شناخت مولاریته و نحوه‌ی محاسبه‌ی آسان آن

اگر انجام آزمایش با مواد شیمیایی، در آزمایشگاه را دوست دارید و یا آرزو دارید یک شیمی دان بشوید، پس باید با واژه‌هایی مثل محلول، حلال، ترکیب و غیره آشنا شوید. در اینجا ما سعی می‌کنیم با یک واژه به نام مولاریته، نحوه‌ی محاسبه‌ی آن و اهمیت آن در واکنش‌های شیمیایی آشنا شویم.
مولاریته معیار غلظت محلول است و با تعداد مول‌های حل شونده در هر لیتر محلول تعریف می‌شود.
شیمی شامل مطالعه‌ی ترکیب شیمیایی مواد و واکنش‌ها و خواص آنها است. برای مطالعه‌ی واکنش‌ها و فرآیندهای شیمیایی مرتبط با مواد، آنها باید در مقادیر مشخص شده و یا محاسبه شده به کار روند. انحلال چنین موادی انجام آزمایش‌ها را برای دانشمندان آسان‌تر می‌سازد. درست کردن محلول‌های مناسب برای هر آزمایشگاهی، اساسی و بنیادی است؛ چه در پژوهش باشد و چه در صنعت. غلظت محلول باید درست و طبق هدف نتایج، دقیق باشد. بیایید سعی کنیم در مورد چنین واژه‌ای یعنی مولاریته که استحکام محلول را ارزیابی می‌کند بیشتر بدانیم.
شناخت مولاریته :
مولاریته هم چنین به صورت غلظت مولی بیان می‌شود و مقدار ماده و یا جسم حل شده در محلول را محاسبه می‌کند. برای مثال، اگر محلول آب و شکر را در نظر بگیرید؛ در اینجا شکر ماده حل شونده و آب حلال است. حل شونده ماده‌ای است که حل می‌شود. حلال عامل حل کننده است. مخلوط همگن آنها، محلول نامیده می‌شود.
افزودن حل شونده به حلال، حجم آن را تغییر می‌دهد. در نتیجه به هنگام محاسبه‌ی مولاریته، حجم نهایی حلال بعد از انحلال، در نظر گرفته می‌شود. بنابراین ‌در محاسبه‌ی مولاریته، حجم محلول را به لیتر در نظر می‌گیریم.
فرمول محاسبه‌ی مولاریته عبارت است از :

که در آن مول برابر با جرم حل شونده بر جرم مولی حل شونده است.
تعداد مولها : مول، جرم ماده است که به گرم بیان می‌شود. آن محاسبه‌ی مقدار ماده‌ای است که دارید.
جرم مولی : جرم مولی هر عنصر و یا ترکیب به صورت وزن اتمی و یا مولکولی بیان شده به گرم، تعریف می‌شود. وزن اتمی یا مولکولی مهم است اگر که بخواهیم جرم مولی هر ماده را داشته باشیم پس آن به تعداداتم و یا مولکول (عدد آووگادرو) از آن ماده (که می‌تواند عنصر و یا ترکیب باشد) دارد.
در اینجا چند مثال که شک شما را برطرف می‌کنند، آورده شده است.
به عنوان مثال، کربن را در نظر بگیرید که عدد اتمی آن 12 است. جرم مولی کربن، 12 گرم است یعنی این که 12 گرم کربن اتم کربن خواهد داشت.
حال جرم مولی ترکیب چگونه محاسبه می‏شود؟ یک مثال ساده همه چیز را روشن خواهد ساخت. سدیم کلرید (NaCl) را در نظر بگیرید که وزن مولکولی آن 5ر58 (23 برای Na و 5ر35 برای Cl) است. بنابراین در مورد ترکیب، وزن مولکولی که به گرم بیان می‏شود، همان جرم مولی است که در این مورد 5ر58 گرم است. به عبارت دیگر، 5ر58 گرم NaCl مولکول دارد.
در نتیجه با جایگزین کردن این مقادیر در معادله‏ی بالا، فرمول مولاریته به صورت زیر درمی‏آید :

در نتیجه واحد مولاریته، مول بر لیتر است و با نماد mol⁄l نشان داده می‏شود.
فرمول استاندارد :
در زیر تعدادی از فرمول‏های استاندارد برای محاسبه‏ی مولاریته آورده شده است :
محاسبه‏ی مولاریته وقتی تعداد مول‏های حل شونده و حجم محلول مشخص است :

که در آن n تعداد مول‏های ماده، V حجم محلول به لیتر، N تعداد مولکول‏های موجود در محلول و N_A عدد آووگادرو 6 است.
مولاریته‏ی محلول رقیق و یا حجم آن را می‏توان با استفاده از فرمول زیر محاسبه نمود :

که در آن M_1 مولاریته‏ی محلول اول، V_1 حجم آن به لیتر، M_2 مولاریته‏ی محلول دوم و V_2 حجم آن به لیتر است.
اگر دو محلول با حل شونده یکسان، مخلوط شوند، مولاریته‏ی محلول حاصل به صورت زیر محاسبه می‏شود :

واحد SI مولاریته، مول بر متر مکعب است و به صورت mol⁄m^3 نشان داده می‏شود. رایج‏ترین واحد به کار رفته mol⁄l و مناسب‏ترین واحد mol⁄〖dm〗^3 است که مول بر دسی متر مکعب است.
محاسبه‏ مولاریته :
قبل از این که شروع کنید، جدول تناوبی را برای مرجع، دم دست داشته باشید. جدول تناوبی، جرم‌های اتمی عناصر مورد نیاز را برای محاسبه‌ی جرم مولی حل شونده به شما می‌دهد.
در اینجا تعدادی مثال عددی آورده شده است که به شما کمک خواهد کرد با محاسبه‌ی مولاریته‌ی محلول آشنا شوید.
مسئله‏ی 1 : مولاریته‏ی محلولی را که با حل کردن 25 گرم نمک رایج در 500 میلی لیتر آب به دست آمده، محاسبه کنید. (جرم مولی NaCl 44ر58 گرم بر مول است).
حل : ابتدا تعداد مول‏های حل شونده‏ی موجود را محاسبه می‏کنیم.
مول‏های NaCl = جرم کلی NaCl / جرم مولی = 25 / 44ر58 = 43ر0 مول
حجم به لیتر = 500 میلی لیتر / 1000 میلی لیتر = 5ر0 لیتر
مولاریته = تعداد مول‏های NaCl / حجم آب به لیتر = 43ر0 / 5ر0
M =0.86 mol⁄l مولاریته :
مسئله‏ی 2 : چقدر از محلول 5ر0 مولار شکر لازم است تا 250 میلی لیتر محلول 2ر0 مولار شکر به دست آید؟
حل : طبق فرمول

مولاریته‏ی محلول حاوی 724ر1 مول H_2 به عنوان حل شونده در 50ر2 لیتر حلال را محاسبه کنید؟ (جواب : 69ر0 مول بر لیتر)
مولاریته‏ی محلول ایجاد شده با انحلال 0ر25 گرم HCl در آب برای ایجاد 0ر150 میلی لیتر محلول را پیدا کنید؟ (جواب : 57ر4 مول بر لیتر)
یکی از ویژگی‌های اصلی محلول، مولاریته است. در هر آزمایش شیمیایی شامل محلول‌ها، تمام تلاش‌ها بیهوده خواهد بود اگر که غلظت اولیه‌ی محلول، اشتباه محاسبه شود. در نتیجه محاسبه‌ی مولاریته با استفاده از فرمول و گام‌های مناسب در کسب نتایج دقیق، بسیار مهم است.