Anonim
Pentru a face acest lucru, trebuie să utilizați tabelul periodic. În celula oricărui element, un număr este dat, cel mai adesea, cu o precizie de 3-4 zecimale - aceasta este greutatea moleculară relativă (masa molară) a acestui element. De obicei, greutatea moleculară este rotunjită conform regulilor matematice corespunzătoare, cu excepția clorului - greutatea moleculară a atomului de clor este de 35,5. Greutatea moleculară a unui compus este egală cu suma greutăților moleculare ale elementelor sale constitutive. De exemplu, apa este H2O. Greutatea moleculară a hidrogenului este 1, oxigenul este 16. Prin urmare, greutatea moleculară a apei este 2 * 1 + 16 = 18 g / mol.
Anonim
Pentru a determina masa molară a substanțelor, este necesar:
- au un tabel al sistemului periodic al elementelor chimice D.I. Mendeleev;
- cunoașteți numărul de atomi ai fiecărui element din formula substanței în cauză;
- cunoașteți definiția conceptelor „masă molară”, „aluniță”.
Formula substanței
Pentru a descrie o substanță, este necesar să se cunoască câți atomi și ce tip de moleculă a substanței luate în considerare conține. De exemplu, kriptonul de gaz inert există în condiții normale (presiune atmosferică 101325 Pa = 760 mm Hg, temperatură 273,15 K = 0°C) sub forma atomică Kr. Molecula de monoxid de carbon este formată din doi atomi de carbon C și un atom de oxigen O: CO2. Iar lichidul de răcire al frigiderului - freonul 134 - are o formulă mai complexă: CF3CFH2.
Definiții
Masa molară Mr este masa unui mol dintr-o substanță, măsurată în g/mol.
Un mol este cantitatea dintr-o substanță care conține un anumit număr de atomi de un anumit tip. Este definit ca numărul de atomi din 12 g de izotop de carbon C-12 și este egal cu constanta Avogadro N = 6,022 * 10^23 1/ mol.
Calculul masei molare
Pentru determinarea masei molare Mr a unei substante este necesar sa se afle masa atomica Ar a fiecarui element inclus in substanta, folosind tabelul sistemului periodic de elemente chimice din D.I. Mendeleev și să cunoască numărul de atomi ai fiecărui element.
De exemplu, masa molară Mr a tetraboratului de sodiu Na2B4O7 * 10 H2O este:
M r (Na2B4O7 * 10 H2O) \u003d 2 * Ar (Na) + 4 * Ar (B) + 7 * Ar (O) + 10 * 2 * Ar (H) + 10 * Ar (O) \u003d 2 * 23 + 4 * 11 + 7 * 16 + 10 * 2 * 1 * 16 = 223 g/mol.
23 august 2012În chimia practică și teoretică, există două concepte precum greutatea moleculară (este adesea înlocuită cu conceptul de greutate moleculară, care nu este corect) și masa molară care au semnificație practică. Ambele cantități depind de compoziția unei substanțe simple sau complexe.
Cum se determină masa molară sau greutatea moleculară? Ambele cantități fizice nu pot fi găsite (sau aproape nu pot) fi găsite prin măsurare directă, de exemplu, prin cântărirea unei substanțe pe o balanță. Ele sunt calculate pe baza formulei chimice a compusului și a maselor atomice ale tuturor elementelor. Aceste cantități sunt egale numeric, dar diferă ca dimensiune. Masa moleculară este exprimată în unități de masă atomică, care sunt o valoare convențională, au denumirea a. e. m., precum și un alt nume - „dalton”. Unitățile de masă molară sunt exprimate în g/mol.
Masele moleculare ale substanțelor simple, ale căror molecule constau dintr-un atom, sunt egale cu masele lor atomice, care sunt indicate în tabelul periodic al lui Mendeleev. De exemplu, pentru:
- sodiu (Na) - 22,99 a. mânca.;
- fier (Fe) - 55,85 a. mânca.;
- sulf (S) - 32,064 a. mânca.;
- argon (Ar) - 39.948 u.a. mânca.;
- potasiu (K) - 39,102 a. mânca.
De asemenea, greutățile moleculare ale substanțelor simple, ale căror molecule constau din mai mulți atomi ai unui element chimic, sunt calculate ca produs al masei atomice a elementului cu numărul de atomi din moleculă. De exemplu, pentru:
- oxigen (O2) - 16. 2 \u003d 32 a. mânca.;
- azot (N2) - 14,2 \u003d 28 a. mânca.;
- clor (Cl2) - 35. 2 \u003d 70 a. mânca.;
- ozon (O3) - 16 . 3 \u003d 48 a. mânca.
Greutățile moleculare ale substanțelor complexe se calculează prin însumarea produselor masei atomice cu numărul de atomi pentru fiecare element inclus în moleculă. De exemplu, pentru:
- acid clorhidric (HCl) - 2 + 35 = 37 a. mânca.;
- monoxid de carbon (CO) - 12 + 16 \u003d 28 a. mânca.;
- dioxid de carbon (CO2) - 12 + 16. 2 \u003d 44 a. mânca.
Dar cum să găsim masa molară a substanțelor?
Acest lucru nu este dificil de făcut, deoarece este masa unei cantități unitare a unei anumite substanțe, exprimată în moli. Adică, dacă greutatea moleculară calculată a fiecărei substanțe este înmulțită cu o valoare constantă egală cu 1 g / mol, atunci se va obține masa molară a acesteia. De exemplu, cum găsiți masa molară a dioxidului de carbon (CO2)? Urmează (12 + 16,2) 0,1 g/mol = 44 g/mol, adică MCO2 = 44 g/mol. Pentru substanțele simple, molecule care conțin doar un atom al unui element, acest indicator, exprimat în g/mol, coincide numeric cu masa atomică a elementului. De exemplu, pentru sulf MS = 32,064 g/mol. Cum să găsiți masa molară a unei substanțe simple a cărei moleculă este formată din mai mulți atomi poate fi considerat folosind oxigenul ca exemplu: MO2 = 16. 2 = 32 g/mol.
S-au dat aici exemple pentru anumite substanțe simple sau complexe. Dar este posibil și cum să găsiți masa molară a unui produs format din mai multe componente? Ca și greutatea moleculară, masa molară a unui amestec multicomponent este o cantitate aditivă. Este suma produselor masei molare a componentei și a fracției sale din amestec: M = ∑Mi . Xi, adică atât greutatea moleculară medie, cât și masa molară medie pot fi calculate.
De exemplu, aerul, care conține aproximativ 75,5% azot, 23,15% oxigen, 1,29% argon și 0,046% dioxid de carbon (alte impurități, care sunt conținute în cantități mai mici, pot fi neglijate): Mair \u003d 28. 0,755 + 32. 0,2315 + 40 . 0,129 + 44 . 0,00046 = 29,08424 g/mol ≈ 29 g/mol.
Cum se află masa molară a unei substanțe dacă precizia determinării maselor atomice indicate în tabelul periodic este diferită? Pentru unele elemente, este indicat până la zecimi, pentru altele până la sutimi, pentru treimi până la miimi, iar pentru cum ar fi radon - până la numere întregi, pentru mangan până la zece miimi.
Când se calculează masa molară, nu are sens să se efectueze calcule cu o precizie mai mare decât la zecimi, deoarece acestea au aplicații practice atunci când puritatea substanțelor chimice sau a reactivilor înșiși va introduce o eroare mare. Toate aceste calcule sunt aproximative. Dar acolo unde chimiștii necesită o precizie mai mare, se fac corecții adecvate folosind anumite proceduri: se stabilește titrul soluției, se fac calibrări folosind probe standard și așa mai departe.
Sursa: fb.ruReal
Orice substanță este formată din particule cu o anumită structură (molecule sau atomi). Masa molară a unui compus simplu se calculează din sistemul periodic de elemente prin D.I. Mendeleev. Dacă este necesar să aflați acest parametru pentru o substanță complexă, atunci calculul se dovedește a fi lung și, în acest caz, cifra este căutată într-o carte de referință sau într-un catalog chimic, în special Sigma-Aldrich.
Conceptul de masă molară
Masa molară (M) - greutatea unui mol dintr-o substanță. Acest parametru pentru fiecare atom poate fi găsit în sistemul periodic de elemente, este situat chiar sub nume. Când se calculează masa compușilor, cifra este de obicei rotunjită la cea mai apropiată totalitate sau zecime. Pentru o înțelegere finală a de unde provine această valoare, este necesar să înțelegem conceptul de „aluniță”. Aceasta este cantitatea unei substanțe care conține numărul de particule ale acesteia din urmă, egal cu 12 g dintr-un izotop stabil de carbon (12 C). Atomii și moleculele substanțelor variază ca mărime într-o gamă largă, în timp ce numărul lor în mol este constant, dar masa crește și, în consecință, volumul.
Conceptul de „masă molară” este strâns legat de numărul Avogadro (6,02 x 10 23 mol -1). Această cifră indică un număr constant de unități (atomi, molecule) dintr-o substanță într-un mol.
Valoarea masei molare pentru chimie
Substanțele chimice intră în diferite reacții între ele. De obicei, ecuația oricărei interacțiuni chimice indică câte molecule sau atomi sunt utilizați. Astfel de denumiri se numesc coeficienți stoichiometrici. De obicei, acestea sunt specificate înaintea formulei. Prin urmare, caracteristica cantitativă a reacțiilor se bazează pe cantitatea de substanță și masa molară. Ele reflectă în mod clar interacțiunea atomilor și moleculelor între ele.
Calculul masei molare
Compoziția atomică a oricărei substanțe sau amestec de componente ale unei structuri cunoscute poate fi vizualizată din Tabelul Periodic al Elementelor. Compușii anorganici, de regulă, se scriu după formula empirică, adică fără a desemna structura, ci doar numărul de atomi din moleculă. Substanțele organice pentru calcularea masei molare sunt desemnate în același mod. De exemplu, benzen (C6H6).
Cum se calculează masa molară? Formula include tipul și numărul de atomi din moleculă. Conform tabelului D.I. Mendeleev, se verifică masele molare ale elementelor și fiecare cifră este înmulțită cu numărul de atomi din formulă.
Pe baza greutății moleculare și a tipului de atomi, puteți calcula numărul lor într-o moleculă și puteți elabora o formulă pentru compus.
Masa molară a elementelor
Adesea, pentru a efectua reacții, calcule în chimia analitică și aranjarea coeficienților în ecuații, este necesară cunoașterea masei moleculare a elementelor. Dacă molecula conține un atom, atunci această valoare va fi egală cu cea a substanței. Dacă există două sau mai multe elemente, masa molară se înmulțește cu numărul lor.
Valoarea masei molare la calcularea concentratiilor
Acest parametru este utilizat pentru a converti aproape toate modurile de exprimare a concentrațiilor de substanțe. De exemplu, adesea apar situații pentru a determina fracția de masă pe baza cantității de substanță dintr-o soluție. Ultimul parametru este exprimat în unitatea mol/litru. Pentru a determina greutatea dorită, cantitatea de substanță este înmulțită cu masa molară. Valoarea primită este redusă de 10 ori.
Masa molară este utilizată pentru a calcula normalitatea unei substanțe. Acest parametru este utilizat în chimia analitică pentru efectuarea metodelor de analiză titrimetrică și gravimetrică, dacă este necesar să se efectueze reacția cu precizie.
Măsurarea masei molare
Prima experiență istorică a fost măsurarea densității gazelor în raport cu hidrogenul. Au fost efectuate studii suplimentare ale proprietăților coligative. Acestea includ, de exemplu, presiunea osmotică, care determină diferența de fierbere sau înghețare dintre o soluție și un solvent pur. Acești parametri se corelează direct cu numărul de particule de substanță din sistem.
Uneori, măsurarea masei molare este efectuată pe o substanță cu compoziție necunoscută. Anterior, se folosea o metodă precum distilarea izotermă. Esența sa constă în plasarea unei soluții a unei substanțe într-o cameră saturată cu vapori de solvenți. În aceste condiții, are loc condensarea vaporilor și temperatura amestecului crește, ajunge la echilibru și începe să scadă. Căldura de evaporare eliberată este calculată din modificarea indicelui de încălzire și răcire al soluției.
Principala metodă modernă de măsurare a masei molare este spectrometria de masă. Aceasta este modalitatea principală de identificare a amestecurilor de substanțe. Cu ajutorul instrumentelor moderne, acest proces are loc automat, doar inițial este necesar să se selecteze condițiile pentru separarea compușilor din probă. Metoda spectrometriei de masă se bazează pe ionizarea unei substanțe. Ca rezultat, se formează diverse fragmente încărcate ale compusului. Spectrul de masă indică raportul dintre masă și sarcina ionilor.
Determinarea masei molare pentru gaze
Se măsoară pur și simplu masa molară a oricărui gaz sau vapori. Este suficient să folosiți controlul. Același volum al unei substanțe gazoase este egal ca cantitate cu altul la aceeași temperatură. O modalitate cunoscută de a măsura volumul de abur este determinarea cantității de aer deplasat. Acest proces se realizează folosind o ieșire laterală care duce la dispozitivul de măsurare.
Utilizări practice ale masei molare
Astfel, conceptul de masă molară în chimie este folosit peste tot. Pentru a descrie procesul, a crea complexe polimerice și alte reacții, este necesar să se calculeze acest parametru. Un punct important este determinarea concentrației substanței active în substanța farmaceutică. De exemplu, folosind o cultură celulară, sunt investigate proprietățile fiziologice ale unui nou compus. În plus, masa molară este importantă în cercetarea biochimică. De exemplu, atunci când se studiază participarea la procesele metabolice ale elementului. Acum este cunoscută structura multor enzime, astfel încât este posibil să se calculeze greutatea moleculară a acestora, care este măsurată în principal în kilodaltoni (kDa). Astăzi, sunt cunoscute greutățile moleculare ale aproape tuturor componentelor sângelui uman, în special hemoglobina. Masa moleculară și masa molară a unei substanțe în anumite cazuri sunt sinonime. Diferențele lor constă în faptul că ultimul parametru este media pentru toți izotopii atomului.
Orice experimente microbiologice cu o determinare precisă a efectului unei substanțe asupra unui sistem enzimatic sunt efectuate folosind concentrații molare. De exemplu, în biocataliză și în alte domenii în care este necesar să se studieze activitatea enzimatică, sunt utilizate concepte precum inductori și inhibitori. Pentru a regla activitatea enzimei la nivel biochimic, este necesar să se studieze folosind precis mase molare. Acest parametru a intrat ferm în domeniul științelor naturale și inginerești precum fizica, chimia, biochimia, biotehnologia. Procesele astfel caracterizate devin mai inteligibile din punct de vedere al mecanismelor, determinarii parametrilor acestora. Tranziția de la știința fundamentală la știința aplicată nu este completă fără un indicator de masă molară, variind de la soluții fiziologice, sisteme tampon și terminând cu determinarea dozelor de substanțe farmaceutice pentru organism.
Una dintre unitățile de bază din Sistemul Internațional de Unități (SI) este unitatea de măsură a unei substanțe este molul.
cârtiță – aceasta este o astfel de cantitate dintr-o substanță care conține tot atâtea unități structurale ale unei substanțe date (molecule, atomi, ioni etc.) câte atomi de carbon există în 0,012 kg (12 g) dintr-un izotop de carbon 12 Cu .
Având în vedere că valoarea masei atomice absolute pentru carbon este m(C) \u003d 1,99 10 26 kg, puteți calcula numărul de atomi de carbon N DAR continut in 0,012 kg de carbon.
Un mol din orice substanță conține același număr de particule din această substanță (unități structurale). Numărul de unități structurale conținute într-o substanță cu o cantitate de un mol este 6,02 10 23 și a sunat numărul lui Avogadro (N DAR ).
De exemplu, un mol de cupru conține 6,02 10 23 atomi de cupru (Cu), iar un mol de hidrogen (H 2) conține 6,02 10 23 molecule de hidrogen.
Masă molară(M) este masa unei substanțe luate în cantitate de 1 mol.
Masa molară se notează cu litera M și are unitatea [g/mol]. În fizică, se utilizează dimensiunea [kg/kmol].
În cazul general, valoarea numerică a masei molare a unei substanțe coincide numeric cu valoarea masei sale moleculare relative (atomice relativă).
De exemplu, greutatea moleculară relativă a apei este:
Domnul (H 2 O) \u003d 2Ar (H) + Ar (O) \u003d 2 ∙ 1 + 16 \u003d 18 a.m.u.
Masa molară a apei are aceeași valoare, dar se exprimă în g/mol:
M (H2O) = 18 g/mol.
Astfel, un mol de apă care conține 6,02 10 23 molecule de apă (respectiv 2 6,02 10 23 atomi de hidrogen și 6,02 10 23 atomi de oxigen) are o masă de 18 grame. 1 mol de apă conține 2 moli de atomi de hidrogen și 1 mol de atomi de oxigen.
1.3.4. Relația dintre masa unei substanțe și cantitatea acesteia
Cunoscând masa unei substanțe și formula ei chimică, și de aici valoarea masei sale molare, se poate determina cantitatea unei substanțe și, invers, cunoscând cantitatea unei substanțe, se poate determina masa acesteia. Pentru astfel de calcule, ar trebui să utilizați formulele:
unde ν este cantitatea de substanță, [mol]; m este masa substanței, [g] sau [kg]; M este masa molară a substanței, [g/mol] sau [kg/kmol].
De exemplu, pentru a găsi masa de sulfat de sodiu (Na 2 SO 4) în cantitate de 5 moli, găsim:
1) valoarea masei moleculare relative a Na 2 SO 4, care este suma valorilor rotunjite ale maselor atomice relative:
Domnul (Na 2 SO 4) \u003d 2Ar (Na) + Ar (S) + 4Ar (O) \u003d 142,
2) valoarea masei molare a substanței egală numeric cu aceasta:
M (Na2SO4) = 142 g/mol,
3) și, în final, o masă de 5 moli de sulfat de sodiu:
m = ν M = 5 mol 142 g/mol = 710 g
Răspuns: 710.
1.3.5. Relația dintre volumul unei substanțe și cantitatea acesteia
În condiții normale (n.o.), adică la presiune R , egal cu 101325 Pa (760 mm Hg) și temperatură T, egal cu 273,15 K (0 С), un mol de diferite gaze și vapori ocupă același volum, egal cu 22,4 l.
Volumul ocupat de 1 mol de gaz sau vapori la n.o. se numește volumul molargaz și are dimensiunea unui litru pe mol.
V mol \u003d 22,4 l / mol.
Cunoscând cantitatea de substanță gazoasă (ν ) și valoarea volumului molar (V mol) puteți calcula volumul său (V) în condiții normale:
V = ν V mol,
unde ν este cantitatea de substanță [mol]; V este volumul substanței gazoase [l]; V mol \u003d 22,4 l / mol.
Dimpotrivă, cunoscând volumul ( V) dintr-o substanță gazoasă în condiții normale, puteți calcula cantitatea acesteia (ν) :
Masa molară este o cantitate care se găsește cel mai adesea în calculele din practica chimică. Indică masa unei cantități dintr-o substanță.
- Formula unei molecule a unei substanțe, care indică numărul de atomi ai elementelor incluse în moleculă.
- Greutatea atomică a fiecăruia dintre elementele care alcătuiesc molecula. Acesta poate fi găsit în tabelul Tabelului periodic al elementelor lui Mendeleev, care l-a calculat deja pentru noi.
Rezum rezultatele obținute pentru a obține masa totală a moleculei.
Masa rezultată a moleculei este înmulțită cu 1 g/mol pentru a obține masa molară. 1 g/mol este constanta masei molare și se referă la masa unui mol dintr-o substanță.
Deoarece algoritmul de calcul al masei molare este foarte simplu, dacă ai internetul la îndemână, poți folosi calculatorul online pentru formule simple.
Pentru formule mai serioase, precum CO2H.N:N.CO2H, pentru a crește fiabilitatea, merită să faceți singur calculul, nu să aveți încredere în dezvoltatorii de calculatoare.
