Какво е моларна маса? Относителна моларна и молекулна маса на веществото

В химията те не използват абсолютните маси на молекулите, а използват относителната молекулна маса. Той показва колко пъти масата на една молекула е по-голяма от 1/12 от масата на въглероден атом. Това количество се обозначава с Mr.

Относителната молекулна маса е равна на сумата от относителните атомни маси на съставните й атоми. Нека изчислим относителната молекулна маса на водата.

Знаете, че водната молекула съдържа два водородни атома и един кислороден атом. Тогава неговата относителна молекулна маса ще бъде равна на сумата от продуктите на относителната атомна маса на всеки химичен елемент и броя на неговите атоми във водна молекула:

Познавайки относителните молекулни маси на газообразните вещества, можете да сравните техните плътности, тоест да изчислите относителната плътност на един газ от друг - D(A/B). Относителната плътност на газ А към газ В е равна на отношението на техните относителни молекулни маси:

Нека изчислим относителната плътност на въглеродния диоксид спрямо водорода:

Сега изчисляваме относителната плътност на въглеродния диоксид спрямо водорода:

D(дъга/хидро) = Mr(дъга) : Mr(хидра) = 44:2 = 22.

Така въглеродният диоксид е 22 пъти по-тежък от водорода.

Както знаете, законът на Авогадро се прилага само за газообразни вещества. Но химиците трябва да имат представа за броя на молекулите и в порции течни или твърди вещества. Следователно, за да сравнят броя на молекулите във веществата, химиците въведоха стойността - моларна маса .

Моларната маса е означена М, то е числено равно на относителното молекулно тегло.

Съотношението на масата на веществото към неговата моларна маса се нарича количество вещество .

Количеството вещество е посочено н. Това е количествена характеристика на част от веществото, заедно с масата и обема. Количеството вещество се измерва в молове.

Думата "мол" идва от думата "молекула". Броят на молекулите в равни количества от веществото е еднакъв.

Експериментално е установено, че 1 мол вещество съдържа частици (например молекули). Това число се нарича числото на Авогадро. И ако към нея добавим мерна единица - 1/mol, тогава това ще бъде физична величина - константата на Авогадро, която се обозначава N A.

Моларната маса се измерва в g/mol. Физическото значение на моларната маса е, че тази маса е 1 мол вещество.

Според закона на Авогадро 1 мол от който и да е газ ще заема същия обем. Обемът на един мол газ се нарича моларен обем и се обозначава с Vn.

При нормални условия (което е 0 °C и нормално налягане - 1 atm. или 760 mm Hg или 101.3 kPa), моларният обем е 22.4 l/mol.

Тогава количеството на газовото вещество на нивото на земята е може да се изчисли като отношението на обема на газа към моларния обем.

ЗАДАЧА 1. Какво количество вещество отговаря на 180 g вода?

ЗАДАЧА 2.Нека изчислим обема на нулево ниво, който ще бъде зает от въглероден диоксид в количество от 6 mol.

Библиография

Сборник задачи и упражнения по химия: 8. клас: към учебника на П.А. Оржековски и др.“Химия, 8 клас” / P.A. Оржековски, Н.А. Титов, Ф.Ф. Хегел. - М.: AST: Астрел, 2006. (стр. 29-34)
Ушакова О.В. Работна тетрадка по химия: 8. клас: към учебника на П.А. Оржековски и др., „Химия. 8 клас” / О.В. Ушакова, П.И. Беспалов, П.А. Оржековски; под. изд. проф. П.А. Оржековски - М.: АСТ: Астрел: Профиздат, 2006. (с. 27-32)
Химия: 8. клас: учеб. за общо образование институции / П.А. Оржековски, Л.М. Мещерякова, Л.С. Понтак. М.: AST: Астрел, 2005. (§§ 12, 13)
Химия: инорган. химия: учебник. за 8 клас. общообразователна институция / Г.Е. Рудзитис, Ф.Г. Фелдман. - М .: Образование, OJSC „Московски учебници“, 2009. (§§ 10, 17)
Енциклопедия за деца. Том 17. Химия / Глава. ред.В.А. Володин, Вед. научен изд. И. Леенсън. - М.: Аванта+, 2003.

Единна колекция от цифрови образователни ресурси ().
Електронна версия на списание „Химия и живот“ ().
Тестове по химия (онлайн) ().

Домашна работа

1.стр.69 № 3; стр.73 № 1, 2, 4от учебника „Химия: 8 клас“ (П.А. Оржековски, Л.М. Мещерякова, Л.С. Понтак. М.: AST: Астрел, 2005).

2. №№ 65, 66, 71, 72 от Сборника задачи и упражнения по химия: 8. клас: към учебника на П.А. Оржековски и др.“Химия, 8 клас” / P.A. Оржековски, Н.А. Титов, Ф.Ф. Хегел. - М.: АСТ: Астрел, 2006.

Една от основните единици в Международната система единици (SI) е Единицата за количество на веществото е молът.

Къртица – това е количеството вещество, което съдържа толкова структурни единици на дадено вещество (молекули, атоми, йони и т.н.), колкото въглеродни атоми се съдържат в 0,012 kg (12 g) въглероден изотоп 12 СЪС .

Като се има предвид, че стойността на абсолютната атомна маса за въглерода е равна на м(° С) = 1,99 10  26 kg, броят на въглеродните атоми може да се изчисли н А, съдържащи се в 0,012 kg въглерод.

Един мол от всяко вещество съдържа същия брой частици от това вещество (структурни единици). Броят на структурните единици, съдържащи се в вещество с количество от един мол, е 6,02 10 23 и се нарича Числото на Авогадро (н А ).

Например, един мол мед съдържа 6,02 10 23 медни атома (Cu), а един мол водород (H 2) съдържа 6,02 10 23 водородни молекули.

Моларна маса(М) е масата на вещество, взето в количество от 1 мол.

Моларната маса се обозначава с буквата М и има размер [g/mol]. Във физиката те използват единицата [kg/kmol].

В общия случай числената стойност на моларната маса на веществото числено съвпада със стойността на неговата относителна молекулна (относителна атомна) маса.

Например относителното молекулно тегло на водата е:

Мr(Н 2 О) = 2Аr (Н) + Аr (O) = 2∙1 + 16 = 18 а.е.м.

Моларната маса на водата има същата стойност, но се изразява в g/mol:

M (H 2 O) = 18 g/mol.

Така един мол вода, съдържащ 6,02 10 23 водни молекули (съответно 2 6,02 10 23 водородни атома и 6,02 10 23 кислородни атома), има маса 18 грама. Водата с количество вещество от 1 мол съдържа 2 мола водородни атоми и един мол кислородни атоми.

1.3.4. Връзката между масата на веществото и неговото количество

Познавайки масата на веществото и неговата химична формула и следователно стойността на неговата моларна маса, можете да определите количеството на веществото и, обратно, знаейки количеството на веществото, можете да определите неговата маса. За такива изчисления трябва да използвате формулите:

където ν е количеството вещество, [mol]; м– маса на веществото, [g] или [kg]; M – моларна маса на веществото, [g/mol] или [kg/kmol].

Например, за да намерим масата на натриев сулфат (Na 2 SO 4) в количество от 5 мола, намираме:

1) стойността на относителната молекулна маса на Na 2 SO 4, която е сумата от закръглените стойности на относителните атомни маси:

Мr(Na 2 SO 4) = 2Аr(Na) + Аr(S) + 4Аr(O) = 142,

2) числено равна стойност на моларната маса на веществото:

M(Na 2 SO 4) = 142 g/mol,

3) и накрая масата на 5 mol натриев сулфат:

m = ν M = 5 mol · 142 g/mol = 710 g.

Отговор: 710.

1.3.5. Връзката между обема на веществото и неговото количество

При нормални условия (n.s.), т.е. при натиск Р , равно на 101325 Pa (760 mm Hg), и температура T, равен на 273,15 K (0 С), един мол различни газове и пари заема същия обем, равен на 22.4 л.

Обемът, зает от 1 мол газ или пара на нивото на земята, се нарича моларен обемгаз и има размерността литър на мол.

V mol = 22,4 l/mol.

Познавайки количеството газообразно вещество (ν ) И моларна обемна стойност (V mol) можете да изчислите неговия обем (V) при нормални условия:

V = ν V mol,

където ν е количеството вещество [mol]; V – обем на газообразното вещество [l]; V mol = 22,4 l/mol.

И обратно, знаейки обема ( V) на газообразно вещество при нормални условия, може да се изчисли неговото количество (ν). :

В урок 5 " Мол и моларна маса"от курса" Химия за манекени» разглежда мола като мерна единица за количеството на дадено вещество; Нека дефинираме числото на Авогадро и също така да научим как да определяме моларната маса и да решаваме задачи, свързани с количеството на дадено вещество. Основата за този урок ще бъдат основите на химията, описани в предишни уроци, така че ако учите химия от нулата, препоръчвам ви да ги разгледате поне накратко.

Преди този урок обсъждахме само отделни молекули и атоми и изразихме техните маси в единици за атомна маса. В реалния живот е невъзможно да се работи с отделни молекули, тъй като те са пренебрежимо малки. За да направят това, химиците претеглят веществата не в аму, а в грамове.

За да преминете от скала на молекулна маса към лабораторна скала, използвайте единица за измерване на количеството веществонаречена къртица. 1 молсъдържа 6.022·10 23 частици (атоми или молекули) и е безразмерна величина. Нарича се числото 6,022·10 23, което се определя като броя на частиците, съдържащи се в 12 g въглеродни атоми 12 C. Важно е да се разбере, че 1 мол от всяко вещество винаги съдържа същия брой частици (6,022·10 23 ).

Както вече беше посочено, терминът "мол" се отнася не само за молекули, но и за атоми. Например, ако говорите за мол хелий (He), това означава, че имате количество, равно на 6,022 10 23 атома. По същия начин, 1 мол вода (H 2 O) предполага количество, равно на 6,022 10 23 молекули. Въпреки това, най-често молът се прилага специално за молекули.

Моларна масае масата на 1 мол вещество, изразена в грамове. Моларната маса на един мол от всеки химичен елемент може лесно да се намери от периодичната таблица, тъй като моларната маса е числено равна на атомната маса, но техните размери са различни (моларната маса има размерността g/mol). Запишете и запомнете формулите за изчисляване на моларната маса, количеството вещество и броя на молекулите:

Формула за моларна маса M=m/n
Количество вещество формула n=m/M
Брой молекули формула N =N A ·n

Където м- маса на веществото, н- количество вещество (брой молове), М- моларна маса, н- брой молекули, N A- Номерът на Авогадро. Поради моларната маса на дадено вещество, химиците могат да преброят атоми и молекули в лабораторията просто като ги претеглят. Ето защо е удобно да се използва концепцията къртица.

Фигурата показва четири колби с различни вещества, но всяка от тях съдържа само 1 мол вещество. Можете да проверите отново, като използвате формулите по-горе.

Проблеми, свързани с количеството вещество

Пример 1. Колко грама H 2, H 2 O, CH 3 OH, октан (C 8 H 18) и неонов газ (Ne) се съдържат в 1 мол?

Решение:Молекулните маси (в атомни единици за маса) на изброените вещества са дадени в периодичната таблица. 1 мол от всяко от тези вещества има следната маса:

Тъй като масите, дадени в разтвора на Пример 1, дават правилните относителни маси на молекулите, които се претеглят, посочената маса на всяко от изброените вещества съдържа същия брой молекули. Ето защо е удобно да се използва понятието бенка. Няма нужда дори да знаем каква е числената стойност на един мол, въпреки че вече знаем, че тя е 6,022 10 23; това количество се нарича число на Авогадро и се обозначава със символа N A. Преходът от отделни молекули към молове означава увеличение на измервателната скала с 6,022·10 23 пъти. Числото на Авогадро също е фактор за преобразуване на единиците за атомна маса в грамове: 1 g = 6,022 10 23 amu. Ако разбираме молекулната маса като масата на мол вещество, тогава тя трябва да се измерва в грамове на мол; ако наистина имаме предвид масата на една молекула, то тя числено съвпада
с молекулната маса на веществото, но се изразява в единици атомна маса на молекула. И двата начина за изразяване на молекулното тегло са правилни.

Пример 2. Колко мола и колко молекули има в 8 g кислороден газ O2?

Решение:Изписваме от периодичната таблица атомната маса на кислородния атом (O), която е равна на 15,99 amu, закръглена до 16. Тъй като имаме кислородна молекула, състояща се от два O атома, нейната атомна маса е равна на 16 × 2 = 32 сутринта Добре, сега нека го преобразуваме в моларна маса: 32 amu = 32 g/mol. Това означава, че 1 мол (6,022 10 23 молекули) O 2 има маса от 32 грама. Е, в заключение, използвайки формулите по-горе, намираме количеството вещество (mol) и броя на молекулите, съдържащи се в 8 грама O 2:

n = m / M = 8g / 32g/mol = 0,25 mol
N = N A × n = 6,022 10 23 × 0,25 = 1,505 10 23 молекули

Пример 3. 1 молекула H2 реагира с 1 молекула Cl2, което води до образуването на 2 молекули газ хлороводород HCl. Каква маса хлорен газ трябва да се използва, за да реагира напълно с 1 килограм (kg) водороден газ?

Решение:Молекулните маси на H2 и Cl2 са съответно 2,0160 и 70,906 g/mol. Следователно 1000 g H2 съдържа

Дори без да разберем колко молекули се съдържат в един мол вещество, можем да сме сигурни, че 496 мола Cl 2 съдържат същия брой молекули като 496,0 мола, или 1000 g, Н 2. Колко грама Cl 2 се съдържат в 496 мола от това вещество? Тъй като молекулното тегло на Cl 2 е 70,906 g/mol, тогава

Пример 4. Колко молекули Н2 и С12 участват в реакцията, описана в пример 3?

Решение: 496 мола от всяко вещество трябва да съдържат 496 мола × 6,022 10 23молекули/mol, което е равно на 2,99 · 10 26 молекули.

За да покажем ясно колко голямо е числото на Авогадро, нека дадем следния пример: 1 мол кокосови орехи, всеки с диаметър 14 сантиметра (см), може да запълни същия обем като нашата планета Земя. Използването на молове в химическите изчисления се обсъжда в следващата глава, но трябваше да бъде въведено тук, защото трябва да знаем как се извършва преходът от молекулярната скала за измерване на масата към лабораторната скала.

Надежда урок 5" Мол и моларна маса„беше информативен и разбираем. Ако имате въпроси, напишете ги в коментарите.

Всяко вещество се състои от частици с определена структура (молекули или атоми). Моларната маса на просто съединение се изчислява според периодичната таблица на елементите D.I. Менделеев. Ако е необходимо да се намери този параметър за сложно вещество, тогава изчислението се оказва дълго и в този случай цифрата се търси в справочник или химически каталог, по-специално Sigma-Aldrich.

Концепцията за моларна маса

Моларната маса (M) е теглото на един мол вещество. Този параметър за всеки атом може да бъде намерен в периодичната таблица на елементите, той се намира директно под името. При изчисляване на масата на съединенията цифрата обикновено се закръгля до най-близкото цяло или десета. За да разберете напълно откъде идва това значение, е необходимо да разберете понятието „бенка“. Това е количеството вещество, съдържащо броя на частиците от последния, равен на 12 g от стабилния изотоп на въглерода (12 C). Атомите и молекулите на веществата варират по размер в широк диапазон, докато техният брой в мол е постоянен, но масата се увеличава и съответно обемът.

Понятието „моларна маса“ е тясно свързано с числото на Авогадро (6,02 x 10 23 mol -1). Тази цифра означава постоянен брой единици (атоми, молекули) на вещество в 1 мол.

Значение на моларната маса за химията

Химическите вещества влизат в различни реакции помежду си. Обикновено уравнението за всяко химично взаимодействие определя колко молекули или атоми са включени. Такива обозначения се наричат стехиометрични коефициенти. Те обикновено се посочват преди формулата. Следователно количествените характеристики на реакциите се основават на количеството вещество и моларната маса. Те ясно отразяват взаимодействието на атомите и молекулите помежду си.

Изчисляване на моларна маса

Атомният състав на всяко вещество или смес от компоненти с известна структура може да се види с помощта на периодичната таблица на елементите. Неорганичните съединения, като правило, се записват с брутна формула, тоест без да се обозначава структурата, а само броят на атомите в молекулата. Органичните вещества се означават по същия начин за изчисляване на моларната маса. Например бензен (C 6 H 6).

Как се изчислява моларната маса? Формулата включва вида и броя на атомите в молекулата. Според таблицата Д.И. Менделеев се проверяват моларните маси на елементите и всяка цифра се умножава по броя на атомите във формулата.

Въз основа на молекулното тегло и вида на атомите можете да изчислите техния брой в молекулата и да създадете формула за съединението.

Моларна маса на елементите

Често за извършване на реакции, изчисления в аналитичната химия и подреждане на коефициенти в уравнения е необходимо познаване на молекулната маса на елементите. Ако молекулата съдържа един атом, тогава тази стойност ще бъде равна на тази на веществото. Ако присъстват два или повече елемента, моларната маса се умножава по техния брой.

Стойността на моларната маса при изчисляване на концентрациите

Този параметър се използва за преизчисляване на почти всички методи за изразяване на концентрациите на вещества. Например, често възникват ситуации при определяне на масовата част въз основа на количеството вещество в разтвор. Последният параметър се изразява в мерната единица мол/литър. За да се определи необходимото тегло, количеството вещество се умножава по моларната маса. Получената стойност се намалява 10 пъти.

Моларната маса се използва за изчисляване на нормалността на дадено вещество. Този параметър се използва в аналитичната химия за извършване на методи за титруване и гравиметричен анализ, когато е необходимо точното провеждане на реакция.

Измерване на моларна маса

Първият исторически експеримент беше за измерване на плътността на газовете спрямо водорода. Проведени са допълнителни изследвания на колигативните свойства. Те включват, например, осмотично налягане, определящо разликата в кипене или замръзване между разтвор и чист разтворител. Тези параметри пряко корелират с броя на частиците материя в системата.

Понякога измерването на моларната маса се извършва върху вещество с неизвестен състав. Преди това се използва метод като изотермична дестилация. Същността му е да се постави разтвор на вещество в камера, наситена с пари на разтворителя. При тези условия се получава кондензация на парите и температурата на сместа се повишава, достига равновесие и започва да намалява. Освободената топлина на изпарение се изчислява от промяната в скоростта на нагряване и охлаждане на разтвора.

Основният съвременен метод за измерване на моларната маса е масспектрометрията. Това е основният начин за идентифициране на смеси от вещества. С помощта на съвременни инструменти този процес се извършва автоматично, само че първоначално трябва да изберете условията за разделяне на съединенията в пробата. Методът на масспектрометрията се основава на йонизацията на веществото. В резултат на това се образуват различни заредени фрагменти от съединението. Масовият спектър показва съотношението на масата към заряда на йоните.

Определяне на моларна маса за газове

Моларната маса на всеки газ или пара се измерва просто. Достатъчно е да използвате контрол. Същият обем на газообразно вещество е равен по количество на друго при същата температура. Добре известен начин за измерване на обема на парата е да се определи количеството изместен въздух. Този процес се извършва с помощта на страничен клон, водещ към измервателно устройство.

Практическо използване на моларната маса

Така концепцията за моларна маса се използва навсякъде в химията. За да се опише процесът, да се създадат полимерни комплекси и други реакции, е необходимо да се изчисли този параметър. Важен момент е да се определи концентрацията на активното вещество във фармацевтичната субстанция. Например, физиологичните свойства на ново съединение се изследват с помощта на клетъчна култура. В допълнение, моларната маса е важна при провеждането на биохимични изследвания. Например, когато се изучава участието на даден елемент в метаболитните процеси. Сега структурата на много ензими е известна, така че е възможно да се изчисли тяхното молекулно тегло, което се измерва главно в килодалтони (kDa). Днес са известни молекулните тегла на почти всички компоненти на човешката кръв, по-специално на хемоглобина. Молекулната и моларната маса на веществото са синоними в определени случаи. Разликите им се състоят във факта, че последният параметър е средната стойност за всички изотопи на атома.

Всички микробиологични експерименти за точно определяне на ефекта на дадено вещество върху ензимната система се извършват с помощта на моларни концентрации. Например в биокатализата и други области, където е необходимо изследване на ензимната активност, се използват понятия като индуктори и инхибитори. За регулиране на ензимната активност на биохимично ниво е необходимо изследване с използване на моларни маси. Този параметър е твърдо установен в областите на природните и инженерните науки като физика, химия, биохимия и биотехнологии. Така характеризираните процеси стават по-разбираеми от гледна точка на механизмите и определянето на техните параметри. Преходът от фундаментална към приложна наука не е пълен без индикатор за моларна маса, като се започне от физиологични разтвори, буферни системи и се стигне до определяне на дозите на фармацевтичните вещества за тялото.

И способността да се правят изчисления, разбира се. Например, добре известно вещество е сярата. Среща се толкова широко в различни индустрии, че с право носи името „химия“. какво е то

Напишете точната формула на сярната киселина: H2SO4. Сега вземете периодичната таблица и вижте какви са атомните маси на всички елементи, които я съставят. Има три от тези елементи - водород, сяра и кислород. Атомната маса на водорода е 1, на сярата – 32, на кислорода – 16. Следователно общата молекулна маса на сярната киселина, като се вземат предвид индексите, е равна на: 1*2 + 32 + 16*4 = 98 amu (атомни единици за маса).

Сега нека си спомним още един мол: това количество вещества, чиято маса е числено равна на масата му, изразена в атомни единици. Така се оказва, че 1 мол сярна киселина тежи 98 грама. Това е неговата моларна маса. Проблемът е решен.

Да предположим, че са ви дадени следните условия: има 800 милилитра 0,2 моларен разтвор (0,2 М) някаква сол и е известно, че в суха форма тази сол тежи 25 грама. Необходимо е да се изчисли неговия молар маса.

Първо, запомнете дефиницията на 1-моларен (1M) разтвор. Това е разтвор, съдържащ 1 мол от който и да е вещества. Съответно, 1 литър от 0,2 М разтвор ще съдържа 0,2 mol вещества. Но имате не 1 литър, а 0,8 литра. Следователно всъщност имате 0,8 * 0,2 = 0,16 мола вещества.

И тогава всичко става по-лесно от всякога. Ако 25 грама сол според условията на задачата е 0,16 мола, какво количество е равно на един мол? След като извършите изчислението в една стъпка, ще намерите: 25/0,16 = 156,25 грама. Моларната маса на солта е 156,25 грама/мол. Проблемът е решен.

Във вашите изчисления сте използвали закръглените стойности на атомните тегла на водорода, сярата и кислорода. Ако трябва да направите изчисления с голяма точност, закръгляването не е разрешено.

източници:

моларна маса на солта
Изчисляване на еквивалент на моларна маса

Масите на атомите или молекулите са изключително малки, следователно в молекулярната физика, вместо масите на самите молекули и атоми, е обичайно да се използват, както предлага Далтон, техните относителни стойности, сравнявайки масамолекула или атом с 1/12 от масата на въглероден атом. Количеството вещество, което съдържа същия брой молекули или атоми, колкото има в 12 грама въглерод, се нарича мол. Моларната маса на веществото (М) е масата на един мол. Моларната маса е скаларна величина; тя се измерва в международната система SI в килограми, разделени на молове.

Инструкции

За изчисляване на кътника масадостатъчно е да знаете две количества: маса(m), изразено в килограми, и количеството вещество (v), измерено в молове, като ги заместим във формулата: M = m/v.
Пример. Да предположим, че трябва да определим кътника маса 100 g вода в 3 мола. За да направите това, първо трябва масавода в грамове - 100g=0.01kg. След това заменете стойностите във формулата за молар: M=m/v=0,01kg/3mol=0,003kg/mol.