Fraksi mol

Dalam kimia, fraksi mol x i {\displaystyle x_{i}} $x_{i}$ didefinisikan sebagai jumlah konstituen n i {\displaystyle n_{i}} $n_{i}$ dibagi dengan jumlah total semua konstituen dalam suatu campuran n t o t a l {\displaystyle n_{total}} $n_{total}$ :^[1]

x i = n i n t o t a l {\displaystyle x_{i}={\frac {n_{i}}{n_{total}}}} $x_{i}={\frac {n_{i}}{n_{total}}}$

Jumlah semua fraksi mol sama dengan 1:

∑ i = 1 N n i = n t o t ; ∑ i = 1 N x i = 1 {\displaystyle \sum _{i=1}^{N}n_{i}=n_{tot};\;\sum _{i=1}^{N}x_{i}=1} $\sum _{i=1}^{N}n_{i}=n_{tot};\;\sum _{i=1}^{N}x_{i}=1$

Fraksi mol juga disebut fraksi jumlah^[1] dan identik dengan fraksi angka, yang didefinisikan sebagai jumlah molekul suatu konstituen N i {\displaystyle N_{i}} $N_{i}$ dibangi dengan jumlah total semua molekul N t o t {\displaystyle N_{tot}} $N_{tot}$ . Konsep ini merupakan salah satu cara menunjukkan komposisi campuran dengan satuan tak berdimensi. Fraksi mol kadang-kadang dilambangkan dengan huruf Yunani χ {\displaystyle \chi } $\chi$ (chi) daripada abjad Romawi x {\displaystyle x} $x$ .^[2]^[3] Untuk campuran gas, IUPAC menyarankan huruf y {\displaystyle y} $y$ .^[1]

Properti

Fraksi mol banyak digunakan dalam diagram fasa. Propertinya antara lain:

tidak tergantung temperatur (berbeda dengan konsentrasi molar) dan tidak membutuhkan data densitas fasa
dapat diketahui dari menghitung massa konstituen masing-masing dibanding massa total
dijumlahkan nilainya satu: jika x1=0.1 maka x2=0.9, salah satunya menjadi solvent dan yang lainnya solute.
Pada campuran gas ideal, fraksi mol dapat dinyatakan sebagai rasio tekanan parsial terhadap total tekanan pada campuran

Besaran yang berhubungan

Fraksi massa

Fraksi massa w i {\displaystyle w_{i}} $w_{i}$ dapat dihitung dengan

w i = x i ⋅ M i M {\displaystyle w_{i}=x_{i}\cdot {\frac {M_{i}}{M}}} $w_{i}=x_{i}\cdot {\frac {M_{i}}{M}}$

dengan M i {\displaystyle M_{i}} $M_{i}$ adalah massa molar komponen i {\displaystyle i} $i$ dan M {\displaystyle M} $M$ adalah massa molar rata-rata campuran.

Dapat juga digunakan:

w i = x i ⋅ M i ∑ i x i M i {\displaystyle w_{i}=x_{i}\cdot {\frac {M_{i}}{\sum _{i}x_{i}M_{i}}}} $w_{i}=x_{i}\cdot {\frac {M_{i}}{\sum _{i}x_{i}M_{i}}}$

Persen mol

Mengalikan fraksi mol dengan 100% (disingkat n/n%).

Konsentrasi massa

Mengubah dari konsentrasi massa ρ i {\displaystyle \rho _{i}} $\rho _{i}$ dengan:

x i = ρ i ρ ⋅ M M i {\displaystyle x_{i}={\frac {\rho _{i}}{\rho }}\cdot {\frac {M}{M_{i}}}} $x_{i}={\frac {\rho _{i}}{\rho }}\cdot {\frac {M}{M_{i}}}$

dengan M {\displaystyle M} $M$ adalah massa molar rata-rata campuran.

ρ i = x i ρ ⋅ M i M {\displaystyle \rho _{i}=x_{i}\rho \cdot {\frac {M_{i}}{M}}} $\rho _{i}=x_{i}\rho \cdot {\frac {M_{i}}{M}}$

Konsentrasi molar

Mengubah ke konsentrasi molar c i {\displaystyle c_{i}} $c_{i}$ dengan:

c i = x i ⋅ ρ M = x i c {\displaystyle c_{i}={\frac {x_{i}\cdot \rho }{M}}=x_{i}c} $c_{i}={\frac {x_{i}\cdot \rho }{M}}=x_{i}c$

atau

c i = x i ⋅ ρ ∑ i x i M i {\displaystyle c_{i}={\frac {x_{i}\cdot \rho }{\sum _{i}x_{i}M_{i}}}} $c_{i}={\frac {x_{i}\cdot \rho }{\sum _{i}x_{i}M_{i}}}$

dengan M {\displaystyle M} $M$ adalah massa molar rata-rata larutan, c konsentrasi molar total, dan ρ {\displaystyle \rho } $\rho$ adalah densitas larutan.

Massa dan massa molar

Fraksi mol dapat dihitung dari massa m i {\displaystyle m_{i}} $m_{i}$ dan massa molar komponen M i {\displaystyle M_{i}} $M_{i}$ :

x i = m i M i ∑ i m i M i {\displaystyle x_{i}={\frac {\frac {m_{i}}{M_{i}}}{\sum _{i}{\frac {m_{i}}{M_{i}}}}}} $x_{i}={\frac {\frac {m_{i}}{M_{i}}}{\sum _{i}{\frac {m_{i}}{M_{i}}}}}$

Referensi

1 2 3 IUPAC, Compendium of Chemical Terminology, edisi ke-2 ("Buku Emas") (1997). Versi koreksi daring: (2006–) "amount fraction".
↑ Zumdahl, Steven S. (2008). Chemistry (Edisi 8th ed.). Cengage Learning. hlm. 201. ISBN 0-547-12532-1.{{cite book}}: |edition= memiliki teks tambahan
↑ Rickard, James N. Spencer, George M. Bodner, Lyman H. (2010). Chemistry : structure and dynamics (Edisi 5th ed.). Hoboken, N.J.: Wiley. hlm. 357. ISBN 978-0-470-58711-9.{{cite book}}: |edition= memiliki teks tambahanPemeliharaan CS1: Banyak nama: daftar penulis (link)