Molalität

Die Molalität b gibt die Stoffmenge eines gelösten Stoffes pro Kilogramm Lösungsmittel an: b=n/m_Lösungsmittel. Entscheidend ist, dass der Nenner die Masse des reinen Lösungsmittels und nicht die Masse der gesamten Lösung ist. Löst man 0,50 mol NaCl in 1,00 kg Wasser, beträgt die formale Molalität 0,50 mol/kg. Für die Teilchenzahl in kolligativen Eigenschaften kann zusätzlich der Dissoziationsgrad wichtig sein. Die Einheit mol/kg bleibt auch dann sinnvoll, wenn sich das Lösungsvolumen mit der Temperatur ändert. Gib immer an, welche Komponente als Lösungsmittel zählt, und wandle die Masse vor dem Dividieren in Kilogramm um. Bei mehreren gelösten Stoffen wird die Molalität für jede Komponente separat angegeben.

Die Molalität soll die Zusammensetzung unabhängig von einer temperaturabhängigen Volumenmessung ausdrücken. Volumina dehnen sich beim Erwärmen aus, Massen bleiben im üblichen Versuch konstant. Deshalb eignet sich b besonders für Gefrierpunktserniedrigung und Siedepunktserhöhung. Der Nenner ist die Masse des Lösungsmittels vor beziehungsweise ohne gelösten Stoff. Bei 100 g Wasser sind das 0,100 kg; wenn 0,20 mol Stoff darin gelöst sind, ergibt sich b=2,0 mol/kg. Wer stattdessen die Lösungsmasse einsetzt, berechnet eine andere Größe. Gib immer an, welche Komponente als Lösungsmittel zählt, und wandle die Masse vor dem Dividieren in Kilogramm um. Bei mehreren gelösten Stoffen wird die Molalität für jede Komponente separat angegeben.

Molalität ist Stoffmenge pro Masse Lösungsmittel in mol/kg. Die Stoffmengenkonzentration c ist Stoffmenge pro Volumen Lösung in mol/L. Sie sind nicht identisch, weil Lösungsmittel- und Lösungsvolumen verschieden sind und die Dichte benötigt wird, um zwischen beiden umzurechnen. Bei verdünnten wässrigen Lösungen nahe Raumtemperatur liegen Zahlenwerte manchmal ungefähr gleich, das ist aber eine Näherung und keine Definition. Nutze die Größe, die in der Gleichung und Quelle verlangt wird, und beschrifte den Nenner ausdrücklich. Gib immer an, welche Komponente als Lösungsmittel zählt, und wandle die Masse vor dem Dividieren in Kilogramm um. Bei mehreren gelösten Stoffen wird die Molalität für jede Komponente separat angegeben.

Wandle die Lösungsmittelmasse zuerst in Kilogramm um und bestimme die Stoffmenge des gelösten Stoffes. Beispiel: 0,10 mol Glucose in 250 g Wasser. Die Lösungsmittelmasse ist 0,250 kg, daher b=0,10/0,250=0,40 mol/kg. Eine Plausibilitätskontrolle ist wichtig: Bei gleicher Stoffmenge führt weniger Lösungsmittel zu höherer Molalität. Die gelöste Stoffmasse darf nicht zum Nenner addiert werden. Falls die Stoffmenge erst aus einer Grammangabe berechnet wird, gilt n=m/M mit passender molarer Masse. Gib immer an, welche Komponente als Lösungsmittel zählt, und wandle die Masse vor dem Dividieren in Kilogramm um. Bei mehreren gelösten Stoffen wird die Molalität für jede Komponente separat angegeben.

Bei einer geschlossenen Probe ändern sich Stoffmenge und Massen von Lösungsmittel und gelöstem Stoff beim Erwärmen normalerweise nicht. Weil Molalität nur diese Größen verwendet, bleibt b daher meist konstant. Eine Volumenkonzentration kann sich dagegen durch thermische Ausdehnung ändern, obwohl keine Stoffmenge hinzukommt oder verschwindet. Ausnahmen entstehen, wenn Stoff entweicht, ausfällt, reagiert oder Wasser verdampft. Für genaue thermodynamische Rechnungen müssen außerdem Aktivität und Nichtidealität berücksichtigt werden; konstante Molalität garantiert nicht automatisch ideales Lösungsverhalten. Gib immer an, welche Komponente als Lösungsmittel zählt, und wandle die Masse vor dem Dividieren in Kilogramm um. Bei mehreren gelösten Stoffen wird die Molalität für jede Komponente separat angegeben.