Введение
Количество вещества растворенного вещества, деленное на массу растворителя.
В химии моляльность – это мера количества растворенного вещества в растворе относительно заданной массы растворителя. Это отличается от определения молярности, которое основано на заданном объеме раствора. Обычно используемой единицей моляльности является моль на килограмм (моль/кг). Раствор с концентрацией 1 моль/кг также иногда обозначается как 1 моляльный. Использование единицы моль/кг требует, чтобы молярная масса выражалась в кг/моль, а не в обычных г/моль или кг/кмоль.
Происхождение
Термин моляльность образован по аналогии с молярностью, которая представляет собой молярную концентрацию раствора. Самое раннее известное использование интенсивной величины моляльности и её прилагательного, устаревшего термина «моляльный», было опубликовано Г. Н. Льюисом и М. Рэндаллом в 1923 году в публикации «Термодинамика и свободные энергии химических веществ». Несмотря на то, что эти два термина легко спутать, моляльность и молярность разбавленного водного раствора практически одинаковы, поскольку один килограмм воды (растворителя) занимает объем в 1 литр при комнатной температуре, а небольшое количество растворенного вещества оказывает незначительное влияние на объем.
Единицы
Единицей СИ для моляльности является моль на килограмм растворителя. Раствор с моляльностью 3 моль/кг часто описывается как "3 моляльный", "3 м" или "3 м". Однако, следуя системе единиц СИ, Национальный институт стандартов и технологий, уполномоченный орган США в области измерений, считает термин "моляльный" и символ единицы "m" устаревшими и предлагает использовать моль/кг или другую соответствующую единицу СИ.
Преимущества
Основное преимущество использования моляльности в качестве меры концентрации заключается в том, что моляльность зависит только от масс растворенного вещества и растворителя, которые не изменяются при колебаниях температуры и давления. В отличие от этого, растворы, приготовленные по объему (например, молярная или массовая концентрация), могут меняться при изменении температуры и давления. Во многих случаях это является существенным преимуществом, поскольку масса или количество вещества часто важнее его объема (например, при решении задач на лимитирующий реагент). Еще одним преимуществом моляльности является то, что моляльность одного растворенного вещества в растворе не зависит от присутствия или отсутствия других растворенных веществ.
Проблематические области
В отличие от всех остальных свойств состава, перечисленных в разделе «Отношения» (ниже), моляльность зависит от выбора вещества, которое считается «растворителем» в произвольной смеси. Если в смеси присутствует только одно чистое жидкое вещество, выбор очевиден, но не все растворы настолько однозначны: в спиртово-водном растворе растворителем можно считать любой из компонентов; в сплаве или твердом растворе четкого выбора нет, и ко всем компонентам можно относиться одинаково. В таких случаях предпочтительнее использовать массовую или мольную долю для характеристики состава.
Осмолальность
Осмольность — это разновидность моляльности, учитывающая только вещества, вносящие вклад в осмотическое давление раствора. Она измеряется в осмолях растворенного вещества на килограмм воды. Эта единица часто используется в результатах медицинских лабораторных исследований вместо осмолярности, поскольку её можно определить простым измерением понижения температуры замерзания раствора, или криоскопией (см. также: осмостат и колигативные свойства).