تفاصيل قانون المولارية والمولالية
يوجد عدد كبير للغاية من المصطلحات والمعاني المختلفة التي يعتمد عليها علم الكيمياء في توصيل المفاهيم المختلفة وفي إعداد التجارب وتجهيز المحاليل بتركيزات مختلفة وغيرها ، ومن أشهر المصطلحات التي يوجد خلط بها لدى الكثير من الطلاب بينها هي كل من المولارية والمولالية .
الفرق بين المولارية والمولالية
حتى نفهم بشكل دقيق كل من المولارية والمولالية ، سوف نقوم بشرح مثال بسيط ، عندما تقوم بأخذ محلول من معمل الكيمياء مشار إليه على أنه بتركيز 0.1 م من أحد الأحماض وليكن حمض الهيدروكلوريك ، فأنت هنا بالطبع لا تعلم ما إذا كان 0.1 مولار أم 0.1 مولي ، مما يوضح أهمية أن يعرف المتعلم الفرق بين كل من المول والمولار من أجل تحديد تركيز المحلول بشكل صحيح ، على النحو التالي :
–المولالية Molality (الجزيئية الوزنية) : وهي تأخذ رمز حرف m سمول ، ويتم حساب المولالية اعتمادًا على عدد مولات المُذاب في كل كيلو جرام من المذيب ، وهي لا تعتمد على درجة الحرارة الخاصة بالمحلول ، ووحدة القياس الخاصة بها تكون مول / كجم ، وصيغة حساب المولالية تكون على النحو التالي :
-المولارية Molarity (الجزيئية الحجمية) : وهي تأخذ رمز حرف M كبتل ، وهي تعني عدد مولات من (المُذاب) في كل لتر من المحلول (وليس المُذيب) ، ووحدة القياس الخاصة بها تكون مول / لتر ، وصيغة حساب المولارية تكون ، كما يلي :
وبشكل مختصر ؛ يمكننا القول أن المولالية هي تركيز المحلول الذي يتم التعبير عنه من خلال عدد مولات المادة المذابة في كل كيلو جرام من المادة المُستخدمة كمذيب ، في حين أن المولارية هي عبارة عن تركيز المحلول الذي يتم التعبير عنه من خلال عدد مولات المادة المُذابة في كل لتر من المحلول الناتج .
استخدام المولالية والمولارية
عند تقدير تركيز المحاليل المختلفة يتم الاعتماد على المولالية بشكل أكبر لأن الكثير من المحاليل يتم تحضيرها اعتمادًا على قياس مادة المُذاب من خلال حساب الكتلة الموليةوبعد ذلك إذابة محلول للتركيز المطلوب عن طريق استخدام مادة مُذيبة سائلة ، كما أن العديد من مختبرات الكيمياء تُفضل استخدام التركيز المولي في معايرة وتحديد تركيز المحاليل لأنها تكون أسهل وأسرع ، ويتم استخدامها للمحاليل المائية التي يتم تخفيفها عند درجة حرارة مُحددة .
إما المولارية ؛ ، فهي تُستخدم أيضًا عندما يكون هناك تفاعل بين كل من المُذيب والمُذاب مع بعضهما تحت ظروف حدوث تغير في درجة حرارة المحلول .
ومن أهم الأمثلة التي يتم الاعتماد بها على استخدام المولية بدلًا من المولارية هي قياس درجة الغليان ودرجة الانصهار والتجمد وغيرهم .
مسائل على قانون المولارية
مثال : إذا تم إذابة كمية مقدارها 23 جرام من مادة كلوريد الأمونيوم في كمية مناسبة من الماء حتى يكون حجم المحلول الناتج في النهاية يساوي 145 ملليتر ، اعتمادًا على قانون المولارية احسب قيمة مولارية هذا المحلول (علمًا أن الوزن الجزيئي لكلوريد الأمونيوم = 53.5) .
الحل :
قيمة المولارية الخاصة بأي محلول تساوي عدد مولات المادة المُذابة مقسومة على حجم المحلول مُقدر بالليتر ، ولذلك في بداية حل هذه المسألة يجب أن يتم حساب عدد مولات مادة كلوريد الأمونيوم من خلال معلومية وزنه الجزيئي ، كما يلي :
-عدد مولات كلوريد الأمونيوم في هذا المحلول = الوزن بالجرام / الوزن الجزيئي = 23 / 53.5= 0.43 مول .
-حجم هذا المحلول بوحدة اللتر = 145 / 1000 = 0.145 لتر .
-وبالتالي فإن مولارية محلول كلوريد الأمونيوم هنا = عدد المولات المُذاب / حجم المحلول باللتر = 0.43 / 0.145 = 2.9 مول / لتر
يوجد عدد كبير للغاية من المصطلحات والمعاني المختلفة التي يعتمد عليها علم الكيمياء في توصيل المفاهيم المختلفة وفي إعداد التجارب وتجهيز المحاليل بتركيزات مختلفة وغيرها ، ومن أشهر المصطلحات التي يوجد خلط بها لدى الكثير من الطلاب بينها هي كل من المولارية والمولالية .
الفرق بين المولارية والمولالية
حتى نفهم بشكل دقيق كل من المولارية والمولالية ، سوف نقوم بشرح مثال بسيط ، عندما تقوم بأخذ محلول من معمل الكيمياء مشار إليه على أنه بتركيز 0.1 م من أحد الأحماض وليكن حمض الهيدروكلوريك ، فأنت هنا بالطبع لا تعلم ما إذا كان 0.1 مولار أم 0.1 مولي ، مما يوضح أهمية أن يعرف المتعلم الفرق بين كل من المول والمولار من أجل تحديد تركيز المحلول بشكل صحيح ، على النحو التالي :
–المولالية Molality (الجزيئية الوزنية) : وهي تأخذ رمز حرف m سمول ، ويتم حساب المولالية اعتمادًا على عدد مولات المُذاب في كل كيلو جرام من المذيب ، وهي لا تعتمد على درجة الحرارة الخاصة بالمحلول ، ووحدة القياس الخاصة بها تكون مول / كجم ، وصيغة حساب المولالية تكون على النحو التالي :
-المولارية Molarity (الجزيئية الحجمية) : وهي تأخذ رمز حرف M كبتل ، وهي تعني عدد مولات من (المُذاب) في كل لتر من المحلول (وليس المُذيب) ، ووحدة القياس الخاصة بها تكون مول / لتر ، وصيغة حساب المولارية تكون ، كما يلي :
وبشكل مختصر ؛ يمكننا القول أن المولالية هي تركيز المحلول الذي يتم التعبير عنه من خلال عدد مولات المادة المذابة في كل كيلو جرام من المادة المُستخدمة كمذيب ، في حين أن المولارية هي عبارة عن تركيز المحلول الذي يتم التعبير عنه من خلال عدد مولات المادة المُذابة في كل لتر من المحلول الناتج .
استخدام المولالية والمولارية
عند تقدير تركيز المحاليل المختلفة يتم الاعتماد على المولالية بشكل أكبر لأن الكثير من المحاليل يتم تحضيرها اعتمادًا على قياس مادة المُذاب من خلال حساب الكتلة الموليةوبعد ذلك إذابة محلول للتركيز المطلوب عن طريق استخدام مادة مُذيبة سائلة ، كما أن العديد من مختبرات الكيمياء تُفضل استخدام التركيز المولي في معايرة وتحديد تركيز المحاليل لأنها تكون أسهل وأسرع ، ويتم استخدامها للمحاليل المائية التي يتم تخفيفها عند درجة حرارة مُحددة .
إما المولارية ؛ ، فهي تُستخدم أيضًا عندما يكون هناك تفاعل بين كل من المُذيب والمُذاب مع بعضهما تحت ظروف حدوث تغير في درجة حرارة المحلول .
ومن أهم الأمثلة التي يتم الاعتماد بها على استخدام المولية بدلًا من المولارية هي قياس درجة الغليان ودرجة الانصهار والتجمد وغيرهم .
مسائل على قانون المولارية
مثال : إذا تم إذابة كمية مقدارها 23 جرام من مادة كلوريد الأمونيوم في كمية مناسبة من الماء حتى يكون حجم المحلول الناتج في النهاية يساوي 145 ملليتر ، اعتمادًا على قانون المولارية احسب قيمة مولارية هذا المحلول (علمًا أن الوزن الجزيئي لكلوريد الأمونيوم = 53.5) .
الحل :
قيمة المولارية الخاصة بأي محلول تساوي عدد مولات المادة المُذابة مقسومة على حجم المحلول مُقدر بالليتر ، ولذلك في بداية حل هذه المسألة يجب أن يتم حساب عدد مولات مادة كلوريد الأمونيوم من خلال معلومية وزنه الجزيئي ، كما يلي :
-عدد مولات كلوريد الأمونيوم في هذا المحلول = الوزن بالجرام / الوزن الجزيئي = 23 / 53.5= 0.43 مول .
-حجم هذا المحلول بوحدة اللتر = 145 / 1000 = 0.145 لتر .
-وبالتالي فإن مولارية محلول كلوريد الأمونيوم هنا = عدد المولات المُذاب / حجم المحلول باللتر = 0.43 / 0.145 = 2.9 مول / لتر
