lösning”, inte ”per liter vatten” – är den molära koncentrationen av natriumklorid samma för båda. Det är teoretiskt möjligt att ett oerhört stort antal ämnen finns i en enda liter lösning, vilket resulterar i en samling molära koncentrationer som är ganska låga, med nästan inget vatten närvarande.