Fraksi mol

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

${\displaystyle x_{i}={\frac {n_{i}}{n_{total}}}}$

Jumlah semua fraksi mol sama dengan 1:

${\displaystyle \sum _{i=1}^{N}n_{i}=n_{tot};\;\sum _{i=1}^{N}x_{i}=1}$

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

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

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

Dapat juga digunakan:

${\displaystyle w_{i}=x_{i}\cdot {\frac {M_{i}}{\sum _{i}x_{i}M_{i}}}}$

Persen mol

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

Konsentrasi massa

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

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

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

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

Konsentrasi molar

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

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

atau

${\displaystyle c_{i}={\frac {x_{i}\cdot \rho }{\sum _{i}x_{i}M_{i}}}}$

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

Massa dan massa molar

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

${\displaystyle x_{i}={\frac {\frac {m_{i}}{M_{i}}}{\sum _{i}{\frac {m_{i}}{M_{i}}}}}}$

Referensi