Molalität ist ein Verhältnis, das in der analytischen Chemie verwendet wird, um die Konzentration einer chemischen Lösung quantitativ auszudrücken. Wenn eine Lösung hergestellt wird, enthält sie eine bestimmte Menge an gelöstem Stoff, eine Substanz, die in einer Flüssigkeit aufgelöst wird. Die Flüssigkeit, in der der gelöste Stoff gelöst ist, wird als Lösungsmittel bezeichnet. Molalität (m) ist die Menge des gelösten Stoffes, ausgedrückt in Einheiten, die Mol genannt werden, geteilt durch die Masse des Lösungsmittels in Kilogramm.
Um die Molalität zu verstehen, ist es notwendig, das Mol, eine grundlegende chemische Einheit, zu verstehen. Ein Mol einer Substanz enthält die gleiche Anzahl von Einheiten wie die Anzahl der Atome in 12 Gramm (g) des Elements Kohlenstoff-12. Diese sehr hohe Zahl ist als Avogadro-Zahl bekannt. Ein Mol Kohlenstoff-12 wiegt also per Definition 12 Gramm.
Alle anderen Atommassen der Elemente basieren auf dem Kohlenstoff-12-Standard. Eine einheitliche atomare Masseneinheit (u) entspricht 1/12 der Masse eines Kohlenstoff-12-Atoms – Kohlenstoff-12 wiegt 12 u. Der Maulwurf wird nur der Einfachheit halber auf diese Weise definiert. Mathematisch bedeutet dies, dass die Masse eines Mols einer Verbindung in Gramm gleich ihrer Molekülmasse in u ist.
Die Molekülmasse einer Verbindung kann durch Addition der Atommassen ihrer einzelnen Atome bestimmt werden. Wasser zum Beispiel besteht aus zwei Wasserstoffatomen und einem Sauerstoffatom. Jedes Wasserstoffatom hat eine Atommasse von etwa 1.008 u und die Masse von Sauerstoff beträgt etwa 15.999 u. Die Molekülmasse von Wasser beträgt daher etwa 18.015 u, und die Masse eines Mols Wasser beträgt 18.015 g.
Die Menge eines gelösten Stoffes in einer chemischen Lösung wird in Mol gemessen. Ein Mol Salz, auch Natriumchlorid genannt, hat eine Masse von etwa 58.5 g. Würde man 58.5 g oder ein Mol Salz in einem Kilogramm Wasser lösen, hätte die resultierende Lösung eine Molalität von 1 m. Wenn außerdem zwei Mol Natriumchlorid in 5 kg Wasser gelöst würden, würde die Molalität 4 m betragen.
Ein ähnliches und weiter verbreitetes Maß für die Konzentration ist die Molarität (M). Molarität basiert im Gegensatz zur Molalität auf dem Volumen: Es ist die Anzahl der Mole eines gelösten Stoffes in einem Liter einer Lösung. Da sich das Volumen einer Lösung bei Temperaturänderungen ändern, ausdehnen oder zusammenziehen kann, ist die Molarität nicht immer ein zuverlässiges Maß für die Konzentration. Die Molalität, die auf der unveränderlichen Masse der Masse basiert, ist oft in Situationen nützlicher, in denen die Temperatur der Lösung variabel ist.