Molalite Nedir? Formülü, Hesaplama Yöntemi ve Molariteden Farkı

Molalitenin tanımı

Molalite, bir çözeltide bulunan çözünen maddenin mol sayısının, çözücünün kilogram cinsinden kütlesine oranıdır. Çözünen madde çözeltide miktarı belirlenen bileşendir; çözücü ise bu maddeyi çözen bileşendir. Su-tuz çözeltisinde tuz çözünen, su ise çözücüdür.

Molaliteyi anlamanın temel noktası, miktarın toplam çözeltiye göre değil yalnızca çözücüye göre ifade edilmesidir. Paydaki mol sayısı çözünen tanecik miktarını, paydadaki kilogram değeri ise bu taneciklerin içinde dağıldığı çözücü miktarını gösterir. Payda 1 kg çözücü olarak seçildiğinde, sonuç çözücünün her kilogramına karşılık gelen çözünen molünü belirtir.

Örneğin 2 kg suda 0,50 mol glikoz çözünmüşse molalite 0,25 mol/kg olur. Çünkü 0,50 mol çözünen, 2 kg çözücü içinde bulunmaktadır. Çözücü miktarı 1 kg olsaydı aynı miktardaki çözünen için molalite 0,50 mol/kg olarak ifade edilirdi. Molalite yalnızca kütle ve mol miktarlarına dayandığı için sıcaklık değişimlerinden etkilenmeyen bir derişim biçimidir. Molalitenin donma noktası alçalması ve kaynama noktası yükselmesi hesaplamalarındaki kullanımı ayrı bir konudur.

Molalite formülü ve birimi

Molalite, çözünen maddenin mol sayısının çözücünün kilogram cinsinden kütlesine bölünmesiyle hesaplanır. Doğru gösterimde çözünenin mol sayısı payda değil, pay kısmındadır; çözücü kütlesi ise paydadır. Bu ayrım hesaplamanın temelidir.

Bir çözeltide 0,30 mol çözünen ve 0,750 kg çözücü varsa molalite 0,30 / 0,750 = 0,40 mol/kg olur. Paydaki değer çözünen miktarını, paydadaki değer ise çözücü kütlesini gösterir. Çözücü kütlesi kilogram cinsinden verilmişse doğrudan kullanılabilir; gram cinsindeyse önce kilograma çevrilmelidir.

Molalitenin birimi mol/kg olarak yazılır. Kimyada molalite çoğu zaman küçük m harfiyle gösterilir; bu gösterim molaritedeki büyük M harfiyle karıştırılmamalıdır. Molarite, çözünen molünün çözeltinin litre cinsinden hacmine oranıyken molalite, çözünen molünün çözücünün kilogram cinsinden kütlesine oranıdır. Sıcaklık değişimi çözeltinin hacmini değiştirebildiği hâlde molalite kütleye dayandığından değerini değiştirmez.

Çözücü kütlesi ile çözelti kütlesinin ayrımı

Molalite hesabında paydada kullanılan kütle, çözeltinin toplam kütlesi değil yalnızca çözücünün kütlesidir. Çözelti; çözünen madde ile çözücünün birlikte oluşturduğu toplam karışımdır. Bu nedenle çözelti kütlesi, çözünenin kütlesi ile çözücünün kütlesinin toplamına eşittir; ancak molalite formülünde bu toplam doğrudan kullanılmaz.

Bu ayrımın nedeni, molalitenin çözünen miktarını onu taşıyan çözücü miktarına göre tanımlamasıdır. Çözünenin kütlesini de paydaya eklemek, karşılaştırılan çözücü miktarını olduğundan büyük gösterir ve gerçek molaliteyi değiştirir. Bu yüzden soruda verilen toplam çözelti kütlesi varsa önce çözücü kütlesi belirlenmelidir.

Örneğin 10 g tuz, 90 g suda çözünmüş olsun. Çözeltinin toplam kütlesi 100 g, çözücünün kütlesi ise 90 g'dır. Tuz miktarı yaklaşık 0,171 mol kabul edilirse hesapta 100 g değil, 90 g = 0,090 kg çözücü kullanılır. Molalite yaklaşık 0,171 / 0,090 = 1,90 mol/kg olur. 100 g toplam çözeltiyi paydaya koymak, molalite tanımına aykırı bir sonuç verir.

Molalite hesabında kütle ve mol dönüşümleri

Molalite sorularında verilen çözünen kütlesi çoğunlukla gram, çözücü kütlesi ise gram veya kilogram olarak verilir. Önce çözünenin mol sayısı bulunur. Bunun için çözünen kütlesi molar kütlesine bölünür. Ardından çözücü gram cinsindeyse 1000'e bölünerek kilograma çevrilir ve elde edilen iki değer molalite formülünde kullanılır.

Örneğin 18 g molar kütlesi 180 g/mol olan bir çözünen, 500 g su içinde çözünmüşse çözünen miktarı 18 / 180 = 0,10 mol olur. 500 g su ise 0,500 kg'dır. Molalite 0,10 / 0,500 = 0,20 mol/kg bulunur. Burada 18 g çözünenin kütlesi mol sayısına, 500 g suyun kütlesi de kilogram cinsinden çözücü kütlesine dönüştürülmüştür. Birim dönüşümlerini yapmadan doğrudan işlem yapmak sonucu 1000 kat hatalı hâle getirebilir.