Što je molarna koncentracija?

U kemiji, koncentracija je razina tvari u mješavini tvari, kao što je, na primjer, količina natrijevog klorida u moru. Koncentracija se može izraziti kao različite jedinice, često dane u smislu težine i volumena. Molarnost je oblik težine po jedinici volumena. Molarna koncentracija određene tvari je broj molova te tvari otopljenih u jednoj litri otopine, bez obzira na to koliko drugih tvari može biti otopljeno u istoj otopini.

U natrijevom kloridu (NaCl), običnoj kuhinjskoj soli, atomska težina dviju tvari – natrija i klora – može se pronaći pozivanjem na periodni sustav. Atomska težina natrija je 22.99. Atomska težina klora je 35.45. To znači da natrijev klorid – jedan atom oba ova elementa zajedno – ima molekularnu težinu od 58.44. Budući da je jedan mol tvari definiran kao njezina molekularna težina u gramima, jedan mol NaCl iznosi 58.44 grama (g).

Ilustracije radi, ako 537 mililitara (ml) otopine sadrži 15.69 g natrijevog klorida, ali nijednu drugu tvar, molarna koncentracija te otopine je (15.69 g / 58.44 g) ÷ (537 ml / 1000 ml) = 0.50. Otopina je 0.50 M u natrijevom kloridu. Ako otopina sadrži drugu komponentu, kao što je magnezijev bromid, ova otopina ostaje 0.50 M u natrijevom kloridu. Međutim, ima i molarnu koncentraciju magnezijevog bromida.

Atomska težina magnezija je 24.31. Atomska težina broma je 79.90. Međutim, molekularna težina magnezijevog bromida nije 24.31 + 79.90 = 104.21. To je zato što magnezijev bromid ima kemijsku formulu, MgBr2, budući da je valencija magnezija +2, dok je valencija broma samo -1. Točno, molekularna težina magnezijevog bromida je 24.31 + (2 × 79.90) = 184.11.

Ako je prisutno 24.72 g magnezijevog bromida, molarna koncentracija magnezijevog bromida je (24.72 g / 184.11 g) ÷ (537 ml / 1000 ml) = 0.25 M. To znači da je otopina i 0.50 M u NaCl i 0.25 M u MgBr2. Zanimljivo je shvatiti da, unatoč smanjenju molekula vode u ovoj drugoj otopini u odnosu na prvu – koncentracije su izražene u terminima “po litri otopine”, a ne “po litri vode” – molarna koncentracija natrijevog klorida je isto za oboje. Teoretski je moguće da u jednoj litri otopine bude prisutan neizmjerno velik broj tvari, što rezultira skupom molarnih koncentracija koje su prilično niske, gotovo bez vode.