Masa molowa to masa jednego mola substancji. Mol to określona liczba cząstek. Ta liczba to 6,022 × 10^23. Liczba ta jest znacząca, ponieważ łączy mikroskopijny świat atomów z makroskopowym światem gramów.
Chemicy używają masy molowej do określenia masy substancji. Działa to w przypadku elementów. Działa to w przypadku cząsteczek. Standardową jednostką miary jest gram na mol (g/mol). Międzynarodowy układ jednostek (SI) wykorzystuje kilogram na mol (kg/mol). Jednak większość prac laboratoryjnych opiera się na gramach.
Liczby te można znaleźć w układzie okresowym. Spójrz na masę atomową. Jest to ta sama liczba, co masa molowa. Weźmy wodór. Jego masa atomowa wynosi 1,00794. Jego masa molowa wynosi 1,00794 g/mol. Weźmy azot. Jego masa molowa wynosi 14,0067 g/mol.
Ta zbieżność upraszcza obliczenia. Nie musisz szukać dwóch różnych zestawów danych. Układ okresowy daje klucz do przeliczania atomów na gramy.
Jak obliczyć masę molową związków
Obliczenie masy molowej związku jest proste. To jest kwota. Dodajesz masy wszystkich atomów we wzorze.
Po pierwsze. Wskaż każdy pierwiastek we wzorze chemicznym.
Po drugie. Znajdź masę atomową każdego pierwiastka w układzie okresowym.
Po trzecie. Pomnóż tę masę przez liczbę atomów danego pierwiastka we wzorze.
Po czwarte. Dodaj wszystkie swoje wyniki.
Weźmy pod uwagę wodę. H2O.
Dwa atomy wodoru. Jeden atom tlenu.
Wodór ma masę molową 1,00794 g/mol.
Tlen ma masę molową 15,999 g/mol.
Obliczenia:
2 * 1,00794 = 2,01588
1 * 15,999 = 15,999
Razem = 18,01488 g/mol.
Zaokrąglanie ma znaczenie w nauce. Ale zasada jest prosta. Całkowita masa cząsteczki jest równa sumie mas jej składników. Dotyczy to soli. Dotyczy to złożonych związków organicznych. Dotyczy to polimerów.
Dlaczego jest to ważne poza klasą?
Farmaceutyki wymagają precyzyjnych dawek. Różnica jednego miligrama może zmienić działanie leku.
Nauka o materiałach opiera się na precyzyjnych relacjach.
Testy środowiskowe mierzą zanieczyszczenia w częściach na milion.
Bez dokładnych danych o masie molowej żaden z tych obszarów nie może działać prawidłowo. Liczby te nie są abstrakcyjne. Stanowią podstawę chemii ilościowej.
Mostem pomiędzy mikroskopijnym światem atomów a światem makroskopowym, który możemy zważyć na wadze, jest masa molowa. To nie tylko liczba do zapamiętania na teście z chemii. Jest to współczynnik przeliczeniowy, który pozwala policzyć atomy poprzez ich ważenie.
Formuła jest prosta:
Masa molowa = masa/ilość substancji (mol)
Oto sztuczka, której większość uczniów na początku pomija. Masa molowa pierwiastka lub związku jest liczbowo taka sama jak jego masa atomowa lub cząsteczkowa, ale ma inne jednostki miary. Przechodzisz z atomowych jednostek masy (amu) na gramy na mol (g/mol).
Weźmy tlen. Układ okresowy podaje jego masę atomową jako 15,9994 amu. Oznacza to, że jeden mol atomów tlenu waży dokładnie 15,9994 grama.
Aby obliczyć masę molową związku, należy dodać masy poszczególnych pierwiastków. Pomnóż masę każdego pierwiastka przez jego ilość we wzorze.
Weź pod uwagę amoniak (NH3).
Potrzebujesz masy molowej azotu i trzech mas molowych wodoru.
- Azot: 14,0067 g/mol
- Wodór: 1,00794 g/mol
Zatem 14,0067 + (1,00794 x 3) = 17,03052 g/mol.
Gdy już znasz tę liczbę, możesz przeliczyć masę na ilość substancji. Ponieważ jeden mol zawiera liczbę cząstek Avogadro (6,022 x 10^23), znajomość masy molowej pozwala dokładnie określić, ile cząstek znajduje się w gramie substancji.
Jeśli znasz całkowitą masę próbki i masę molową substancji, znalezienie liczby moli jest łatwe — wystarczy podzielić je przez drugie.
ilość substancji (mol) = masa / masa molowa
Załóżmy, że masz 100 gramową butlę amoniaku. Aby dowiedzieć się, ile masz moli, podziel 100 przez 17,03052. Wynik wynosi około 5,87 moli.
To prawie 6 moli gazu. Lub około 3,5 x 10^24 cząsteczek.
„Masa molowa jest kluczem, który zamienia wagę w ilość.”
Typowe masy molowe, które powinieneś znać
Nie musisz za każdym razem obliczać wszystkich wartości od zera. Zapamiętanie kilku podstawowych wartości oszczędza czas i zmniejsza prawdopodobieństwo błędów.
Tlen (O2) : Ponieważ tlen jest dwuatomowy, jego masa atomowa jest dwukrotnie większa. 15,9994 x 2 = 31,9988 g/mol.
Węgiel (C) : Podstawa chemii organicznej. 12,011 g/mol.
Tlenek węgla (CO) : węgiel plus tlen. 12,011 + 15,9994 = 28,0101 g/mol.
Dwutlenek węgla (CO2) : Jeden atom węgla i dwa atomy tlenu. 12,011 + (2 x 15,9994) = 44,0095 g/mol. Ma to kluczowe znaczenie dla zrozumienia wagowych emisji gazów cieplarnianych.
Potas (K) : Ważny elektrolit. 39,0983 g/mol.
Sód (Na) : Druga strona solnej monety. **22,98
