Молярная масса — это масса одного моля вещества. Моль — это определённое количество частиц. Это число равно 6,022 × 10^23. Это число имеет большое значение, так как оно связывает микроскопический мир атомов с макроскопическим миром граммов.
Химики используют молярную массу, чтобы определить массу вещества. Это работает для элементов. Это работает для молекул. Стандартной единицей измерения является грамм на моль (г/моль). Международная система единиц (СИ) использует килограмм на моль (кг/моль). Однако большинство лабораторных работ опирается на граммы.
Эти числа можно найти в периодической таблице. Посмотрите на атомную массу. Это то же самое число, что и молярная масса. Возьмём водород. Его атомная масса равна 1,00794. Его молярная масса составляет 1,00794 г/моль. Возьмём азот. Его молярная масса равна 14,0067 г/моль.
Это совпадение упрощает расчёты. Вам не нужно искать два разных набора данных. Периодическая таблица даёт вам ключ к переводу между атомами и граммами.
Как рассчитать молярную массу для соединений
Расчёт молярной массы соединения прост. Это сумма. Вы складываете массы всех атомов в формуле.
Во-первых. Определите каждый элемент в химической формуле.
Во-вторых. Найдите атомную массу каждого элемента в периодической таблице.
В-третьих. Умножьте эту массу на количество атомов данного элемента в формуле.
В-четвёртых. Сложите все полученные результаты.
Рассмотрим воду. H2O.
Два атома водорода. Один атом кислорода.
Водород имеет молярную массу 1,00794 г/моль.
Кислород имеет молярную массу 15,999 г/моль.
Расчёт:
2 * 1,00794 = 2,01588
1 * 15,999 = 15,999
Итого = 18,01488 г/моль.
Округление имеет значение в науке. Но принцип прост. Общая масса молекулы равна сумме масс её составляющих. Это применимо к солям. Это применимо к сложным органическим соединениям. Это применимо к полимерам.
Почему это важно за пределами класса?
В фармацевтике требуются точные дозировки. Разница в один миллиграмм может изменить действие лекарства.
Наука о материалах опирается на точные соотношения.
Экологический тестирование измеряет загрязнители в частях на миллион.
Без точных данных о молярной массе ни одна из этих областей не может функционировать правильно. Эти числа не являются абстрактными. Они составляют основу количественной химии.
Мостом между микроскопическим миром атомов и макроскопическим миром, который мы можем взвесить на весах, является молярная масса. Это не просто число, которое нужно запомнить для химического теста. Это коэффициент пересчета, позволяющий считать атомы путем их взвешивания.
Формула проста:
Молярная масса = масса / количество вещества (моль)
Вот хитрость, которую большинство студентов упускают на раннем этапе. Молярная масса элемента или соединения численно совпадает с его атомной или молекулярной массой, но имеет другие единицы измерения. Вы переходите от атомных единиц массы (а.е.м.) к граммам на моль (г/моль).
Возьмем кислород. В периодической таблице его атомная масса указана как 15,9994 а.е.м. Это означает, что один моль атомов кислорода весит ровно 15,9994 грамма.
Чтобы найти молярную массу соединения, сложите массы отдельных элементов. Умножьте массу каждого элемента на его количество в формуле.
Рассмотрим аммиак (NH3).
Вам нужна молярная масса азота плюс три молярные массы водорода.
- Азот: 14,0067 г/моль
- Водород: 1,00794 г/моль
Итак, 14,0067 + (1,00794 x 3) = 17,03052 г/моль.
Получив это число, вы получаете возможность переводить массу в количество вещества. Поскольку один моль содержит число Авогадро частиц (6,022 x 10^23), знание молярной массы позволяет точно определить, сколько частиц содержится в грамме вещества.
Если вы знаете общую массу образца и молярную массу вещества, найти количество молей несложно — нужно просто разделить одно на другое.
количество вещества (моль) = масса / молярная масса
Предположим, у вас есть 100-граммовый баллон аммиака. Чтобы узнать, сколько у вас молей, разделите 100 на 17,03052. Результат составляет примерно 5,87 моля.
Это почти 6 молей газа. Или около 3,5 x 10^24 молекул.
«Молярная масса — это ключ, который превращает вес в количество.»
Общие молярные массы, которые следует знать
Вам не нужно каждый раз рассчитывать все значения с нуля. Запоминание нескольких базовых значений экономит время и снижает вероятность ошибок.
Кислород (O2) : Поскольку кислород двухатомный, удвойте атомную массу. 15,9994 x 2 = 31,9988 г/моль.
Углерод (C) : Основа органической химии. 12,011 г/моль.
Оксид углерода (CO) : Углерод плюс кислород. 12,011 + 15,9994 = 28,0101 г/моль.
Диоксид углерода (CO2) : Один атом углерода и два атома кислорода. 12,011 + (2 x 15,9994) = 44,0095 г/моль. Это критически важно для понимания выбросов парниковых газов в весовом выражении.
Калий (K) : Важный электролит. 39,0983 г/моль.
Натрий (Na) : Другая сторона солевой монеты. **22,98
