Stężenie molowe

Stężenie molowe (molowość, molarność^[a]) – jeden ze sposobów wyrażenia stężenia substancji w mieszaninie (roztworze), zdefiniowany jako stosunek liczby moli substancji do objętości całej mieszaniny^[1]:

${\displaystyle c_{B}={\frac {n_{B}}{V}}={\frac {m_{B}}{M_{B}V}}}$

gdzie: c_B – stężenie molowe składnika B; n_B – liczba moli składnika B; V – objętość mieszaniny (roztworu); m_B – masa składnika B; M_B – masa molowa składnika B

Na tę stronę wskazuje przekierowanie z „molarność”. Zobacz też: osmolarność.

Zobacz hasło stężenie molowe w Wikisłowniku

Najczęściej stężenie molowe stosuje się do roztworów ciekłych i wyraża w liczbie moli przypadającej na 1 dm³ (1 litr) mieszaniny, przy czym zamiast jednostki mol/dm³ stosuje się czasem symbol „M” czytany jako „molowy”^[b]. Przykładowo o roztworze zawierającym 0,5 mola chlorku sodu w 1 dm³ można napisać, że jest to „roztwór 0,5 mol/dm³”, „roztwór 0,5 mol/l”, „roztwór 0,5 M” bądź „roztwór półmolowy”^[2][3]. Zamiast małej litery c, jako symbolu stężenia molowego, stosuje się czasem wzór cząstki w nawiasach kwadratowych, np. [NH
4NO
3] = 0,5 mol/dm³, co oznacza roztwór azotanu amonu o podanym stężeniu^[1]. Objętość jest wielkością zależną od temperatury i ciśnienia, dlatego stężenie molowe również będzie od tych parametrów zależne^[4].

Pojęcia równoznaczne i powiązane

W języku angielskim obok molar concentration stosowana jest nazwa amount concentration^[1], oznaczająca dosłownie „stężenie ilościowe” i będąca synonimem stężenia molowego. Mol jest miarą liczności materii, a więc liczby cząstek (np. atomów, cząsteczek) danego składnika w całej mieszaninie. Stężenie molowe można wyrazić więc również jako stosunek liczby cząstek danej substancji (N) do iloczynu liczby Avogadra (N_A) i objętości mieszaniny (V):

${\displaystyle c={\frac {N}{N_{A}V}}}$

W literaturze anglojęzycznej spotykane są również terminy formal concentration i formality (oznaczające dosłownie „stężenie formalne” i „formalność”). Jest to rodzaj stężenia mający ten sam wymiar co stężenie molowe (mol/dm³), jednak oznaczany jest symbolem F^[c]. Tego rodzaju rozróżnienie stosowane jest w sytuacji, gdy w roztworze rozpuszczony jest związek zdysocjowany, a więc obecne są w nim jony tego związku, a nie cząsteczki (jak wynikałoby ze wzoru sumarycznego związku). Stosując tę konwencję dla 1-molowego roztworu węglanu sodu (Na
2CO
3) możliwe jest więc zapisanie stężeń molowych jonów Na+
i CO−
3 jako c(Na+
) = 2 mol/l i c(CO−
3) = 1 mol/l, ale do zapisu stężenia węglanu sodu należałoby użyć pojęcia stężenia formalnego wynoszącego c(Na
2CO
3) = 1 mol/l, gdyż użycie pojęcia stężenia molowego mogłoby sugerować, że w roztworze znajduje się tyle niezdysocjowanych cząsteczek węglanu sodu^[6][7][8]. Tego rodzaju rozróżnienia nie stosuje się w literaturze polskojęzycznej.

Uwagi

1. Pojęcie „molarność” jest niekiedy spotykane w literaturze w rozumieniu stężenia molalnego. Międzynarodowa Unia Chemii Czystej i Stosowanej (IUPAC) podaje natomiast termin molarity (molarność) jako synonim stężenia molowego, a molality (molalność) – stężenia molalnego.
2. Stosowane są również podwielokrotności tego symbolu (mM, μM, nM), np. „1 mM” oznacza roztwór milimolowy, a więc zawierający 10⁻³ mola w 1 dm³.
3. CRC Handbook of Chemistry and Physics podaje inną definicję: stosunek liczby moli substancji rozpuszczonej do masy roztworu^[5], a więc identyczną z definicją stężenia molalnego.