МОЛЯРНА МАСА: ЯК ВОНА ОБЧИСЛЮЄТЬСЯ, ПРИКЛАДИ ТА РОЗВ’ЯЗАНІ ВПРАВИ - ХІМІЯ

Молекулярна маса являє собою інтенсивне властивість матерії , яка пов'язує мольное поняття з масовими вимірами. Будучи більш стислим, це кількість маси, що відповідає одному молю речовини; тобто те, яке число «Авогадро» «важить» (6,022 · 10 ²³ ) заданих частинок.

Один моль будь-якої речовини буде містити однакову кількість частинок (іони, молекули, атоми тощо); однак його маса буде змінюватися, оскільки його молекулярні розміри визначаються кількістю атомів та ізотопів, що складають його структуру. Чим масивніший атом або молекула, тим більша його молярна маса.

Різницю між молярними масами різних речовин можна поверхово відмітити за очевидною кількістю їх вибірки. Джерело: Габріель Болівар.

Наприклад, припустимо, що рівно один моль збирається для п’яти різних сполук (верхнє зображення). За допомогою балансу була виміряна маса для кожного кластера, виражена нижче. Ця маса відповідає молярній масі. З усіх них фіолетова сполука має найлегші частинки, тоді як темно-синя сполука має найважчі частинки.

Зауважимо, що показана узагальнена і перебільшена тенденція: чим більша молярна маса, тим менша кількість зразка, який необхідно помістити на баланс. Однак цей об'єм речовини також сильно залежить від стану агрегації кожної сполуки та її щільності.

Як обчислюється молярна маса?

Визначення

Молярну масу можна обчислити, виходячи з її визначення: кількість маси на моль речовини:

M = грам речовини / моль речовини

Насправді, г / моль - це одиниця, в якій зазвичай виражається молярна маса разом з кг / моль. Таким чином, якщо ми знаємо, скільки молей у нас є сполука чи елемент, і зважимо його, ми дістанемося безпосередньо до його молярної маси, застосувавши простий поділ.

Елементи

Молярна маса стосується не тільки сполук, але і елементів. Поняття родимок зовсім не дискримінує. Тому за допомогою періодичної таблиці знаходимо відносні атомні маси за цікавим елементом і множимо його значення на 1 г / моль; це постійна Авогадро, М _U .

Наприклад, відносна атомна маса стронцію становить 87,62. Якщо ми хочемо мати його атомну масу, це було б 87,62 аму; але якщо ми шукаємо молярну масу, то вона складе 87,62 г / моль (87,62 · 1 г / моль). Таким чином, молярні маси всіх інших елементів отримують однаково, навіть не потребуючи такого множення.

Сполуки

Молярна маса сполуки становить не більше , ніж сума відносних атомних мас атомів , помножених на М _U .

Наприклад, молекула води H ₂ O має три атоми: два водню та один кисень. Відносні атомні маси H і O становлять 1,008 і 15,999 відповідно. Таким чином, ми додаємо їхні маси, помноживши на кількість атомів, присутніх у молекулі сполуки:

2 H (1.008) = 2.016

1 O (15,999) = 15,999

M (H ₂ O) = (2,016 + 15,999) 1 г / моль = 18,015 г / моль

Це досить поширена практика опускати M _U наприкінці:

M (H ₂ O) = (2,016 + 15,999) = 18,015 г / моль

Молярна маса має одиниці г / моль.

Приклади

Щойно згадується одна з найвідоміших молярних мас: вода, 18 г / моль. Ті, хто знайомий з цими розрахунками, досягають точки, коли вони здатні запам'ятати деякі молярні маси, не потребуючи їх шукати чи обчислювати їх, як було зроблено вище. Деякі з цих молярних мас, які служать прикладом, є наступними:

-O ₂ : 32 г / моль

-N ₂ : 28 г / моль

-NH ₃ : 17 г / моль

-CH ₄ : 16 г / моль

-CO ₂ : 44 г / моль

-HCl: 36,5 г / моль

-H ₂ SO ₄ : 98 г / моль

-CH ₃ COOH: 60 г / моль

-Fe: 56 г / моль

Зауважте, що задані значення округлені. Для більш точних цілей молярні маси слід виразити до більш десяткових знаків і обчислити за допомогою правильних і точних відносних атомних мас.

Розв’язані вправи

Вправа 1

Аналітичними методами було підраховано, що розчин зразка містить 0,0267 молей аналіту D. Також відомо, що його маса відповідає 14% зразка, загальна маса якого становить 76 грам. Обчисліть молярну масу передбачуваного аналіту D.

Треба визначити масу D, що розчиняється в розчині. Ми продовжуємо:

Маса (D) = 76 г 0,14 = 10,64 г D

Тобто, ми обчислюємо 14% від 76 грам вибірки, що відповідають грам аналіту D. Потім, і, нарешті, застосовуємо визначення молярної маси, оскільки у нас є достатньо даних для її обчислення:

M (D) = 10,64 г D / 0,0267 моль D

= 398,50 г / моль

Що перекладається як: один моль (6,022 · 10 ²³ ) молекул Y має масу, рівну 398,50 грам. Завдяки цій величині ми можемо знати, скільки Y ми хочемо зважити на вазі, якщо ми хочемо, наприклад, приготувати розчин з молярною концентрацією 5 · 10 ^-3 М; тобто розчиняють 0,1993 грама Y в одному літрі розчинника:

5 10 ^-3 (моль / л) (398,50 г / моль) = 0,1993 г Y

Вправа 2

Обчисліть молярну масу лимонної кислоти, знаючи, що її молекулярна формула - C ₆ H ₈ O ₇ .

Ця ж формула C ₆ H ₈ O ₇ полегшує розуміння обчислення, оскільки вона одразу повідомляє нам кількість атомів C, H і O, які знаходяться в лимонній кислоті. Тому ми повторюємо той самий крок, який виконується для води:

6 С (12.0107) = 72.0642

8 H (1,008) = 8,064

7 O (15,999) = 111,993

М (лимонна кислота) = 72,0642 + 8,064 + 111,993

= 192.1212 г / моль

Вправа 3

Обчисліть молярну масу пентагідрату сульфату міді, CuSO ₄ · 5H ₂ O.

Ми знаємо з цього часу, що молярна маса води становить 18,015 г / моль. Це допомагає нам спростити обчислення, оскільки ми їх опустимо на даний момент і зосередимо увагу на безводній солі CuSO ₄ .

Ми маємо, що відносні атомні маси міді та сірки відповідно становлять 63,546 та 32,065. З цими даними ми поступаємо так само, як і з вправою 2:

1 Cu (63,546) = 63,546

1 S (32,065) = 32,065

4 O (15,999) = 63,996

M (CuSO ₄ ) = 63,546 + 32,065 + 63,996

= 159.607 г / моль

Але нас цікавить молярна маса пентагідратованої солі, а не безводної. Для цього треба додати до результату відповідну масу води:

5 H ₂ O = 5 · (18.015) = 90.075

M (CuSO ₄ · 5H ₂ O) = 159.607 + 90.075

= 249,682 г / моль

Список літератури

Віттен, Девіс, Пек і Стенлі. (2008). Хімія (8-е видання). CENGAGE Навчання.
Вікіпедія. (2020). Молярна маса. Відновлено з: en.wikipedia.org
Нісса Гарсія. (2020). Що таке молярна маса? Визначення, формула та приклади. Вивчення. Відновлено з: study.com
Доктор Крісті М. Бейлі. (sf). Підручник зі стехіометрії
з виявлення молярної маси. Відновлено з: occ.edu
Гельменстін, Анна Марі, к.т.н. (02 грудня 2019 р.). Приклад задачі з молярною масою. Відновлено з: thinkco.com

МОЛЯРНА МАСА: ЯК ВОНА ОБЧИСЛЮЄТЬСЯ, ПРИКЛАДИ ТА РОЗВ’ЯЗАНІ ВПРАВИ - ХІМІЯ - 2025