ما هو التركيز المولي

المول

يُعرّف المول في الكيمياء على أنّه وحدة علمية قياسية؛ تُستخدم لقياس كميات كبيرة من الكيانات الصغيرة جدًا مثل الذرات أو الجزيئات أو جسيمات محددة أخرى، إذ يدل المول على عدد كبير جدًا من الوحدات، ويُقدّر بحوالي 6.02214076 × 23^10، حيث تم اختيار هذا الرقم في عام 2018 من قبل المؤتمر العام للأوزان والمقاييس ليكون تعريفًا للمول في النظام الدولي للوحدات؛ والذي سرى مفعوله من تاريخ 20 مايو 2019، أمّا سابقًا فقد تم تعريف المول على أنّه عدد الذرات التي تم تحديدها تجريبيًا لتكون موجودة في 12 غرامًا من الكربون-12، ويحمل عدد الوحدات في المول أيضًا اسم عدد أفوجادرو أو ثابت أفوجادرو؛ وذلك تكريمًا للفيزيائي الإيطالي أميديو أفوجادرو، والذي اقترح أنّ الأحجام المتساوية من الغازات تحت نفس الظروف تحتوي على نفس العدد من الجزيئات، إذ تكمن أهمية هذا الفرضية في تحديد الأوزان الذرية والجزيئية، وأدت إلى إيجاد مفهوم المول، وفي هذا المقال سيتم الإجابة عن سؤال "ما هو التركيز المولي؟".^[١]

ما هو التركيز المولي

للإجابة بشكل مباشر عن سؤال "ما هو التركيز المولي؟" لمحلول مثلًا؛ فإنه عدد مولات المذاب لكل لتر من المحلول وليس لكل لتر من المذيب، ومن الجدير ذكره أنّ وحدة التركيز المولي هي: مول/لتر،^[٢] كما يُمكن تمثيل التركيز المولي رياضيًا كما يأتي: التركيز المولي=عدد المولات/الحجم يُمكن استخدام التركيز المولي للتحويل بين كتلة أو مولات المذاب وحجم المحلول، إذ أنّ أحد الخطوات الأولى لتحديد التركيز المولي هي إيجاد كتلة المذاب أيّ غرامات المادة المذابة، وعادةً ما تذكر أغلب المسائل قيمة الكتلة، إلا أنّه في بعض الأحيان يتم تحويلها من وحدة ما إلى وحدة الغرام، ولإيجاد عدد مولات المذاب؛ يتم أولاً حساب الكتلة المولية للمادة، وبالنسبة للصيغة الكيميائية للمذاب، يجب استخدام الكتلة الذرية للعناصر، وبالنسبة لأيّ عنصر يظهر بشكل متكرر، يجب ضرب الكتلة في عدد الذرات لكل جزيء من هذا العنصر.^[٣]

مثلًا حمض الخليك والذي يُسمى أيضًا الأسيتيك CH3COOH؛ يحتوي فيه الجزيء على ذرتين من الكربون، ذرتين أكسجين وأربع ذرات هيدروجين، إذ يتم ضرب الكتلة الذرية للكربون في 2، الأكسجين في 2، والهيدروجين في 4، ثم تُجمع النتائج للحصول على الكتلة المولية الإجمالية بالغرامات لكل مول، وبما أنّ الكتل الذرية للكربون، الأكسجين والهيدروجين هي 12.01 و 16.00 و 1.008 على التوالي، تكون كما يأتي: (12.01x2)+(16.00x2)+(1.008x4) = 60.05 غرام لكل مول.^[٤]

ولحساب عدد مولات المذاب، يتم قسمة الكتلة بالغرام على الكتلة المولية الإجمالية بالغرام لكل مول، على سبيل المثال، إذا كان يوجد 10 غرام من حمض الأسيتيك، يتم قسمة 10 غرام على 60.05 غرام لكل مول لتكون الإجابة 0.1665 مول من المذاب، ولحساب التركيز المولي، يتم تقسيم عدد المولات على لترات المياه المستخدمة في المحلول فعلى سبيل المثال يتم إذابة حمض الأسيتيك هنا تمامًا في 1.25 لتر من الماء، ثم يتم تقسيم 0.1665 مول على 1.25 لتر للحصول على تركيز المولي، الذي سيكون 0.1332. ^[٥]

طرق حساب التركيز

بعد الإجابة عن سؤال "ما هو التركيز المولي؟"سيتم الحديث عن طرق لحساب التركيز؛ ففي الكيمياء دائمًا ما يُشير التركيز إلى كمية المادة في مساحة محددة، كما يُمكن تعريف التركيز على أنّه نسبة المذاب في محلول إما إلى مذيب أو إلى محلول كلي، وعادةً ما يتم التعبير عن التركيز ككتلة لكل وحدة حجم، كما يُمكن أيضًا التعبير عن تركيز المذاب بالمولات أو بوحدات الحجم، وبدلًا من الحجم يُمكن أنّ يكون التركيز لكل وحدة كتلة، ومع إمكانية تطبيق مصطلح التركيز عادةً على المحاليل الكيميائية، يمكن أيضًا حساب التركيز لأيّ خليط، ومن الجدير ذكره أنّ التركيز يتم تحديده رياضيًا عن طريق أخذ الكتلة، المولات أو حجم المذاب وتقسيمه على الكتلة، المولات أو الحجم للمحلول؛ أو بشكل أقل شيوعًا للمذيب، وفيما يأتي بعض الأمثلة على وحدات وصيغ التركيز وبعض طرق حسابها :^[٦]

• المولارية: عدد مولات المذاب/لترات المحلول.
• تركيز الكتلة: كتلة المذاب/حجم المحلول، أمّا وحدة قياسه إما الكيلوغرام/متر مكعب أو الغرام/لتر.
• العيارية: غرامات المذاب الفعّال/لترات المحلول.
• المولالية: هي عدد مولات المذاب/ كتلة المذيب.
• النسبة المئوية للكتلة: كتلة المذاب/ كتلة المحلول × 100٪، وتكون هنا وحدات الكتلة نفسها لكل من المذاب والمحلول.
• تركيز الحجم: حجم المذاب/ حجم الخليط، وتكون هنا وحدات الحجم نفسها لكل من المذاب والخليط؛ لذلك لا يوجد وحدة لتركيز الحجم.
• التركيز العددي: عدد الكيانات كالذرات، الجزيئات، وغيرها للمكون مقسومًا على الحجم الكلي للخليط، ووحدة قياس التركيز العددي هي 1/ متر مكعب.
• نسبة الحجم المئوية: حجم المذاب/ حجم المحلول × 100٪، وتكون هنا وحدات الحجم لكل من المذاب والمحلول نفسها.
• الكسر المولي: عدد مولات المذاب/ مجموع عدد مولات الأنواع في الخليط، وتكون هنا الوحدات نفسها؛ لذلك لا يوجد وحدة للكسر المولي.
• نسبة المول: عدد مولات المذاب/ مجموع مولات جميع الأنواع الأخرى في الخليط، وتكون هنا الوحدات نفسها لكل من المذاب وجميع الأنواع في الخليط؛ لذلك لا يوجد وحدة لنسبة المول.
• الكسر الكتلي: كتلة جزء واحد (والذي يمكن أنّ يكون عبارة عن العديد من المواد المذابة)/ الكتلة الكلية للخليط، وهنا تكون الوحدات نفسها؛ أيّ لا يوجد وحدة للكسر الكتلي أو قد تكون "أجزاء من".
• نسبة الكتلة: كتلة المذاب/ الكتلة لجميع المكونات الأخرى في الخليط، وهنا تكون الوحدات نفسها؛ أيّ لا يوجد وحدة لنسبة الكتلة أو قد تكون "أجزاء من".
• جزء من مليون: 100 جزء من مليون للمحلول هو %0.01، وعلى الرغم من أنّ مصطلح "جزء من" لا يزال يُستخدم؛ إلا أنّه تم استبداله بشكل كبير بمصطلح الكسر المولي.
• جزء من بليون: يستخدم عادةً للتعبير عن تلوث المحلول المخفف.

المراجع

1. ↑ "Mole", www.britannica.com, Retrieved 25/03/2020. Edited.
2. ↑ "Molarity", www.khanacademy.org, Retrieved 25/03/2020. Edited.
3. ↑ "Molar Concentration Formula", www.toppr.com, Retrieved 25/03/2020. Edited.
4. ↑ "Molar Concentration Formula", www.toppr.com, Retrieved 25/03/2020. Edited.
5. ↑ "Molar Concentration Formula", www.toppr.com, Retrieved 25/03/2020. Edited.
6. ↑ "Concentration Definition (Chemistry)", www.thoughtco.com, Retrieved 25/03/2020. Edited.