Peshat molekulare të të gjitha kimikateve. Pesha molekulare relative. Çfarë kemi mësuar
Atomet dhe molekulat janë grimcat më të vogla të materies, prandaj, si njësi matëse, mund të zgjidhni masën e njërit prej atomeve dhe të shprehni masat e atomeve të tjera në lidhje me atë të zgjedhur. Pra, çfarë është masa molare dhe cili është dimensioni i saj?
Çfarë është masa molare?
Themeluesi i teorisë së masave atomike ishte shkencëtari Dalton, i cili përpiloi një tabelë të masave atomike dhe mori masën e një atomi të hidrogjenit si njësi.
Masa molare është masa e një moli të një lënde. Një nishan, nga ana tjetër, është sasia e një lënde që përmban një sasi të caktuar grimcash të vogla që përfshihen në proceset kimike. Numri i molekulave të përfshira në një mol quhet numri i Avogadro-s. Kjo vlerë është konstante dhe nuk ndryshon.
Oriz. 1. Formula për numrin e Avogadro.
Kështu, masa molare e një substance është masa e një moli, i cili përmban 6,02 * 10 ^ 23 grimca elementare.
Numri i Avogadros mori emrin e tij për nder të shkencëtarit italian Amedeo Avagadro, i cili vërtetoi se numri i molekulave në të njëjtin vëllim gazesh është gjithmonë i njëjtë.
Masa molare në Sistemin Ndërkombëtar të SI matet në kg / mol, megjithëse kjo vlerë zakonisht shprehet në gram / mol. Kjo vlerë shënohet me shkronjën angleze M, dhe formula për masën molare është si më poshtë:
ku m është masa e një lënde, dhe v është sasia e një lënde.
Oriz. 2. Llogaritja e masës molare.
Si të gjeni masën molare të një lënde?
Tabela e DI Mendeleev do të ndihmojë për të llogaritur masën molare të kësaj apo asaj substance. Merrni çdo substancë, për shembull, acidin sulfurik, formula e tij duket si kjo: H 2 SO 4. Tani le t'i drejtohemi tabelës dhe të shohim se sa është masa atomike e secilit prej elementeve që përbëjnë acidin. Acidi sulfurik përbëhet nga tre elementë - hidrogjen, squfur, oksigjen. Masa atomike e këtyre elementeve është përkatësisht 1, 32, 16.
Rezulton se pesha totale molekulare është 98 njësi të masës atomike (1 * 2 + 32 + 16 * 4). Kështu, zbuluam se një mol acid sulfurik peshon 98 gram.
Masa molare e një lënde numerikisht është e barabartë me masën molekulare relative nëse njësitë strukturore substancat janë molekula. Masa molare e një lënde mund të jetë gjithashtu e barabartë me masën atomike relative nëse njësitë strukturore të substancës janë atome.
Deri në vitin 1961, një atom oksigjen merrej si njësi e masës atomike, por jo një atom i plotë, por pjesa 1/16 e tij. Në të njëjtën kohë, kimike dhe njësi fizike masat nuk ishin të njëjta. Kimikati ishte 0.03% më shumë se ai fizik.
Aktualisht, një sistem i unifikuar matjesh është miratuar në fizikë dhe kimi. Si standard ea.m. Përzgjidhet 1/12 e masës së atomit të karbonit.
Oriz. 3. Formula e njësisë së masës atomike të karbonit.
Masa molare e çdo gazi ose avulli është shumë e lehtë për t'u matur. Mjafton të përdorni kontrollin. Një vëllim i njëjtë i një lënde të gaztë është i barabartë në sasi me një substancë tjetër në të njëjtën temperaturë. Një metodë e njohur për matjen e vëllimit të avullit është përcaktimi i sasisë së ajrit të zhvendosur. Ky proces kryhet duke përdorur një krah anësor që çon në pajisjen matëse.
Koncepti i masës molare është shumë i rëndësishëm në kimi. Llogaritja e tij është e nevojshme për të krijuar komplekse polimeresh dhe shumë reaksione të tjera. Në farmaceutikë, përqendrimi i një substance të caktuar në një substancë përcaktohet duke përdorur masën molare. Gjithashtu, masa molare është e rëndësishme gjatë kryerjes së studimeve biokimike (procesi i shkëmbimit në një element).
Në ditët e sotme, falë zhvillimit të shkencës, janë të njohura peshat molekulare të pothuajse të gjithë përbërësve të gjakut, përfshirë hemoglobinën.
Çfarë kemi mësuar?
Në klasën e 8-të në kimi, një temë e rëndësishme është “masa molare e një lënde”. Masa molare është një koncept i rëndësishëm fizik dhe kimik. Masa molare është një karakteristikë e një substance, raporti i masës së një lënde me numrin e moleve të kësaj substance, domethënë, masa e një moli të një lënde. matet në kg / mol ose gram / mol.
Test sipas temës
Vlerësimi i raportit
Vleresim mesatar: 4.2. Gjithsej vlerësimet e marra: 331.
Nuk është sekret që shenjat kimike bëjnë të mundur përshkrimin e përbërjes së një substance komplekse në formën e formulave.
Formula kimikeështë një regjistrim i kushtëzuar i përbërjes së një lënde me anë të shenjave dhe indekseve kimike.
Formulat dallojnë ndërmjet molekulare, strukturore, elektronike dhe të tjera.
Formulat molekulare(H3P04, Fe203, A1 (OH) 3, Na2S04, 02, etj.) tregojnë përbërjen cilësore (d.m.th., nga cilat elementë përbëhet substanca) dhe sasiore (d.m.th. sa atome të secilit element ka në substancë).
Formulat strukturore tregoni rendin e lidhjes së atomeve në një molekulë, duke i lidhur atomet me vizat (një dash - një lidhje kimike midis dy atomeve në një molekulë).
Pesha relative atomike dhe molekulare
Masa atomike relative një substancë ose element është një sasi pa dimension. Pse pa dimensione, sepse masa duhet të ketë dimensione?
Arsyeja është se masa atomike e një lënde në kg është shumë e vogël dhe shprehet në rendin nga 10 deri në minus 27 gradë. Për të mos marrë parasysh këtë tregues në llogaritjet, masa e secilit element çoi në një raport prej 1/12 të masës së izotopit të karbonit. Për këtë arsye, masa atomike relative e karbonit është 12 njësi.
Vlerat moderne të masave atomike relative janë dhënë në tabelën periodike të elementeve të D.I. Mendeleev. Shumica e artikujve janë
Vlerat mesatare aritmetike të masave atomike të përzierjes natyrore të izotopeve të këtyre elementeve.
Për shembull, masa relative e hidrogjenit është 1 dhe oksigjeni është 16.
Pesha molekulare relative e substancave të thjeshta dhe komplekse është numerikisht e barabartë me shumën e masave atomike relative të atomeve që përbëjnë molekulën.
Për shembull, pesha molekulare relative e ujit, e përbërë nga dy atome hidrogjeni dhe një atom oksigjeni, është
Formula kimike mund të përdoret për të llogaritur si përbërjen kimike ashtu edhe peshën molekulare.
Përbërja sasiore e përcaktuar me formula kimike ka rëndësi të madhe për llogaritjet e shumta që bëhen sipas përbërjes kimike.
Llogaritja e peshës molekulare relative të një substance me një formulë kimike kryhet duke shtuar produktet e masave atomike relative të elementeve me indekset përkatëse në formulën kimike.
Ne diskutuam se si pesha molekulare e një substance llogaritet pak më e lartë.
Dhe kjo është pikërisht detyra që automatizon kalkulatori ynë kimik.
Duke ditur masën molekulare të një lënde, nuk na kushton asgjë për të llogaritur masën molare.
Mole- ekziston një sasi e materies në një sistem që përmban të njëjtën gjë elementet strukturore sa atome përmban karboni-12 me peshë 12 gram
Kështu, masa molare e një lënde korrespondon saktësisht me masën molekulare relative dhe ka dimensionin gram / mol.
Kështu, masa molare e ujit është 18 gram / mol.
Masa molare e një lënde mund të përkufizohet si raport masa e një pjese të caktuar të një lënde për të sasia e substancës në këtë pjesë
Karakteristikat dalluese
Në lidhje me kalkulatorët e tjerë që llogaritin masën molare të një lënde, kjo kalkulator ka këto karakteristika:
Formula mund të përmbajë kllapa për shembull
Formula mund të përmbajë një koeficient
Nëse ka nevojë për të llogaritur fraksionet masive të secilit element kimik në formulë, atëherë duhet të përdorni kalkulatorin Pjesa masive e një substance në internet
Çfarë masash molare elementet kimike nuk janë të rrumbullakosura?
Është logjike të supozohet nëse lexoni se nga vjen koncepti i "masës relative", se masa "jo e rrumbullakosur" do të jetë për një element - karbonit ... A do të ketë elementë të tjerë kimikë me masa "jo të rrumbullakosura"? Dyshoj.
sintaksë
formula molare [!]
ku formula është një formulë arbitrare për një kimikat.
Kujdes! Elementet kimike në formulë duhet të tregohen si në tabelën periodike.
një shembull i thjeshtë do të tregojë se sa është kostoja e një gabimi mosrespektimi i shkronjave të mëdha (të mëdha ose të vogla)
Nëse shkruajmë CO, atëherë ky është karboni dhe oksigjeni, dhe nëse shkruajmë Co, atëherë është kobalt.
Ju mund të futni një simbol shërbimi (pikëçuditëse) në çdo pjesë të formulës.
Çfarë na jep ai?
Ai rrumbullakos të gjithë parametrat në nivelin e saktësisë që përdoret kurrikula shkollore... Është shumë i përshtatshëm për ata që zgjidhin problemet e shkollës.
Për shembull, masa molare e ujit në tekstet shkollore është 18, dhe nëse marrim parasysh algoritme më të sakta, marrim se masa molare është 18.01528. Dallimi është i vogël, por nëse llogaritni, për shembull, fraksionin masiv të një kimikati, ju merrni një mospërputhje të vogël, por shumë të pakëndshme në parametrat e daljes, gjë që mund të mashtrojë përdoruesit e papërvojë të kalkulatorit.
Shembuj të
duke shkruar një kërkesë molar NaMgU3O24C18H27
marrim përgjigjen
Nëse shkruajmë një pikëçuditëse në parametrat e hyrjes, atëherë marrim përgjigjen e mëposhtme
Masat e atomeve dhe molekulave janë shumë të vogla, kështu që është e përshtatshme të zgjidhni masën e njërit prej atomeve si njësi matëse dhe të shprehni masat e atomeve të mbetura në lidhje me të. Kjo është pikërisht ajo që bëri themeluesi i teorisë atomike Dalton, i cili përpiloi një tabelë të masave atomike, duke marrë masën e një atomi hidrogjeni si njësi.
Deri në vitin 1961, në fizikë, 1/16 e masës së atomit të oksigjenit 16 O merrej si njësi e masës atomike (amu shkurtuar), dhe në kimi - 1/16 e masës mesatare atomike të oksigjenit natyror, që është një përzierje. prej tre izotopeve. Njësia e masës kimike ishte 0.03% më shumë se ajo fizike.
Masa atomike dhe masa atomike relative e një elementi
Aktualisht, një sistem i unifikuar matje është miratuar në fizikë dhe kimi. 1/12 e masës së atomit të karbonit 12 C u zgjodh si njësi standarde e masës atomike.
1 amu = 1/12 m (12 С) = 1,66057 × 10 -27 kg = 1,66057 × 10 -24 g.
PËRKUFIZIM
Masa atomike relative e elementit (A r)është një sasi pa dimension e barabartë me raportin e masës mesatare të një atomi të një elementi me 1/12 e masës së një atomi 12 C.
Gjatë llogaritjes së masës atomike relative, merret parasysh bollëku i izotopeve të elementeve në koren e tokës. Për shembull, klori ka dy izotope 35 Сl (75.5%) dhe 37 Сl (24.5%) Masa atomike relative e klorit është:
Ar (Cl) = (0,755 × m (35 Cl) + 0,245 × m (37 Cl)) / (1/12 × m (12 C) = 35,5.
Nga përkufizimi i masës atomike relative, rezulton se masa mesatare absolute e një atomi është e barabartë me masën atomike relative të shumëzuar me amu:
m (Cl) = 35,5 × 1,66057 × 10 -24 = 5,89 × 10 -23 g.
Pesha molekulare relative e një elementi
PËRKUFIZIM
Pesha molekulare relative (M r)është një sasi pa dimension e barabartë me raportin e masës së një molekule të substancës me 1/12 e masës së një atomi 12 C.
Pesha molekulare relative e një molekule është e barabartë me shumën e masave atomike relative të atomeve që përbëjnë molekulën, për shembull:
M r (N 2 O) = 2 × A r (N) + A r (O) = 2 × 14,0067 + 15,9994 = 44,0128.
Masa absolute e një molekule është e barabartë me peshën molekulare relative të shumëzuar me amu.
Numri i atomeve dhe molekulave në mostrat e zakonshme të substancave është shumë i madh, prandaj, kur karakterizohet sasia e një substance, përdoret një njësi e veçantë matëse - nishani.
Një mol është sasia e një lënde që përmban të njëjtin numër grimcash (molekula, atome, jone, elektrone) sa ka atome karboni në 12 g të izotopit 12 C.
Masa e një atomi 12 С është e barabartë me 12 amu, prandaj numri i atomeve në 12 g të izotopit 12 С është i barabartë me:
N A = 12 g / 12 x 1,66057 x 10 -24 g = 1 / 1,66057 x 10 -24 = 6,0221 x 10 -23.
Kështu, një mol i një substance përmban 6,0221 × 10 -23 grimca të kësaj substance.
Madhësia fizike N A quhet konstante e Avogadros, ka dimension = mol -1. Numri 6,0221 × 10 -23 quhet numri i Avogadros.
PËRKUFIZIM
Masa molare (M)është masa e 1 mol të një lënde.
Është e lehtë të tregohet se vlerat numerike të masës molare M dhe masës molekulare relative M r janë të barabarta, por sasia e parë ka dimensionin [M] = g / mol, dhe e dyta është pa dimension:
M = N A × m (1 molekulë) = N A × M r × 1 amu = (N A × 1 amu) × M r = × M r.
Kjo do të thotë se nëse masa e një molekule është, për shembull, 44 amu, atëherë masa e një mol molekule është 44 g.
Konstanta e Avogadro është një koeficient proporcionaliteti që siguron kalimin nga marrëdhëniet molekulare në ato molare.
Një nga njësitë bazë në Sistemin Ndërkombëtar të Njësive (SI) është njësia e sasisë së substancës është nishani.
Mole – kjo është sasia e një lënde që përmban po aq njësi strukturore të një lënde të caktuar (molekula, atome, jone, etj.) sa ka atome karboni në 0,012 kg (12 g) të izotopit të karbonit. 12 ME .
Duke marrë parasysh se vlera e masës atomike absolute për karbonin është m(C) = 1,99 10 26 kg, mund të llogarisni numrin e atomeve të karbonit N A përmban 0.012 kg karbon.
Një mol i çdo substance përmban të njëjtin numër grimcash të kësaj substance (njësi strukturore). Numri i njësive strukturore të përfshira në një substancë në sasinë e një mol është 6.02 10 23 dhe thirri Numri i Avogadros (N A ).
Për shembull, një mol bakri përmban 6,02 · 10 23 atome bakri (Cu), dhe një mol hidrogjen (H 2) përmban 6,02 · 10 23 molekula hidrogjeni.
Masa molare(M) është masa e një lënde të marrë në një sasi prej 1 mol.
Masa molare shënohet me shkronjën M dhe ka dimensionin [g / mol]. Në fizikë, përdoret dimensioni [kg / kmol].
Në rastin e përgjithshëm, vlera numerike e masës molare të një lënde përkon numerikisht me vlerën e masës së saj molekulare relative (atomike relative).
Për shembull, pesha molekulare relative e ujit është:
Мr (Н 2 О) = 2Аr (Н) + Аr (O) = 2 ∙ 1 + 16 = 18 amu
Masa molare e ujit ka të njëjtën vlerë, por shprehet në g / mol:
M (H 2 O) = 18 g / mol.
Kështu, një mol ujë që përmban 6,02 · 10 23 molekula uji (përkatësisht 2 · 6,02 · 10 23 atome hidrogjeni dhe 6,02 · 10 23 atome oksigjen) ka një masë prej 18 gram. Në ujë, sasia e një substance është 1 mol, përmban 2 mol atome hidrogjeni dhe një mol atome oksigjen.
1.3.4. Marrëdhënia midis masës së një lënde dhe sasisë së saj
Duke ditur masën e një lënde dhe formulën e saj kimike, si dhe vlerën e masës molare të saj, është e mundur të përcaktohet sasia e një lënde dhe, anasjelltas, duke ditur sasinë e një lënde, është e mundur të përcaktohet masa e saj. Për llogaritjet e tilla, duhet të përdorni formulat:
ku ν është sasia e substancës, [mol]; m- masa e substancës, [g] ose [kg]; M është masa molare e substancës, [g / mol] ose [kg / kmol].
Për shembull, për të gjetur masën e sulfatit të natriumit (Na 2 SO 4) në sasinë 5 mol, gjejmë:
1) vlera e peshës molekulare relative të Na 2 SO 4, e cila është shuma e vlerave të rrumbullakosura të masave atomike relative:
Мr (Na 2 SO 4) = 2Аr (Na) + Аr (S) + 4Аr (O) = 142,
2) vlera numerikisht e barabartë e masës molare të substancës:
M (Na 2 SO 4) = 142 g / mol,
3) dhe, së fundi, masa prej 5 mol sulfat natriumi:
m = ν M = 5 mol 142 g / mol = 710 g.
Përgjigje: 710.
1.3.5. Marrëdhënia midis vëllimit të një lënde dhe sasisë së saj
Në kushte normale (n.o.), d.m.th. në presion R e barabartë me 101325 Pa (760 mm Hg), dhe një temperaturë T, e barabartë me 273,15 K (0 С), një mol gazesh dhe avujsh të ndryshëm zë të njëjtin vëllim, të barabartë me 22,4 l.
Vëllimi i zënë nga 1 mol gaz ose avull në kushte normale quhet vëllimi molargaz dhe ka një dimension litër për mol.
V mol = 22,4 l / mol.
Njohja e sasisë së substancës së gaztë (ν ) dhe vlera molare e volumit (V mol) ju mund të llogarisni vëllimin e tij (V) në kushte normale:
V = ν V mol,
ku ν është sasia e substancës [mol]; V është vëllimi i substancës së gaztë [l]; V mol = 22,4 l / mol.
Dhe, anasjelltas, duke ditur volumin ( V) e një lënde të gaztë në kushte normale, mund të llogarisni sasinë e saj (ν) :
