Frazione molare

La frazione molare è una grandezza adimensionale che viene impiegata in chimica per esprimere la concentrazione di una specie chimica in una miscela omogenea, a prescindere che si tratti di una soluzione liquida, di una miscela solida o di una miscela gassosa.

Descrizione

La frazione molare x_j della specie chimica j in una miscela di sostanze è definita come il rapporto tra quantità di sostanza della specie j (n_j) e la somma delle quantità di sostanza di tutte le specie presenti nella miscela (n_t).^[1]

${\displaystyle x_{j}={\frac {n_{j}}{n_{t}}}}$

Poiché la quantità di sostanza di ciascuna specie nella miscela è direttamente proporzionale al numero di entità molecolari (molecole, atomi, ioni, zwitterioni) di tale specie (ad esempio per le moli è dato dal numero di entità chimiche diviso per la costante di Avogadro), si può anche definire la frazione molare della specie j come il rapporto tra il numero di entità j e il numero di entità totali presenti nella miscela.^[2]

Dalla definizione si deduce immediatamente che x_j sarà uguale a 0 nel caso in cui la specie j non sia presente nella miscela e sarà uguale a 1 quando j è il solo costituente del sistema. Dalla definizione segue anche che la somma delle frazioni molari di tutte le specie chimiche presenti nella miscela sarà uguale a 1.

Il rapporto molare, inteso come rapporto tra la quantità di sostanza ${\displaystyle n_{j}}$ di una j-esima specie e la quantità ${\displaystyle n_{k}}$ di una k-esima specie, si può porre in relazione con la frazione molare tramite l'equazione

${\displaystyle x_{j}={\frac {n_{k}\cdot x_{j,k}}{n_{t}}}}$

Il termine ${\displaystyle x_{j,k}}$ rappresenta il rapporto molare, adimensionale, fra la quantità n_j e la quantità n_k.

Moltiplicando il valore della frazione molare per 100, si ottiene il valore della percentuale molare (o percentuale in moli).

Grandezze correlate

• Frazione ponderale
• Percentuale in volume
• Molalità