Công cụ đổi nồng độ mol sang molan là gì?
Công cụ này giúp chuyển đổi nồng độ mol (số mol chất tan trong một lít dung dịch, mol/L) sang nồng độ molan (số mol chất tan trong một kilôgam dung môi, mol/kg). Hai đại lượng này khác nhau vì nồng độ mol tính theo tổng thể tích dung dịch, còn nồng độ molan chỉ dựa trên khối lượng dung môi. Để chuyển đổi qua lại, bạn cần biết khối lượng riêng của dung dịch và khối lượng mol của chất tan.
Cách sử dụng
Nhập nồng độ mol (M) theo đơn vị mol/L, khối lượng riêng đo được của dung dịch (\(\rho\)) theo g/mL, và khối lượng mol (MW) của chất tan theo g/mol. Công cụ sẽ cho ra nồng độ molan tính bằng mol/kg cùng với khối lượng dung môi có trong một lít dung dịch.
Giải thích công thức
Hãy xét 1 lít (1000 mL) dung dịch. Tổng khối lượng của nó là \(1000\cdot\rho\) gam. Trong đó chứa \(M\) mol chất tan với khối lượng là \(M\cdot\text{MW}\) gam. Vậy khối lượng dung môi là \((1000\cdot\rho - M\cdot\text{MW})\) gam \(= (1000\cdot\rho - M\cdot\text{MW})/1000\) kg. Nồng độ molan bằng số mol chất tan chia cho số kilôgam dung môi:
$$m = \frac{1000 \cdot \text{M (mol/L)}}{1000 \cdot \text{$\rho$ (g/mL)} - \text{M} \cdot \text{MW (g/mol)}}$$
Ví dụ minh họa
Một dung dịch NaCl 1 mol/L (MW = 58,44 g/mol) có khối lượng riêng 1,05 g/mL. Khối lượng dung môi là \((1000\times1{,}05 - 1\times58{,}44)/1000 = 0{,}99156\) kg. Nồng độ molan \(= 1 / 0{,}99156 \approx\) 1,0085 mol/kg. Vì một phần khối lượng dung dịch là chất tan, nên nồng độ molan lớn hơn nồng độ mol một chút.
Câu hỏi thường gặp
Vì sao nồng độ mol và nồng độ molan lại khác nhau? Nồng độ mol tính theo thể tích dung dịch (phụ thuộc vào nhiệt độ), còn nồng độ molan tính theo khối lượng dung môi (không phụ thuộc nhiệt độ), nên chúng chỉ gần bằng nhau ở những dung dịch nước rất loãng.
Nên dùng khối lượng riêng nào? Hãy dùng khối lượng riêng đo được của toàn bộ dung dịch, không phải của dung môi nguyên chất.
Kết quả có thể âm hoặc vô nghĩa không? Nếu \(M\cdot\text{MW}\) lớn hơn \(1000\cdot\rho\) thì dữ liệu nhập vào không hợp lý về mặt vật lý; bạn nên kiểm tra lại khối lượng mol và khối lượng riêng.
