التركيز المولي

📅 آخر تحديث: ١ أغسطس ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ١ أغسطس ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 29 صور
الموسوعة الحرة

التركيز المولي (ويُسمى أيضًا تركيز كمية المادة أو المولارية ) هو عدد مولات المذاب لكل لتر من المحلول. [ 1 ] وهو تحديدًا مقياس لتركيز نوع كيميائي ، وخاصةً المذاب ، في محلول ، من حيث كمية المادة لكل وحدة حجم من المحلول. في الكيمياء ، الوحدة الأكثر شيوعًا للمولارية هي عدد المولات لكل لتر ، ويرمز لها بالرمز mol/L أو mol / dm³ (1000 mol/ m³ ) (في الواقع (mol/ m³ ) /1000) في النظام الدولي للوحدات. غالبًا ما يُشار إلى التركيز المولي بأقواس مربعة حول المادة المراد قياسها؛ على سبيل المثال، يُرمز إلى مولارية أيون الهيدرونيوم بـ [ H₃O⁺ ] . 

تعريف

يُعبَّر عن التركيز المولي، أو المولارية، عادةً بوحدات مولات المذاب لكل لتر من المحلول . [ 2 ] وللاستخدام في تطبيقات أوسع، يُعرَّف بأنه كمية مادة المذاب لكل وحدة حجم من المحلول، أو لكل وحدة حجم متاحة للمادة، ويُرمز لها بالحرف الصغير.ج{\displaystyle c}: [ 3 ]

ج=نV=شمالشمالأV=جشمالأ.{\displaystyle c={\frac {n}{V}}={\frac {N}{N_{\text{A}}\,V}}={\frac {C}{N_{\text{A}}}}.}

هنا،ن{\displaystyle n}[ 4 ] هي كمية المذاب بالمولاتشمال{\displaystyle N}يمثل عدد الجسيمات المكونة الموجودة في الحجمV{\displaystyle V}(باللترات) من المحلول، وشمالأ{\displaystyle N_{\text{A}}}ثابت أفوجادرو ، الذي تم تعريفه منذ عام 2019 على أنه بالضبط6.022 140 76 × 10 23  مول −1 . النسبةشمال/V{\displaystyle {N}/{V}}هي كثافة العددج{\displaystyle C}.

في الديناميكا الحرارية ، غالباً ما يكون استخدام التركيز المولي غير مناسب لأن حجم معظم المحاليل يعتمد قليلاً على درجة الحرارة بسبب التمدد الحراري . وعادةً ما تُحل هذه المشكلة بإدخال عوامل تصحيح درجة الحرارة ، أو باستخدام مقياس تركيز مستقل عن درجة الحرارة مثل المولالية . [ 4 ]

يمثل المقلوب الكمية التخفيف (الحجم) الذي يمكن أن يظهر في قانون أوستوالد للتخفيف .

الشكلية أو التركيز التحليلي

إذا تفكك جزيء أو ملح في محلول، فإن التركيز يشير إلى الصيغة الكيميائية الأصلية في المحلول، ويُسمى التركيز المولي أحيانًا بالتركيز الرسمي ( FA ) أو التركيز التحليلي ( CA ) . على سبيل المثال، إذا كان تركيز محلول كربونات الصوديوم ( Na₂CO₃ ) الرسمي c ( Na₂CO₃ ) = 1 مول/لتر ، فإن التركيز المولي هو c ( Na⁺ ) = 2 مول / لتر و c ( CO₃²⁻ ) = 1 مول/ لتر ، لأن الملح يتفكك إلى هذه الأيونات. [ 5 ]   

الوحدات

بينما يوجد إجماع واضح على تكافؤ الوحدات:

1 مول / م 3 = 10 −3 مول / دسم 3 = 10 −3 مول / لتر = 10 −3  مولار = 1  ملي مولار = 1  ملي مول / لتر،

تختلف الإرشادات المتعلقة بأسماء الوحدات واختصاراتها:

تركيز الكمية... ويُسمى أيضًا تركيز كمية المادة، أو تركيز المادة (في الكيمياء السريرية)، وفي المراجع القديمة المولارية. ...الوحدة الشائعة هي مول لكل ديسيمتر مكعب (مول/ديسيمتر مكعب ) أو مول لكل لتر (مول/ لتر )، ويُرمز لها أحيانًا بالحرف M.

في المراجع القديمة، كان يُطلق على هذه الكمية غالبًا اسم المولارية ، وهو استخدام ينبغي تجنبه لتجنب الخلط بينها وبين المولالية . الوحدات الشائعة الاستخدام لقياس التركيز هي مول/ لتر (أو مول/ديسيمتر مكعب )، ملي مول/ لتر ، ملي مول/لتر ، إلخ، والتي يُرمز لها غالبًا بـ M، mM، μM، إلخ. (تُنطق مولار، ملي مولار، ميكرو مولار).

يجب التوقف عن استخدام مصطلح المولارية والرمز M لأنهما أصبحا قديمين. يُنصح باستخدام تركيز المادة B ووحدات مثل مول/ديسيمتر مكعب ، أو كيلومول/متر مكعب ، أو مول/لتر. (على سبيل المثال، كان يُطلق على محلول تركيزه 0.1  مول/ديسيمتر مكعب اسم محلول 0.1 مولاري، ويُرمز له  بمحلول 0.1 M. وكان يُقال إن مولارية هذا المحلول هي 0.1  M).

يُستخدم الرمز " ميغا " (M) كبادئة في النظام الدولي للوحدات. ومع ذلك، لا تُستخدم هذه البادئة بمفردها أبدًا، لذا فإن "M" تدل بشكل قاطع على المولارية. أما المضاعفات الفرعية، مثل "ملي مولار" (mM) و"نانومولار" (nM)، فتتكون من الوحدة مسبوقة ببادئة من النظام الدولي للوحدات .

اسماختصار​تركيزعدد الجسيمات
(مول/لتر)(مول/م 3 )لكل لترلكل متر مكعب
ملي مولارمم  10 −310 0  =  1~6 × 1020~6 × 1023
ميكرومولارميكرومتر  10 −610 −3~6 × 1017~6 × 1020
نانومولارنانومول  10 −910 −6~6 × 1014~6 × 1017
بيكومولارمساءً  10 −1210 −9~6 × 1011~6 × 1014
الفيمتومولارف م  10-15​10 −12~6 × 108~6 × 1011
أتومولارأكون  10 −1810-15​~6 × 105~6 × 108
زيبتومولارzM  10 −2110 −18حوالي 600~6 × 105
يوكتومولارyM  10 −2410 −21~0.6حوالي 600
رونتومولارrM  10 −2710 −24~6 × 10-4~0.6
كويكتومولارqM  10-30​10 −27~6 × 10-7~6 × 10-4

تركيز العدد

التحويل إلى تركيز العددجأنا{\displaystyle C_{i}}يُعطى بواسطة

جأنا=جأناشمالأ،{\displaystyle C_{i}=c_{i}N_{\text{A}},}

أينشمالأ{\displaystyle N_{\text{A}}}هو ثابت أفوجادرو .

تركيز جماعي

التحويل إلى تركيز الكتلةρأنا{\displaystyle \rho _{i}}يُعطى بواسطة

ρأنا=جأنامأنا،{\displaystyle \rho _{i}=c_{i}M_{i},}

أينمأنا{\displaystyle M_{i}}الكتلة المولية للمكونأنا{\displaystyle i}.

الكسر المولي

التحويل إلى الكسر الموليxأنا{\displaystyle x_{i}}يُعطى بواسطة

xأنا=جأنام¯ρ،{\displaystyle x_{i}=c_{i}{\frac {\overline {M}}{\rho }},}

أينم¯{\displaystyle {\overline {M}}}يمثل متوسط ​​الكتلة المولية للمحلول،ρ{\displaystyle \rho }هي كثافة المحلول.

يمكن الحصول على علاقة أبسط من خلال النظر في التركيز المولي الكلي، أي مجموع التركيزات المولية لجميع مكونات الخليط:

xأنا=جأناج=جأنا∑ججج.{\displaystyle x_{i}={\frac {c_{i}}{c}}={\frac {c_{i}}{\sum _{j}c_{j}}}.}

الكسر الكتلي

التحويل إلى الكسر الكتليwأنا{\displaystyle w_{i}}يُعطى بواسطة

wأنا=جأنامأناρ.{\displaystyle w_{i}=c_{i}{\frac {M_{i}}{\rho }}.}

المولالية

بالنسبة للخلائط الثنائية، يتم التحويل إلى المولاليةب2{\displaystyle b_{2}}يكون

ب2=ج2ρ-ج1م1،{\displaystyle b_{2}={\frac {c_{2}}{\rho -c_{1}M_{1}}},}

حيث يكون المذيب هو المادة 1، والمذاب هو المادة 2.

بالنسبة للمحاليل التي تحتوي على أكثر من مذاب واحد، يكون التحويل هو

بأنا=جأناρ-∑ج≠أناججمج.{\displaystyle b_{i}={\frac {c_{i}}{\rho -\sum _{j\neq i}c_{j}M_{j}}}.}

ملكيات

مجموع التراكيز المولية – علاقات التطبيع

مجموع التراكيز المولية يعطي التركيز المولي الكلي، وهو كثافة الخليط مقسومة على كتلته المولية، أو بعبارة أخرى مقلوب حجمه المولي. في المحلول الأيوني، تتناسب القوة الأيونية طرديًا مع مجموع التراكيز المولية للأملاح.

مجموع نواتج التركيزات المولية والأحجام المولية الجزئية

مجموع حاصل ضرب هاتين الكميتين يساوي واحداً:

∑أناجأناVأنا¯=1.{\displaystyle \sum _{i}c_{i}{\overline {V_{i}}}=1.}

الاعتماد على الحجم

يعتمد التركيز المولي على تغير حجم المحلول نتيجةً للتمدد الحراري بشكل رئيسي. ويكون هذا الاعتماد ضمن نطاقات صغيرة من درجات الحرارة.

جأنا=جأنا،تي01+αΔتي،{\displaystyle c_{i}={\frac {c_{i,T_{0}}}{1+\alpha \Delta T}},}

أينجأنا،تي0{\displaystyle c_{i,T_{0}}}يمثل التركيز المولي عند درجة حرارة مرجعية،α{\displaystyle \alpha }يمثل معامل التمدد الحراري للخليط.

أمثلة

  • تم إذابة 11.6  غرام من كلوريد الصوديوم  في 100 غرام من الماء. التركيز الكتلي النهائي ρ (كلوريد الصوديوم) هو
    ρ (NaCl) = ⁠ 11.6 جم / 11.6 جم + 100 جم ⁠ = 0.104 جم/جم = 10.4  %.

    حجم هذا المحلول هو 104.3 مل (الحجم قابل للملاحظة مباشرة)؛ تم حساب كثافته لتكون 1.07 (111.6 جم/104.3 مل).

    وبالتالي فإن التركيز المولي لكلوريد الصوديوم في المحلول هو

    ج (NaCl) = ⁠ 11.6 جم / 58 جم/مول ⁠ / 104.3 مل = 0.00192 مول/مل = 1.92 مول/لتر.
    هنا، 58  جم/مول هي الكتلة المولية لـ NaCl.
  • من المهام النموذجية في الكيمياء تحضير 100  مل (0.1 لتر) من  محلول كلوريد الصوديوم بتركيز 2 مول/لتر في الماء. كتلة الملح المطلوبة هي
    م (كلوريد الصوديوم) = 2 مول/لتر × 0.1 لتر × 58 جم/مول = 11.6 جم.
    لإعداد المحلول،  يتم وضع 11.6 غرام من كلوريد الصوديوم في دورق حجمي ، ويتم إذابته في بعض الماء، ثم يتم إضافة المزيد من الماء حتى يصل الحجم الإجمالي إلى 100  مل.
  • تبلغ كثافة الماء حوالي 1000 غ/لتر، وكتلته المولية 18.02  غ/مول (أو 1/18.02 = 0.055  مول/غ). لذلك، فإن التركيز المولي للماء هو
    ج (H2O ) = ⁠ 1000 جم/لتر / 18.02 جم/مول ⁠ ≈ 55.5 مول/لتر.

    وبالمثل، فإن تركيز الهيدروجين الصلب (الكتلة المولية = 2.02  جم/مول) هو

    ج (H 2 ) = ⁠ 88 جم/لتر / 2.02 جم/مول ⁠ = 43.7 مول/لتر.

    تركيز رباعي أكسيد الأوزميوم النقي (الكتلة المولية = 254.23  جم/مول) هو

    ج (OsO 4 ) = ⁠ 5.1 كجم/لتر / 254.23 جم/مول ⁠ = 20.1 مول/لتر.
  • قد يحتوي البروتين النموذجي في البكتيريا ، مثل الإشريكية القولونية ، على حوالي 60 نسخة، ويبلغ حجم البكتيريا حوالي 10⁻¹⁵ لترًا  . وبالتالي، فإن تركيز العدد C هو
    ج = 60 / (10 −15 لتر) = 6 × 1016 لتر -1 .

    التركيز المولي هو

    ج = ج / ن أ = 6 × 10​​​16 لتر −1 /6 × 1023 مول −1 ⁠= 10−7مول/لتر = 100 نانومول/لتر.
  • النطاقات المرجعية لاختبارات الدم ، مرتبة حسب التركيز المولي:

انظر أيضاً

مراجع

  1. ↑ "Dictionary.com | معاني وتعريفات الكلمات الإنجليزية" . Dictionary.com . تم الاطلاع عليه بتاريخ 15-05-2025 .
  2. ↑ ترو، نيفالدو ج. (6 يناير 2014). أساسيات الكيمياء التمهيدية ( الطبعة الخامسة). بوسطن. ص 457. ISBN   9780321919052. OCLC 857356651 . {{cite book}}: CS1 maint: موقع الناشر مفقود ( رابط )
  3. ↑ الاتحاد الدولي للكيمياء البحتة والتطبيقية (IUPAC )، موسوعة المصطلحات الكيميائية ، الطبعة الخامسة (الكتاب الذهبي) (2025). النسخة الإلكترونية: (2006 – ) " التركيز الكمي، ج ". doi : 10.1351/goldbook.A00295
  4. 1 2 كوفمان، مايرون (2002). مبادئ الديناميكا الحرارية . مطبعة سي آر سي. ص 213. ISBN  0-8247-0692-7.
  5. ↑ هارفي، ديفيد (2020-06-15). "2.2: التركيز" . نصوص الكيمياء الحرة . تم الاسترجاع في 2021-12-15 .