الكسر المولي

Core idea

Overview

الكسر المولي هو وحدة تركيز بلا أبعاد تعبر عن نسبة عدد مولات أحد المكونات إلى العدد الكلي لمولات جميع المكونات في خليط. وهو مفيد بشكل خاص في الديناميكا الحرارية والكيمياء الفيزيائية لأن قيمته لا تتغير مع تغيرات درجة الحرارة أو الضغط.

When to use: استخدم هذه المعادلة عند تحليل مخاليط الغاز لتحديد الضغوط الجزئية باستخدام قانون دالتون. وهي أيضًا المعيار لحساب الخواص التجميعية، مثل انخفاض ضغط البخار في قانون راؤول، حيث تكون وحدات التركيز المستقلة عن درجة الحرارة مطلوبة.

Why it matters: الكسر المولي ضروري في الهندسة الكيميائية والعلاج التنفسي لحساب التركيز المحدد للغازات في الهواء أو خطوط الأنابيب الصناعية. ويضمن قياسًا دقيقًا في الأنظمة متعددة الأطوار المعقدة حيث قد يؤدي تمدد الحجم إلى تحريف قياسات التركيز.

Symbols

Variables

$n_{i}$ = Moles of Component i, $\sum$ n = Total Moles, $x_{i}$ = Mole Fraction

n_{i}

Moles of Component i

mol

\sum n

Total Moles

mol

x_{i}

Mole Fraction

Variable

Walkthrough

Derivation

فهم الكسر المولي

يعطي نسبة المولات الإجمالية التي تساهم بها مكونة في خليط.

الخليط متجانس.

1

ذكر التعريف:

الكسر المولي هو مولات A مقسومة على إجمالي المولات في الخليط.

x_{A} = \frac{n _{A}}{n _{total}}

Note: $\sum x_{i} = 1$ لجميع المكونات.

Result

x_{A} = \frac{n _{A}}{n _{total}}

Source: Edexcel A-Level Chemistry — Equilibria

Free formulas

Rearrangements

Solve for $n_{i}$

اجعل ni موضوع المعادلة

n_{i} = x_{i} \sum n

أعد ترتيب صيغة الكسر المولي لإيجاد عدد مولات مكون معين، $n_{i}$ .

Difficulty: 2/5

Solve for $\sum n$

اجعل sum n موضوع المعادلة

\sum n = \frac{n _{i}}{x _{i}}

ابدأ من صيغة الكسر المولي وأعد الترتيب لجعل إجمالي عدد المولات ( $\sum$ n) في طرف واحد.

Difficulty: 2/5

The static page shows the finished rearrangements. The app keeps the full worked algebra walkthrough.

Why it behaves this way

Intuition

تخيل حاوية تحتوي على خليط من أنواع مختلفة من الجزيئات؛ يمثل الكسر المولي $x_{i}$ الجزء المحدد من جزيئات المكون i بالنسبة للعدد الإجمالي لجميع الجزيئات في تلك الحاوية.

Term

الكمية الكسرية لمادة معينة (المكون i) بالنسبة للكمية الإجمالية لجميع المواد في خليط، معبر عنها بالمولات.

تخبرك ما هي نسبة الخليط، حسب عدد الجزيئات (أو المولات)، التي تتكون من المكون i. القيمة 0.2 تعني أن 20% من الجزيئات من النوع i.

Term

عدد مولات مكون معين i.

مقياس مباشر لـ "مقدار" المكون i الموجود، حيث يمثل المول الواحد عددًا كبيرًا وثابتًا من الجسيمات. المزيد من

n_{i}

يعني المزيد من هذا المكون.

Term

مجموع مولات جميع المكونات الفردية الموجودة في الخليط.

يمثل هذا "مقدار" الخليط الإجمالي، حسب عدد جميع الجزيئات. إنه المقام الذي يقوم بتطبيع

n_{i}

إلى كسر.

Free study cues

Insight

Canonical usage

الكسر المولي هو بطبيعته لا بُعد له، حيث يمثل نسبة كميات من نفس الوحدة (مول).

Dimension note

الكسر المولي هو نسبة كميتين لهما نفس البُعد (كمية المادة، أي المولات)، مما ينتج كمية لا بُعد لها. ليس له وحدات.

One free problem

Practice Problem

يحتوي خليط غازي على 2.5 مول من النيون و 7.5 مول من الأرجون. احسب الكسر المولي للنيون في الخليط.

Hint: العدد الكلي للمولات (nT) هو مجموع مولات النيون والأرجون.

The full worked solution stays in the interactive walkthrough.

Where it shows up

Real-World Context

في سياق حساب تركيب الهواء (الكسر المولي لـ N₂ حوالي 0.78)، تُستخدم معادلة الكسر المولي لتحويل القياسات إلى قيمة يمكن تفسيرها. وتكمن أهمية الناتج في أنه يساعد على ربط الكميات المقاسة بالتركيز أو المردود أو تغير الطاقة أو سرعة التفاعل أو الاتزان.

Study smarter

Tips

يجب أن يكون مجموع جميع الكسور المولية في أي خليط معين دائمًا مساويًا لـ 1.0.
قم دائمًا بتحويل قيم الكتلة إلى مولات باستخدام الكتلة المولية قبل استخدام هذه الصيغة.
بما أن الكسر المولي هو نسبة من وحدات متطابقة، فإن القيمة الناتجة لا تحتوي على وحدات.

Avoid these traps

Common Mistakes

استخدام الكتلة بدلاً من المولات.
نسيان أن مجموع جميع الكسور المولية يجب أن يساوي 1.

Keep going

Related Formulas

Common questions

Frequently Asked Questions

يعطي نسبة المولات الإجمالية التي تساهم بها مكونة في خليط.

استخدم هذه المعادلة عند تحليل مخاليط الغاز لتحديد الضغوط الجزئية باستخدام قانون دالتون. وهي أيضًا المعيار لحساب الخواص التجميعية، مثل انخفاض ضغط البخار في قانون راؤول، حيث تكون وحدات التركيز المستقلة عن درجة الحرارة مطلوبة.

الكسر المولي ضروري في الهندسة الكيميائية والعلاج التنفسي لحساب التركيز المحدد للغازات في الهواء أو خطوط الأنابيب الصناعية. ويضمن قياسًا دقيقًا في الأنظمة متعددة الأطوار المعقدة حيث قد يؤدي تمدد الحجم إلى تحريف قياسات التركيز.

استخدام الكتلة بدلاً من المولات. نسيان أن مجموع جميع الكسور المولية يجب أن يساوي 1.

في سياق حساب تركيب الهواء (الكسر المولي لـ N₂ حوالي 0.78)، تُستخدم معادلة الكسر المولي لتحويل القياسات إلى قيمة يمكن تفسيرها. وتكمن أهمية الناتج في أنه يساعد على ربط الكميات المقاسة بالتركيز أو المردود أو تغير الطاقة أو سرعة التفاعل أو الاتزان.

يجب أن يكون مجموع جميع الكسور المولية في أي خليط معين دائمًا مساويًا لـ 1.0. قم دائمًا بتحويل قيم الكتلة إلى مولات باستخدام الكتلة المولية قبل استخدام هذه الصيغة. بما أن الكسر المولي هو نسبة من وحدات متطابقة، فإن القيمة الناتجة لا تحتوي على وحدات.

References

Sources

Atkins' Physical Chemistry
IUPAC Gold Book: mole fraction
Wikipedia: Mole fraction
Atkins' Physical Chemistry, 11th Edition
IUPAC Gold Book, 'mole fraction'
Atkins' Physical Chemistry, 11th Edition, Peter Atkins, Julio de Paula, James Keeler
Bird, Stewart, Lightfood - Transport Phenomena, 2nd Edition, R. Byron Bird, Warren E. Stewart, Edwin N. Lightfoot
Edexcel A-Level Chemistry — Equilibria

Overview

Variables

Derivation

ذكر التعريف:

Rearrangements

Intuition

Insight

Practice Problem

Real-World Context

Tips

Common Mistakes

Related Formulas

Raoult's law

Frequently Asked Questions

Sources