ในวิชาเคมีเศษส่วนโมลหรือเศษส่วนโมลาร์หรือที่เรียกว่าสัดส่วนโมลหรือสัดส่วนโมลาร์คือปริมาณที่กำหนดเป็นอัตราส่วนระหว่างปริมาณของสารประกอบn _i (แสดงในหน่วยโมลสัญลักษณ์ mol) และปริมาณรวมของสารประกอบทั้งหมดในส่วนผสมn _tot (แสดงในหน่วยโมลเช่นกัน): ^{[ 1 ]}

${\displaystyle x_{i}={\frac {n_{i}}{n_{\mathrm {tot} }}}}$

ใช้สัญลักษณ์x _i ( อักษรโรมัน ตัวเล็ก x ) หรือบางครั้งχ _i ( อักษรกรีก ตัวเล็ก chi ) ^{[ 2 ] [ 3 ]} (สำหรับส่วนผสมของก๊าซ แนะนำให้ใช้อักษรy ^{[ 1 ] [ 4 ]} )

เป็นปริมาณไร้มิติที่มีมิติและหน่วยไร้มิติเป็นโมลต่อโมล ( mol/molหรือmol⋅mol ⁻¹ ) หรือเรียกง่ายๆ ว่า 1; อาจใช้คำนำหน้าหน่วยเมตริก ได้เช่นกัน (เช่น nmol/mol สำหรับ 10 ⁻⁹ ) ^{[ 5 ]} เมื่อแสดงในรูปเปอร์เซ็นต์จะเรียกว่าเปอร์เซ็นต์โมลหรือเปอร์เซ็นต์โมลาร์ (สัญลักษณ์หน่วย % บางครั้งเรียกว่า "mol%" เทียบเท่ากับ cmol/mol สำหรับ10 ⁻² ) เศษส่วนโมลเรียกว่าเศษส่วนปริมาณโดยสหภาพเคมีบริสุทธิ์และประยุกต์ระหว่างประเทศ (IUPAC) ^{[ 1 ]}และเศษส่วนปริมาณของสารโดยสถาบันมาตรฐานและเทคโนโลยีแห่งชาติ ของสหรัฐอเมริกา (NIST) ^{[ 6 ]}ระบบการตั้งชื่อนี้เป็นส่วนหนึ่งของระบบปริมาณสากล (ISQ) ตามมาตรฐานISO 80000-9 [ ^{4 ]}ซึ่งไม่แนะนำให้ใช้ "เศษส่วนโมล" เนื่องจากไม่สามารถผสมข้อมูลกับหน่วยเมื่อแสดงค่าของปริมาณ^{ได้[ 6 ]}${\displaystyle {\mathsf {N}}/{\mathsf {N}}}$

ผลรวมของเศษส่วนโมลทั้งหมดในสารผสมมีค่าเท่ากับ 1:

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

เศษส่วนโมลมีค่าเท่ากับเศษส่วนจำนวนซึ่งนิยามว่าคือจำนวนอนุภาค ( โมเลกุล ) ขององค์ประกอบหนึ่งๆN _{_i} หารด้วยจำนวนโมเลกุลทั้งหมดN _{_tot}ในขณะที่เศษส่วนโมลเป็นอัตราส่วนของปริมาณต่อปริมาณ (ในหน่วยโมลต่อโมล) ความเข้มข้นโมลาร์เป็นผลหารของปริมาณต่อปริมาตร (ในหน่วยโมลต่อลิตร) วิธีอื่นๆ ในการแสดงองค์ประกอบของสารผสมในรูปปริมาณไร้หน่วยได้แก่เศษส่วนมวลและเศษส่วนปริมาตร

สัดส่วนโมลถูกนำมาใช้บ่อยมากในการสร้างแผนภาพเฟสและมีข้อดีหลายประการ:

• ค่านี้ไม่ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ (เช่นเดียวกับความเข้มข้นโมลาร์ ) และไม่จำเป็นต้องทราบความหนาแน่นของเฟสที่เกี่ยวข้อง
• สามารถเตรียมสารผสมที่มีสัดส่วนโมลที่ทราบได้โดยการชั่งน้ำหนักส่วนประกอบต่างๆ ในปริมาณที่เหมาะสม
• การวัดนี้มีความสมมาตร กล่าวคือ ในเศษส่วนโมลx  = 0.1 และx  = 0.9 บทบาทของ 'ตัวทำละลาย' และ 'ตัวถูกละลาย' จะสลับกัน
• ในส่วนผสมของก๊าซอุดมคติเศษส่วนโมลสามารถแสดงได้ด้วยอัตราส่วนของความดันย่อย ต่อ ความดันรวมของส่วนผสม
• ในสารผสมสามองค์ประกอบ เราสามารถแสดงเศษส่วนโมลขององค์ประกอบหนึ่งในรูปของฟังก์ชันของเศษส่วนโมลขององค์ประกอบอื่น ๆ และอัตราส่วนโมลแบบทวิภาคได้:

  ${\displaystyle {\begin{aligned}x_{1}&={\frac {1-x_{2}}{1+{\frac {x_{3}}{x_{1}}}}}\\[2pt]x_{3}&={\frac {1-x_{2}}{1+{\frac {x_{1}}{x_{3}}}}}\end{aligned}}}$

ผลหารเชิงอนุพันธ์สามารถเกิดขึ้นได้ในอัตราส่วนคงที่ดังตัวอย่างข้างต้น:

${\displaystyle \left({\frac {\partial x_{1}}{\partial x_{2}}}\right)_{\frac {x_{1}}{x_{3}}}=-{\frac {x_{1}}{1-x_{2}}}}$

หรือ

${\displaystyle \left({\frac {\partial x_{3}}{\partial x_{2}}}\right)_{\frac {x_{1}}{x_{3}}}=-{\frac {x_{3}}{1-x_{2}}}}$

อัตราส่วนX , YและZของเศษส่วนโมลสามารถเขียนได้สำหรับระบบสามองค์ประกอบและระบบหลายองค์ประกอบ:

${\displaystyle {\begin{aligned}X&={\frac {x_{3}}{x_{1}+x_{3}}}\\[2pt]Y&={\frac {x_{3}}{x_{2}+x_{3}}}\\[2pt]Z&={\frac {x_{2}}{x_{1}+x_{2}}}\end{aligned}}}$

สิ่งเหล่านี้สามารถนำไปใช้ในการแก้สมการเชิงอนุพันธ์ย่อยได้ เช่น:

${\displaystyle \left({\frac {\partial \mu _{2}}{\partial n_{1}}}\right)_{n_{2},n_{3}}=\left({\frac {\partial \mu _{1}}{\partial n_{2}}}\right)_{n_{1},n_{3}}}$

หรือ

${\displaystyle \left({\frac {\partial \mu _{2}}{\partial n_{1}}}\right)_{n_{2},n_{3},n_{4},\ldots ,n_{i}}=\left({\frac {\partial \mu _{1}}{\partial n_{2}}}\right)_{n_{1},n_{3},n_{4},\ldots ,n_{i}}}$

สามารถจัดเรียงสมการนี้ใหม่เพื่อให้มีผลหารเชิงอนุพันธ์ของปริมาณโมลหรือเศษส่วนอยู่ด้านใดด้านหนึ่งได้

${\displaystyle \left({\frac {\partial \mu _{2}}{\partial \mu _{1}}}\right)_{n_{2},n_{3}}=-\left({\frac {\partial n_{1}}{\partial n_{2}}}\right)_{\mu _{1},n_{3}}=-\left({\frac {\partial x_{1}}{\partial x_{2}}}\right)_{\mu _{1},n_{3}}}$

หรือ

${\displaystyle \left({\frac {\partial \mu _{2}}{\partial \mu _{1}}}\right)_{n_{2},n_{3},n_{4},\ldots ,n_{i}}=-\left({\frac {\partial n_{1}}{\partial n_{2}}}\right)_{\mu _{1},n_{2},n_{4},\ldots ,n_{i}}}$

สามารถกำจัดปริมาณโมลได้โดยการสร้างอัตราส่วน:

${\displaystyle \left({\frac {\partial n_{1}}{\partial n_{2}}}\right)_{n_{3}}=\left({\frac {\partial {\frac {n_{1}}{n_{3}}}}{\partial {\frac {n_{2}}{n_{3}}}}}\right)_{n_{3}}=\left({\frac {\partial {\frac {x_{1}}{x_{3}}}}{\partial {\frac {x_{2}}{x_{3}}}}}\right)_{n_{3}}}$

ดังนั้น อัตราส่วนของศักยภาพทางเคมีจึงเป็นดังนี้:

${\displaystyle \left({\frac {\partial \mu _{2}}{\partial \mu _{1}}}\right)_{\frac {n_{2}}{n_{3}}}=-\left({\frac {\partial {\frac {x_{1}}{x_{3}}}}{\partial {\frac {x_{2}}{x_{3}}}}}\right)_{\mu _{1}}}$

ในทำนองเดียวกัน อัตราส่วนสำหรับระบบหลายองค์ประกอบจะเป็นดังนี้

${\displaystyle \left({\frac {\partial \mu _{2}}{\partial \mu _{1}}}\right)_{{\frac {n_{2}}{n_{3}}},{\frac {n_{3}}{n_{4}}},\ldots ,{\frac {n_{i-1}}{n_{i}}}}=-\left({\frac {\partial {\frac {x_{1}}{x_{3}}}}{\partial {\frac {x_{2}}{x_{3}}}}}\right)_{\mu _{1},{\frac {n_{3}}{n_{4}}},\ldots ,{\frac {n_{i-1}}{n_{i}}}}}$

สามารถคำนวณ เศษส่วนมวลw _iได้โดยใช้สูตร

${\displaystyle w_{i}=x_{i}{\frac {M_{i}}{\bar {M}}}=x_{i}{\frac {M_{i}}{\sum _{j}x_{j}M_{j}}}}$

โดยที่Miคือมวลโมลของส่วนประกอบiและM̄ คือ มวลโมลเฉลี่ยของ _{ส่วนผสม}

การผสมสารบริสุทธิ์สองชนิดสามารถแสดงได้โดยการระบุปริมาณหรืออัตราส่วน โมล ของ การผสม โดย เศษส่วนโมลของสารทั้งสองจะเป็นดังนี้: ${\displaystyle r_{n}={\frac {n_{2}}{n_{1}}}}$

${\displaystyle {\begin{aligned}x_{1}&={\frac {1}{1+r_{n}}}\\[2pt]x_{2}&={\frac {r_{n}}{1+r_{n}}}\end{aligned}}}$

อัตราส่วนปริมาณเท่ากับอัตราส่วนของเศษส่วนโมลของส่วนประกอบต่างๆ:

${\displaystyle {\frac {n_{2}}{n_{1}}}={\frac {x_{2}}{x_{1}}}}$

เนื่องจากการหารทั้งตัวเศษและตัวส่วนด้วยผลรวมของปริมาณโมลของส่วนประกอบต่างๆ คุณสมบัตินี้มีผลกระทบต่อการแสดงแผนภาพเฟส โดยใช้ แผนภาพสามองค์ประกอบ เป็นต้น

การผสมสารผสมไบนารีกับส่วนประกอบร่วมกันจะให้สารผสมเทอร์นารีที่มีอัตราส่วนการผสมระหว่างส่วนประกอบทั้งสามที่แน่นอน อัตราส่วนการผสมจากสารผสมเทอร์นารีและเศษส่วนโมลที่สอดคล้องกันของสารผสมเทอร์นารี x ₁₍₁₂₃₎ , x ₂₍₁₂₃₎ , x ₃₍₁₂₃₎สามารถแสดงเป็นฟังก์ชันของอัตราส่วนการผสมหลายค่าที่เกี่ยวข้อง ได้แก่ อัตราส่วนการผสมระหว่างส่วนประกอบของสารผสมไบนารีและอัตราส่วนการผสมของสารผสมไบนารีเพื่อสร้างสารผสมเทอร์นารี

${\displaystyle x_{1(123)}={\frac {n_{(12)}x_{1(12)}+n_{13}x_{1(13)}}{n_{(12)}+n_{(13)}}}}$

การคูณเศษส่วนโมลด้วย 100 จะได้เปอร์เซ็นต์โมล หรือเรียกอีกอย่างว่า ปริมาณ/เปอร์เซ็นต์ปริมาณ [ย่อว่า (n/n)% หรือ mol %]

การแปลงค่าระหว่างความเข้มข้นมวลρ _i และ ρ i เป็นไปตามสูตร:

${\displaystyle {\begin{aligned}x_{i}&={\frac {\rho _{i}}{\rho }}{\frac {\bar {M}}{M_{i}}}\\[3pt]\Leftrightarrow \rho _{i}&=x_{i}\rho {\frac {M_{i}}{\bar {M}}}\end{aligned}}}$

โดยที่M̄คือมวลโมลเฉลี่ยของสารผสม

การแปลงเป็นความเข้มข้นโมลาร์c _iกำหนดโดย:

${\displaystyle {\begin{aligned}c_{i}&=x_{i}c\\[3pt]&={\frac {x_{i}\rho }{\bar {M}}}={\frac {x_{i}\rho }{\sum _{j}x_{j}M_{j}}}\end{aligned}}}$

โดยที่M̄คือมวลโมลเฉลี่ยของสารละลายcคือความเข้มข้นโมลรวม และρคือความหนาแน่นของสารละลาย

สามารถคำนวณเศษส่วนโมลได้จากมวลm _iและมวลโมลาร์M _iของส่วนประกอบต่างๆ:

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

ใน ส่วนผสมที่มีการกระจาย ตัวไม่สม่ำเสมอในเชิงพื้นที่ความแตกต่างของสัดส่วนโมลจะกระตุ้นให้เกิดปรากฏการณ์การ แพร่กระจาย