Molekylvikter för alla kemikalier. Relativ molekylvikt. Vad har vi lärt oss
Atomer och molekyler är de minsta partiklarna av materia, därför kan du som en måttenhet välja massan på en av atomerna och uttrycka massorna av andra atomer i förhållande till den valda. Så vad är molar massa, och vad är dess dimension?
Vad är molmassa?
Grundaren av teorin om atommassor var vetenskapsmannen Dalton, som sammanställde en tabell över atommassor och tog en väteatoms massa som en enhet.
Molmassa är massan av en mol av ett ämne. En mullvad är i sin tur mängden av ett ämne som innehåller en viss mängd av de minsta partiklarna som deltar i kemiska processer. Antalet molekyler i en mol kallas Avogadros tal. Detta värde är konstant och ändras inte.
Ris. 1. Avogadros talformel.
Således är molmassan av ett ämne massan av en mol, i vilken det finns 6,02 * 10^23 elementarpartiklar.
Avogadros nummer fick sitt namn för att hedra den italienska forskaren Amedeo Avagadro, som bevisade att antalet molekyler i lika volymer gaser alltid är detsamma.
Molmassan i det internationella SI-systemet mäts i kg / mol, även om detta värde vanligtvis uttrycks i gram / mol. Detta värde betecknas med den engelska bokstaven M, och molmassaformeln är som följer:
där m är massan av ämnet och v är mängden av ämnet.
Ris. 2. Beräkning av molmassan.
Hur hittar man molmassan av ett ämne?
Tabellen för D. I. Mendeleev hjälper till att beräkna molmassan av ett ämne. Ta vilken substans som helst, till exempel svavelsyra. Dess formel är följande: H 2 SO 4. Låt oss nu vända oss till tabellen och se vad som är atommassan för vart och ett av de element som utgör syran. Svavelsyra består av tre element - väte, svavel, syre. Atommassan för dessa grundämnen är 1, 32, 16.
Det visar sig att den totala molekylvikten är 98 atommassaenheter (1 * 2 + 32 + 16 * 4). Således fick vi reda på att en mol svavelsyra väger 98 gram.
Molmassan för ett ämne är numeriskt lika med den relativa molekylmassan if strukturella enheterämnen är molekyler. Molmassan för ett ämne kan också vara lika med den relativa atommassan om ämnets strukturella enheter är atomer.
Fram till 1961 togs syreatomen som en atommassaenhet, men inte hela atomen, utan dess 1/16 del. Samtidigt kemiska och fysisk enhet massorna var inte desamma. Den kemiska var 0,03 % mer än den fysiska.
För närvarande har ett enhetligt mätsystem antagits inom fysik och kemi. Som standard e.a.m. 1/12 av massan av kolatomen väljs.
Ris. 3. Formel för enheten för atommassa av kol.
Den molära massan av någon gas eller ånga är mycket lätt att mäta. Det räcker att använda kontroll. Samma volym av ett gasformigt ämne är lika i kvantitet som ett annat vid samma temperatur. Ett känt sätt att mäta volymen av ånga är att bestämma mängden undanträngd luft. Denna process utförs med hjälp av ett sidoutlopp som leder till mätanordningen.
Begreppet molmassa är mycket viktigt inom kemi. Dess beräkning är nödvändig för att skapa polymerkomplex och många andra reaktioner. I läkemedel bestäms koncentrationen av ett givet ämne i ett ämne med hjälp av molmassa. Den molära massan är också viktig vid tillhandahållandet av biokemiska studier (utbytesprocessen i elementet).
Nuförtiden, tack vare vetenskapens utveckling, är molekylvikterna för nästan alla blodkomponenter, inklusive hemoglobin, kända.
Vad har vi lärt oss?
I 8:e årskursen i kemi är ett viktigt ämne "ett ämnes molära massa". Molar massa är ett viktigt fysikaliskt och kemiskt begrepp. Molar massa är en egenskap hos ett ämne, förhållandet mellan massan av ett ämne och antalet mol av detta ämne, det vill säga massan av en mol av ett ämne. det mäts i kg/mol eller gram/mol.
Ämnesquiz
Rapportutvärdering
Genomsnittligt betyg: 4.2. Totalt antal mottagna betyg: 331.
Det är ingen hemlighet att kemiska tecken låter dig skildra sammansättningen av ett komplext ämne i form av formler.
Kemisk formel- detta är en villkorlig registrering av ett ämnes sammansättning med hjälp av kemiska tecken och index.
Formler skiljer mellan molekylära, strukturella, elektroniska och andra.
Molekylära formler(H3P04, Fe203, A1 (OH) 3, Na2S04, 02, etc.) visar en kvalitativ (d.v.s. vilka grundämnen ämnet består av) och kvantitativ (dvs. hur många atomer av varje grundämne finns i ämnet).
Strukturformler visa ordningen för anslutning av atomer i en molekyl, förbinda atomerna med streck (ett streck - en kemisk bindning mellan två atomer i molekylen).
Relativ atom- och molekylmassa
Relativ atommassa ett ämne eller ett element är en dimensionslös storhet. Varför är det dimensionslöst, eftersom massan måste ha en dimension?
Anledningen är att ett ämnes atommassa i kg är mycket liten och uttrycks i storleksordningen 10 till minus 27 potens. För att inte ta hänsyn till denna indikator i beräkningarna reducerades massan av varje element till ett förhållande av 1/12 av kolisotopens massa. Av denna anledning är den relativa atommassan av kol 12 enheter.
Moderna värden på relativa atommassor ges i det periodiska systemet av element av D.I. Mendeleev. För de flesta element,
Aritmetiska medelvärden för atommassorna av en naturlig blandning av isotoper av dessa element.
Till exempel är den relativa massan av väte 1 och syre är 16.
Den relativa molekylmassan för enkla och komplexa ämnen är numeriskt lika med summan av de relativa atommassorna för atomerna som utgör molekylen.
Till exempel är den relativa molekylvikten för vatten, som består av två väteatomer och en syreatom,
Den kemiska formeln kan användas för att beräkna både den kemiska sammansättningen och molekylvikten.
Den kvantitativa sammansättningen som bestäms av kemiska formler är av stor betydelse för många beräkningar som görs enligt den kemiska sammansättningen.
Beräkningen av den relativa molekylmassan för ett ämne enligt den kemiska formeln utförs genom att addera produkterna av de relativa atommassorna för elementen med motsvarande index i den kemiska formeln.
Hur molekylvikten för ett ämne beräknas ansåg vi lite högre.
Och det är denna uppgift som vår kemiska kalkylator automatiserar.
Att känna till molekylvikten för ett ämne kostar det ingenting för oss att beräkna molmassan.
molär mängden materia i ett system som innehåller samma mängd strukturella element hur många atomer finns det i 12 gram kol-12
Således motsvarar molmassan av ett ämne exakt den relativa molekylmassan och har dimensionen gram / mol
Vattens molmassa är alltså 18 gram/mol.
Molvikten för ett ämne kan definieras som förhållandet massan av en given del av ett ämne Till mängd ämne i denna del
Särskiljande egenskaper
I förhållande till andra miniräknare som beräknar molmassan av ett ämne, har denna räknare följande funktioner:
Formeln kan till exempel innehålla parenteser
Formeln kan innehålla en koefficient
Om det finns ett behov av att beräkna massfraktionerna för varje kemiskt element i formeln, bör du använda kalkylatorn Massfraktion av ett ämne online
Vilka molära massor kemiska grundämnen inte rundad?
Det är logiskt att anta att om du läser varifrån begreppet "relativ massa" kommer, att "icke avrundad" massa kommer att finnas i ett element - kol . Kommer det att finnas andra kemiska grundämnen med "icke-rundade" massor? Jag tvivlar.
syntax
molar formel[!]
där formel är en godtycklig formel för en kemikalie.
Uppmärksamhet! Kemiska grundämnen i formeln måste anges som i det periodiska systemet.
ett enkelt exempel visar vad kostnaden för ett fel är att inte respektera versaler (versaler eller gemener) på bokstäver
Om vi skriver CO så är detta kol och syre, och om vi skriver Co så är detta kobolt.
I valfri del av formeln kan du infoga en tjänstesymbol (utropstecken).
Vad ger han oss?
Den avrundar alla parametrar ner till den nivå av noggrannhet som används i Läroplanen. Detta är väldigt bekvämt för dem som löser skolproblem.
Till exempel är molmassan för vatten i skolböcker 18, och om vi tar hänsyn till mer exakta algoritmer får vi att molmassan är 18,01528. Skillnaden är liten, men om man till exempel beräknar massfraktionen av en kemikalie får man en liten men mycket obehaglig avvikelse i utdataparametrarna, vilket kan vilseleda oerfarna användare av räknaren.
Exempel
skriva en förfrågan molar NaMgU3O24C18H27
vi får svar
Om vi skriver ett utropstecken i inmatningsparametrarna får vi följande svar
Massorna av atomer och molekyler är mycket små, så det är bekvämt att välja massan av en av atomerna som en måttenhet och uttrycka massorna av de återstående atomerna i förhållande till den. Detta är exakt vad grundaren av atomteorin Dalton gjorde, som sammanställde en tabell över atommassor, som tog en väteatoms massa som en enhet.
Fram till 1961, i fysik, togs 1/16 av massan av en syreatom 16 O som en atommassaenhet (förkortat amu), och i kemi - 1/16 av den genomsnittliga atommassan av naturligt syre, vilket är en blandning av tre isotoper. Den kemiska massenheten var 0,03 % större än den fysiska.
Atommassa och relativ atommassa för ett grundämne
För närvarande har ett enhetligt mätsystem antagits inom fysik och kemi. 1/12 av massan av kolatomen 12 C väljs som standardenhet för atommassa.
1 amu \u003d 1/12 m (12 C) \u003d 1,66057 × 10 -27 kg \u003d 1,66057 × 10 -24 g.
DEFINITION
Relativ atommassa för ett grundämne (A r)- detta är en dimensionslös kvantitet som är lika med förhållandet mellan medelmassan av en grundämnesatom och 1/12 av massan av en atom 12 C.
Vid beräkning av den relativa atommassan tas hänsyn till mängden isotoper av element i jordskorpan. Till exempel har klor två isotoper 35 Cl (75,5%) och 37 Cl (24,5%). Den relativa atommassan av klor är:
A r (Cl) \u003d (0,755 × m (35 Cl) + 0,245 × m (37 Cl)) / (1/12 × m (12 C) = 35,5.
Av definitionen av relativ atommassa följer att den genomsnittliga absoluta massan för en atom är lika med den relativa atommassan gånger amu:
m(Cl) = 35,5 x 1,66057 x 10-24 = 5,89 x 10-23 g.
Relativ molekylvikt för ett grundämne
DEFINITION
Relativ molekylvikt för ämnet (M r)- detta är en dimensionslös kvantitet som är lika med förhållandet mellan massan av en molekyl av ett ämne och 1/12 av massan av en atom 12 C.
Den relativa molekylmassan för en molekyl är lika med summan av de relativa atommassorna för atomerna som utgör molekylen, till exempel:
Mr (N2O) = 2xAr (N) + Ar(O) = 2x14,0067 + 15,9994 = 44,0128.
Den absoluta massan av en molekyl är lika med den relativa molekylmassan gånger amu.
Antalet atomer och molekyler i vanliga prover av ämnen är mycket stort, därför, när man karakteriserar mängden av ett ämne, används en speciell måttenhet - molen.
En mol är mängden av ett ämne som innehåller lika många partiklar (molekyler, atomer, joner, elektroner) som det finns kolatomer i 12 g av 12C-isotopen.
Massan av en 12 C-atom är 12 amu, så antalet atomer i 12 g av 12 C-isotopen är:
N A \u003d 12 g / 12 × 1,66057 × 10 -24 g \u003d 1 / 1,66057 × 10 -24 \u003d 6,0221 × 10 -23.
Således innehåller en mol av ett ämne 6,0221×10 -23 partiklar av detta ämne.
Den fysiska storheten N A kallas Avogadro-konstanten, den har dimensionen = mol -1. Siffran 6,0221×10 -23 kallas Avogadros nummer.
DEFINITION
Molär massa (M)är massan av 1 mol av ett ämne.
Det är lätt att visa att de numeriska värdena för molmassan M och den relativa molekylmassan M r är lika, men det första värdet har dimensionen [M] = g/mol, och det andra är dimensionslöst:
M = N A × m (1 molekyler) = N A × M r × 1 a.m.u. = (NA × 1 amu) × Mr = × Mr.
Det betyder att om massan av en viss molekyl är till exempel 44 amu, så är massan av en mol molekyler 44 g.
Avogadros konstant är en proportionalitetsfaktor som ger en övergång från molekylära till molära förhållanden.
En av grundenheterna i International System of Units (SI) är kvantitetsenheten för ett ämne är mullvad.
mol – detta är en sådan mängd av ett ämne som innehåller lika många strukturella enheter av ett givet ämne (molekyler, atomer, joner etc.) som det finns kolatomer i 0,012 kg (12 g) av en kolisotop 12 MED .
Givet att värdet av den absoluta atommassan för kol är m(C) \u003d 1,99 10 26 kg, du kan beräkna antalet kolatomer N A innehållet i 0,012 kg kol.
En mol av vilket ämne som helst innehåller samma antal partiklar av detta ämne (strukturella enheter). Antalet strukturella enheter som ingår i ett ämne med en mängd av en mol är 6,02 10 23 och ringde Avogadros nummer (N A ).
Till exempel innehåller en mol koppar 6,02 10 23 kopparatomer (Cu), och en mol väte (H 2) innehåller 6,02 10 23 vätemolekyler.
molär massa(M) är massan av ett ämne som tas i en mängd av 1 mol.
Molmassan betecknas med bokstaven M och har enheten [g/mol]. Inom fysiken används dimensionen [kg/kmol].
I det allmänna fallet sammanfaller det numeriska värdet av molmassan av ett ämne numeriskt med värdet av dess relativa molekylära (relativa atommassa).
Till exempel är den relativa molekylvikten för vatten:
Mr (H 2 O) \u003d 2Ar (H) + Ar (O) \u003d 2 ∙ 1 + 16 \u003d 18 a.m.u.
Den molära massan av vatten har samma värde, men uttrycks i g/mol:
M (H 2 O) = 18 g/mol.
Således har en mol vatten innehållande 6,02 10 23 vattenmolekyler (respektive 2 6,02 10 23 väteatomer och 6,02 10 23 syreatomer) en massa på 18 gram. 1 mol vatten innehåller 2 mol väteatomer och 1 mol syreatomer.
1.3.4. Förhållandet mellan massan av ett ämne och dess kvantitet
Genom att känna till massan av ett ämne och dess kemiska formel, och därav värdet av dess molära massa, kan man bestämma mängden av ett ämne och omvänt, genom att känna till mängden av ett ämne, kan man bestämma dess massa. För sådana beräkningar bör du använda formlerna:
där ν är mängden ämne, [mol]; mär ämnets massa, [g] eller [kg]; M är ämnets molmassa, [g/mol] eller [kg/kmol].
Till exempel, för att hitta massan av natriumsulfat (Na 2 SO 4) i mängden 5 mol, finner vi:
1) värdet av den relativa molekylvikten för Na 2 SO 4, vilket är summan av de avrundade värdena för de relativa atommassorna:
Mr (Na 2 SO 4) \u003d 2Ar (Na) + Ar (S) + 4Ar (O) \u003d 142,
2) värdet av ämnets molmassa numeriskt lika med det:
M (Na2SO4) = 142 g/mol,
3) och slutligen en massa på 5 mol natriumsulfat:
m = ν M = 5 mol 142 g/mol = 710 g
Svar: 710.
1.3.5. Förhållandet mellan volymen av ett ämne och dess kvantitet
Under normala förhållanden (n.o.), d.v.s. vid tryck R lika med 101325 Pa (760 mm Hg) och temperatur T, lika med 273,15 K (0 С), en mol av olika gaser och ångor upptar samma volym, lika med 22,4 l.
Volymen som upptas av 1 mol gas eller ånga vid n.o. kallas molar volymgas och har dimensionen en liter per mol.
V mol \u003d 22,4 l / mol.
Att känna till mängden gasformigt ämne (ν ) och molvolymvärde (V mol) du kan beräkna dess volym (V) under normala förhållanden:
V = ν V mol,
där ν är mängden ämne [mol]; V är volymen av det gasformiga ämnet [l]; V mol \u003d 22,4 l / mol.
Omvänt, att känna till volymen ( V) av ett gasformigt ämne under normala förhållanden, kan du beräkna dess mängd (ν) :
