Kust saada aine molaarmassi. Kuidas leida molaarmassi. Molaarmassi praktilised kasutusalad
Aatomite ja molekulide suhtelised massid määratakse tabelis D.I. Mendelejevi aatommasside väärtused. Samal ajal ümardatakse hariduslikel eesmärkidel arvutuste tegemisel elementide aatommasside väärtused tavaliselt täisarvudeks (välja arvatud kloor, mille aatommass on 35,5).
Näide 1. Kaltsiumi suhteline aatommass A r (Ca) = 40; plaatina suhteline aatommass A r (Pt) = 195.
Molekuli suhteline mass arvutatakse antud molekuli moodustavate aatomite suhteliste aatommasside summana, võttes arvesse nende aine hulka.
Näide 2. Väävelhappe suhteline molaarmass:
Mr (H2SO4) = 2A r (H) + A r (S) + 4A r (O) = 2 · 1 + 32 + 4· 16 = 98.
Aatomite ja molekulide absoluutmassid saadakse, jagades 1 mooli aine massi Avogadro arvuga.
Näide 3. Määrake ühe kaltsiumi aatomi mass.
Lahendus. Kaltsiumi aatommass on A r (Ca) = 40 g/mol. Ühe kaltsiumi aatomi mass on võrdne:
m(Ca)= Ar(Ca): NA=40: 6,02 · 10 23 = 6,64· 10-23 aastat
Näide 4. Määrake ühe väävelhappe molekuli mass.
Lahendus. Väävelhappe molaarmass on M r (H 2 SO 4) = 98. Ühe molekuli mass m (H 2 SO 4) on võrdne:
m(H2SO4) = Mr (H2SO4): NA = 98:6,02 · 10 23 = 16,28· 10-23 aastat
2.10.2. Aine koguse arvutamine ning aatomi- ja molekulaarosakeste arvu arvutamine teadaolevate massi- ja ruumalaväärtuste põhjal
Aine kogus määratakse, jagades selle grammides väljendatud massi aatom (molaarse) massiga. Nulltasemel gaasilises olekus oleva aine kogus leitakse, jagades selle ruumala 1 mooli gaasi (22,4 l) mahuga.
Näide 5. Määrake naatriumaine n(Na) kogus 57,5 g naatriummetallis.
Lahendus. Naatriumi suhteline aatommass on võrdne A r (Na) = 23. Leiame aine koguse, jagades naatriummetalli massi selle aatommassiga:
n(Na) = 57,5 : 23 = 2,5 mol.
Näide 6. Määrake lämmastiku kogus, kui selle maht normaalsetes tingimustes. on 5,6 l.
Lahendus. Lämmastiku kogus n (N 2) leiame, jagades selle ruumala 1 mooli gaasi (22,4 l) mahuga:
n(N2) = 5,6:22,4 = 0,25 mol.
Aatomite ja molekulide arv aines määratakse, korrutades aatomite ja molekulide ainekoguse Avogadro arvuga.
Näide 7. Määrake 1 kg vees sisalduvate molekulide arv.
Lahendus. Veekoguse leiame, jagades selle massi (1000 g) molaarmassiga (18 g/mol):
n(H20) = 1000:18 = 55,5 mol.
Molekulide arv 1000 g vees on:
N(H20) = 55,5 · 6,02· 10 23 = 3,34· 10 24 .
Näide 8. Määrake 1 liitris (n.s.) hapnikus sisalduvate aatomite arv.
Lahendus. Hapniku aine kogus, mille maht normaaltingimustes on 1 liiter, on võrdne:
n(O2) = 1: 22,4 = 4,46 · 10-2 mol.
Hapniku molekulide arv 1 liitris (n.s.) on:
N(O2) = 4,46 · 10 -2 · 6,02· 10 23 = 2,69· 10 22 .
Tuleb märkida, et 26.9 · 1 liitris mis tahes gaasis sisaldub ümbritseva keskkonna tingimustes 10 22 molekuli. Kuna hapnikumolekul on kaheaatomiline, on hapnikuaatomite arv 1 liitris 2 korda suurem, s.o. 5.38 · 10 22 .
2.10.3. Gaasisegu keskmise molaarmassi ja mahuosa arvutamine
selles sisalduvad gaasid
Gaasisegu keskmine molaarmass arvutatakse selle segu moodustavate gaaside molaarmasside ja nende mahuosade põhjal.
Näide 9. Eeldades, et lämmastiku, hapniku ja argooni sisaldus (mahuprotsentides) õhus on vastavalt 78, 21 ja 1, arvutage õhu keskmine molaarmass.
Lahendus.
M õhk = 0,78 · Mr (N2)+0,21 · Mr (02)+0,01 · Mr (Ar) = 0,78 · 28+0,21· 32+0,01· 40 = 21,84+6,72+0,40=28,96
Või ligikaudu 29 g/mol.
Näide 10. Gaasisegu sisaldab 12 l NH 3, 5 l N 2 ja 3 l H 2, mõõdetuna nr. Arvutage selles segus olevate gaaside mahuosa ja selle keskmine molaarmass.
Lahendus. Gaasisegu kogumaht on V=12+5+3=20 liitrit. j gaaside mahuosad on võrdsed:
φ(NH3) = 12:20 = 0,6; φ(N2)=5:20=0,25; φ(H2)=3:20=0,15.
Keskmine molaarmass arvutatakse selle segu moodustavate gaaside mahuosa ja nende molekulmasside põhjal:
M = 0,6 · M(NH3)+0,25 · M(N2)+0,15 · M(H2) = 0,6 · 17+0,25· 28+0,15· 2 = 17,5.
2.10.4. Keemilises ühendis sisalduva keemilise elemendi massiosa arvutamine
Keemilise elemendi massiosa ω määratletakse kui aine antud massis sisalduva antud elemendi X aatomi massi ja selle aine massi m suhet. Massiosa on mõõtmeteta suurus. Seda väljendatakse ühtsuse murdosades:
ω(X) = m(X)/m (0<ω< 1);
või protsentides
ω(X),%= 100 m(X)/m (0%<ω<100%),
kus ω(X) on keemilise elemendi X massiosa; m(X) – keemilise elemendi X mass; m on aine mass.
Näide 11. Arvutage mangaani massiosa mangaan(VII)oksiidis.
Lahendus. Ainete molaarmassid on: M(Mn) = 55 g/mol, M(O) = 16 g/mol, M(Mn 2 O 7) = 2M(Mn) + 7M(O) = 222 g/mol . Seetõttu on Mn 2 O 7 mass aine kogusega 1 mool:
m(Mn2O7) = M(Mn2O7) · n(Mn2O7) = 222 · 1 = 222 g.
Valemist Mn 2 O 7 järeldub, et mangaani aatomite aine hulk on kaks korda suurem mangaan(VII) oksiidi aine kogusest. Tähendab,
n(Mn) = 2n(Mn2O7) = 2 mol,
m(Mn) = n(Mn) · M(Mn) = 2 · 55 = 110 g.
Seega on mangaani massiosa mangaan(VII)oksiidis võrdne:
ω(X)=m(Mn): m(Mn2O7) = 110:222 = 0,495 või 49,5%.
2.10.5. Keemilise ühendi valemi määramine selle elemendi koostise põhjal
Aine lihtsaim keemiline valem määratakse selle aine koostises sisalduvate elementide massiosa teadaolevate väärtuste põhjal.
Oletame, et on olemas aine Na x P y O z proov massiga m o g. Vaatleme, kuidas määratakse selle keemiline valem, kui elementide aatomite ainekogused, nende massid või massifraktsioonid. on teada aine mass. Aine valem määratakse seosega:
x: y: z = N(Na):N(P):N(O).
See suhe ei muutu, kui iga liige jagatakse Avogadro arvuga:
x: y: z = N(Na)/NA: N(P)/NA: N(O)/NA = ν(Na) : ν(P): ν(O).
Seega on aine valemi leidmiseks vaja teada seost samas ainemassis olevate aatomite ainete koguste vahel:
x: y: z = m(Na)/Mr(Na): m(P)/Mr(P): m(O)/Mr(O).
Kui jagame viimase võrrandi iga liikme proovi m o massiga, saame avaldise, mis võimaldab määrata aine koostist:
x: y: z = ω(Na)/Mr(Na): ω(P)/Mr(P): ω(O)/Mr(O).
Näide 12. Aine sisaldab 85,71 massiprotsenti. % süsinikku ja 14,29 massiprotsenti. % vesinik. Selle molaarmass on 28 g/mol. Määrake selle aine kõige lihtsam ja tõesem keemiline valem.
Lahendus. Aatomite arvu suhe C x H y molekulis määratakse, jagades iga elemendi massifraktsioonid selle aatommassiga:
x:y = 85,71/12:14,29/1 = 7,14:14,29 = 1:2.
Seega on aine lihtsaim valem CH 2. Aine lihtsaim valem ei lange alati kokku selle tegeliku valemiga. Sel juhul ei vasta valem CH2 vesinikuaatomi valentsile. Tõelise keemilise valemi leidmiseks peate teadma antud aine molaarmassi. Selles näites on aine molaarmass 28 g/mol. Jagades 28 14-ga (aatommasside summa, mis vastab valemiühikule CH 2), saame tõelise seose molekulis olevate aatomite arvu vahel:
Saame aine tõelise valemi: C 2 H 4 - etüleen.
Gaasiliste ainete ja aurude molaarmassi asemel võib probleemipüstitus näidata mõne gaasi või õhu tihedust.
Vaadeldaval juhul on gaasi tihedus õhus 0,9655. Selle väärtuse põhjal saab leida gaasi molaarmassi:
M = M õhk · D õhk = 29 · 0,9655 = 28.
Selles avaldises on M gaasi C x H y molaarmass, M air on õhu keskmine molaarmass, D air on gaasi C x H y tihedus õhus. Saadud molaarmassi väärtust kasutatakse aine tegeliku valemi määramiseks.
Probleemi püstitus ei pruugi näidata ühe elemendi massiosa. Selle leidmiseks lahutatakse ühtsusest (100%) kõigi teiste elementide massiosad.
Näide 13. Orgaaniline ühend sisaldab 38,71 massiprotsenti. süsinikuprotsent, 51,61 massiprotsenti. % hapnikku ja 9,68 massiprotsenti. % vesinik. Määrake selle aine tegelik valem, kui selle hapniku aurutihedus on 1,9375.
Lahendus. Arvutame aatomite arvu suhte molekulis C x H y O z:
x: y: z = 38,71/12: 9,68/1: 51,61/16 = 3,226: 9,68: 3,226 = 1:3:1.
Aine molaarmass M on võrdne:
M = M(O2) · D(O2) = 32 · 1,9375 = 62.
Aine lihtsaim valem on CH 3 O. Selle valemiühiku aatommasside summa on 12 + 3 + 16 = 31. Jagage 62 31-ga ja saage molekulis olevate aatomite arvu tegelik suhe:
x:y:z = 2:6:2.
Seega on aine tegelik valem C 2 H 6 O 2. See valem vastab kahehüdroksüülse alkoholi - etüleenglükooli koostisele: CH 2 (OH) - CH 2 (OH).
2.10.6. Aine molaarmassi määramine
Aine molaarmassi saab määrata selle aurutiheduse väärtuse põhjal teadaoleva molaarmassiga gaasis.
Näide 14. Teatud orgaanilise ühendi aurutihedus hapniku suhtes on 1,8125. Määrake selle ühendi molaarmass.
Lahendus. Tundmatu aine molaarmass M x võrdub selle aine D suhtelise tiheduse korrutisega aine M molaarmassiga, millest määratakse suhtelise tiheduse väärtus:
M x = D · M = 1,8125 · 32 = 58,0.
Leitud molaarmassi väärtusega ained võivad olla atsetoon, propioonaldehüüd ja allüülalkohol.
Gaasi molaarmassi saab arvutada selle molaarmahu abil maapinnal.
Näide 15. 5,6 liitri gaasi mass maapinnal. on 5,046 g. Arvutage selle gaasi molaarmass.
Lahendus. Gaasi molaarmaht nullis on 22,4 liitrit. Seetõttu on soovitud gaasi molaarmass võrdne
M = 5,046 · 22,4/5,6 = 20,18.
Soovitav gaas on Ne neoon.
Clapeyroni-Mendelejevi võrrandit kasutatakse sellise gaasi molaarmassi arvutamiseks, mille ruumala on antud tavapärastel tingimustel.
Näide 16. Temperatuuril 40 o C ja rõhul 200 kPa on 3,0 liitri gaasi mass 6,0 g. Määrake selle gaasi molaarmass.
Lahendus. Asendades teadaolevad kogused Clapeyroni-Mendelejevi võrrandisse, saame:
M = mRT/PV = 6,0 · 8,31· 313/(200· 3,0)= 26,0.
Kõnealune gaas on atsetüleen C 2 H 2 .
Näide 17. 5,6 liitri (n.s.) süsivesiniku põletamisel saadi 44,0 g süsinikdioksiidi ja 22,5 g vett. Süsivesinike suhteline tihedus hapniku suhtes on 1,8125. Määrake süsivesiniku tegelik keemiline valem.
Lahendus. Süsivesinike põlemise reaktsioonivõrrandit saab esitada järgmiselt:
C x H y + 0,5 (2x + 0,5 y)O 2 = x CO 2 + 0,5 y H2O.
Süsivesinike kogus on 5,6:22,4=0,25 mol. Reaktsiooni tulemusena tekib 1 mol süsihappegaasi ja 1,25 mol vett, mis sisaldab 2,5 mol vesinikuaatomeid. Kui süsivesinikku põletatakse 1 mooli ainega, saadakse 4 mooli süsinikdioksiidi ja 5 mooli vett. Seega sisaldab 1 mool süsivesinikku 4 mooli süsinikuaatomit ja 10 mooli vesinikuaatomit, s.o. süsivesinike keemiline valem on C4H10. Selle süsivesiniku molaarmass on M=4 · 12+10=58. Selle suhteline hapnikutihedus D=58:32=1,8125 vastab ülesande püstituses toodud väärtusele, mis kinnitab leitud keemilise valemi õigsust.
23. august 2012Praktilises ja teoreetilises keemias eksisteerib kaks mõistet, millel on praktiline tähtsus: molekulaarne (seda asendatakse sageli molekulmassi mõistega, mis pole õige) ja molaarmass. Mõlemad kogused sõltuvad lihtsa või keerulise aine koostisest.
Kuidas määrata molaarmassi või molekulmassi? Neid mõlemaid füüsikalisi suurusi ei saa (või peaaegu ei saagi) leida otsemõõtmise teel, näiteks kaalul ainet kaaludes. Need arvutatakse ühendi keemilise valemi ja kõigi elementide aatommasside põhjal. Need kogused on arvuliselt võrdsed, kuid erinevad mõõtmetelt. Molekulmassi väljendatakse aatommassi ühikutes, mis on kokkuleppelised suurused ja mida tähistatakse a. e.m., samuti teine nimi - "dalton". Molaarmassi ühikuid väljendatakse g/mol.
Lihtainete molekulmassid, mille molekulid koosnevad ühest aatomist, on võrdsed nende aatommassidega, mis on näidatud Mendelejevi perioodilisuse tabelis. Näiteks:
- naatrium (Na) - 22,99 a. sööma.;
- raud (Fe) - 55,85 a. sööma.;
- väävel (S) - 32,064 a. sööma.;
- argoon (Ar) - 39,948 a. sööma.;
- kaalium (K) - 39,102 a. sööma.
Samuti arvutatakse lihtainete molekulmassid, mille molekulid koosnevad mitmest keemilise elemendi aatomist, elemendi aatommassi korrutisena molekulis olevate aatomite arvuga. Näiteks:
- hapnik (O2) - 16. 2 = 32 a. sööma.;
- lämmastik (N2) - 14,2 = 28 a. sööma.;
- kloor (Cl2) - 35. 2 = 70 a. sööma.;
- osoon (O3) - 16. 3 = 48 a. sööma.
Komplekssete ainete molekulmassid arvutatakse iga molekulis sisalduva elemendi aatommassi ja aatomite arvu korrutiste liitmisel. Näiteks:
- vesinikkloriidhape (HCl) - 2 + 35 = 37 a. sööma.;
- süsinikoksiid (CO) - 12 + 16 = 28 a. sööma.;
- süsinikdioksiid (CO2) - 12 + 16. 2 = 44 a. sööma.
Kuidas aga leida ainete molaarmassi?
Seda pole keeruline teha, kuna see on konkreetse aine koguse ühiku mass, väljendatuna moolides. See tähendab, et kui iga aine arvutatud molekulmass korrutatakse konstantse väärtusega, mis on võrdne 1 g / mol, saadakse selle molaarmass. Kuidas leida näiteks süsinikdioksiidi (CO2) molaarmassi? Sellest järeldub (12 + 16,2).1 g/mol = 44 g/mol, see tähendab, MCO2 = 44 g/mol. Lihtainete, molekulide puhul, mis sisaldavad ainult ühte elemendi aatomit, langeb see näitaja, väljendatuna g/mol, arvuliselt kokku elemendi aatommassiga. Näiteks väävli puhul MS = 32,064 g/mol. Kuidas leida molaarmassi lihtsale ainele, mille molekul koosneb mitmest aatomist, võib vaadelda hapniku näitel: MO2 = 16. 2 = 32 g/mol.
Siin on toodud näited konkreetsete lihtsate või keerukate ainete kohta. Kuid kas ja kuidas on võimalik leida mitmest komponendist koosneva toote molaarmassi? Nagu molekulmass, on ka mitmekomponendilise segu molaarmass aditiivne suurus. See on komponendi molaarmassi ja selle osa segu korrutiste summa: M = ∑Mi. Xi, see tähendab, et saab arvutada nii keskmise molekulmassi kui ka keskmise molaarmassi.
Õhu näitel, mis sisaldab ligikaudu 75,5% lämmastikku, 23,15% hapnikku, 1,29% argooni ja 0,046% süsinikdioksiidi (ülejäänud lisandid, mis sisalduvad väiksemates kogustes, võib tähelepanuta jätta): Mair = 28. 0,755 + 32. 0,2315 + 40 . 0,129 + 44 . 0,00046 = 29,08424 g/mol ≈ 29 g/mol.
Kuidas leida aine molaarmassi, kui perioodilisustabelis näidatud aatommasside määramise täpsus on erinev? Mõne elemendi puhul näidatakse seda kümnendiku täpsusega, teiste jaoks sajandikute täpsusega, teiste jaoks tuhandikute täpsusega ja selliste elementide jaoks nagu radoon - tervete, mangaani puhul kümnetuhandikega.
Molaarmassi arvutamisel ei ole mõtet teha arvutusi suurema täpsusega kui kuni kümnendikku, kuna neil on praktilisi rakendusi, kui keemiliste ainete või reaktiivide puhtus põhjustab suure vea. Kõik need arvutused on ligikaudsed. Kuid seal, kus keemikud nõuavad suuremat täpsust, tehakse teatud protseduuride abil asjakohased parandused: määratakse lahuse tiiter, kalibreeritakse standardproovide abil jne.
Allikas: fb.ruPraegune
Juhised
Aine mooli leidmiseks peate meeles pidama väga lihtsat reeglit: mis tahes aine ühe mooli mass on arvuliselt võrdne selle molekulmassiga, väljendatuna ainult muudes kogustes. Kuidas see määratakse? Periooditabeli abil saate teada iga aine molekulidesse kuuluva elemendi aatommassi. Järgmiseks tuleb iga elemendi indeksit arvesse võttes lisada aatommassid ja saad vastuse.
Arvutage selle molekulmass, võttes arvesse iga elemendi indeksit: 12*2 + 1*4 + 16*3 = 76 amu. (aatommassi ühikud). Seetõttu on selle molaarmass (ehk ühe mooli mass) samuti 76, ainult selle mõõde on grammi/mol. Vastus: üks mool ammooniumnitraati kaalub 76 grammi.
Oletame, et teile antakse selline ülesanne. Teatavasti on mõne gaasi 179,2 liitri mass 352 grammi. On vaja kindlaks teha, kui palju üks mool seda gaasi kaalub. On teada, et tavatingimustes võtab üks mool mis tahes gaasi või gaaside segu umbes 22,4 liitrit. Ja teil on 179,2 liitrit. Tehke arvutus: 179,2/22,4 = 8. Seetõttu sisaldab see maht 8 mooli gaasi.
Jagades ülesande tingimuste järgi teadaoleva massi moolide arvuga, saad: 352/8 = 44. Seetõttu kaalub üks mool seda gaasi 44 grammi - see on süsinikdioksiid, CO2.
Kui on teatud kogus gaasi massiga M, mis on suletud ruumalasse V antud temperatuuril T ja rõhul P. Tuleb määrata selle molaarmass (st leida, millega tema mool võrdub). Universaalne Mendelejevi-Clapeyroni võrrand aitab teil probleemi lahendada: PV = MRT/m, kus m on molaarmass, mille me peame määrama, ja R on universaalne gaasikonstant, mis on võrdne 8,31-ga. Võrrandi teisendamisel saad: m = MRT/PV. Asendades valemis teadaolevad kogused, saate teada, millega on võrdne gaasimool.
Abistavad nõuanded
Arvutustes kasutatakse tavaliselt elementide aatommasside ümardatud väärtusi. Kui on vaja suuremat täpsust, ei ole ümardamine vastuvõetav.
A. Avogadro 1811. aastal, aatomiteooria väljatöötamise alguses, eeldas, et võrdne arv ideaalseid gaase samal rõhul ja temperatuuril sisaldab sama palju molekule. Hiljem see oletus leidis kinnitust ja sai kineetilise teooria jaoks vajalikuks tagajärjeks. Nüüd nimetatakse seda teooriat Avogadroks.
Juhised
Avogadro konstant näitab aatomite või molekulide arvu, mis sisalduvad aine ühes moolis.
Molekulide arvu, eeldusel, et süsteem on ühekomponentne ja selles sisalduvad sama tüüpi molekulid või aatomid, saab leida spetsiaalse valemi abil
Video teemal
Esiteks määrake aine keemiline koostis ja agregatsiooni olek. Kui testite gaasi, mõõtke selle temperatuur, maht ja rõhk või asetage see tavatingimustesse ja mõõtke ainult mahtu. Pärast seda arvutage molekulide ja aatomite arv. Tahkes või vedelikus olevate aatomite arvu määramiseks leidke selle mass ja molaarmass ning seejärel molekulide ja aatomite arv.
Sa vajad
- manomeeter, termomeeter, kaalud ja perioodilisustabel, saate teada Avogadro konstandi.
Juhised
Ühe mooli massi määramine teadaolevast ainekogusest Kui on teada aine kogus moolides, mille molaarmass on vaja leida, leia skaalal selle tegelik mass, väljendades seda grammides. Ühe mooli massi määramiseks jagage aine mass selle kogusega M=m/υ.
Aine ühe mooli massi määramine molekuli massi järgi Kui aine ühe molekuli mass grammides on teada, leidke ühe mooli mass, korrutades selle molekuli massi molekulide arvuga ühes moolis (Avogadro arv), mis võrdub 6,022 10^23, M = m0 NA .
Ühe mooli gaasi massi määramine Võtke teadaoleva mahuga suletud anum, väljendatuna kuupmeetrites. Pumbake sellest gaas välja ja kaaluge see kaalul. Pumbake sellesse gaas ja kaaluge uuesti, tühja ja täidetud ballooni vahe on võrdne gaasi massiga. Teisendage see kilogrammideks.
Mõõtke balloonis oleva gaasi temperatuur, kui ootate pärast pumpamist, võrdne ümbritseva õhu temperatuuriga ja teisendage see kelviniteks, lisades 273 kraadi Celsiuse järgi. Mõõtke manomeetriga gaasi rõhk , paskalites. Leidke gaasi molaarmass (ühe mooli mass), korrutades gaasi massi selle temperatuuri ja 8,31-ga (universaalne gaasikonstant) ning jagades saadud tulemuse rõhu ja mahuga M=m R T/(P V).
Mõnikord seisavad teadlased silmitsi järgmise probleemiga: kuidas määrata konkreetse aine aatomite arv? Esialgu võib see tunduda äärmiselt keeruline, sest aatomite arv isegi väikeses aine proovis on lihtsalt tohutu. Kuidas neid lugeda?
Juhised
Oletame, et peate loendama aatomite arvu näiteks puhtas vases või isegi kullas. Jah, kujutage end ette suure teadlase Archimedese asemel, kellele kuningas Hiero andis hoopis teistsuguse ülesande, öeldes: "Tead, Archimedes, asjata kahtlustasin ma oma juveliiri pettuses, kroon osutus puhtast kullast tehtud. ! Meie Kuninglik Majesteet tahab nüüd teada selles olevaid aatomeid.
See ülesanne oleks loomulikult pannud tõelise Archimedese uimasusse, kuigi ta oli seda teinud. Noh, sa saaksid sellega kiiresti hakkama. Kõigepealt peate võra täpselt kaaluma. Oletame, et see kaalus täpselt 2 kg, see tähendab 2000 grammi. Seejärel määrake perioodilisustabeli abil kulla molaarmass (umbes 197 grammi/mol.) Arvutuste lihtsustamiseks ümardage veidi üles – olgu selleks 200 grammi/mol. Seetõttu on õnnetud kroonis täpselt 10 mooli kulda. Noh, siis võtke Avogadro universaalne arv (6,022x1023), korrutage 10-ga ja viige tulemus võidukalt kuningas Hieronile.
Ja seejärel kasutage hästi tuntud Mendelejevi-Clapeyroni võrrandit: PV = MRT/m. Pange tähele, et M/m ei ole midagi muud kui antud gaasi moolide arv, kuna M on selle tegelik mass ja m on selle molaarmass.
Asendage teile teadaolevad väärtused murdosaga PV/RT, korrutage saadud tulemus Avogadro universaalarvuga (6,022*1023) ja saate gaasiaatomite arvu antud ruumala, rõhu ja temperatuuri juures.
Mis siis, kui peate loendama aatomite arvu kompleksaine proovis? Ja siin pole midagi eriti rasket. Kaaluge proov, seejärel kirjutage selle täpne keemiline valem, kasutage perioodilist tabelit iga komponendi molaarmassi selgitamiseks ja arvutage selle kompleksaine täpne molaarmass (vajadusel võttes arvesse elementaarindeksit).
Noh, siis uurige uuritavas proovis olevate moolide arvu (jagades proovi massi molaarmassiga) ja korrutage tulemus Avogadro arvu väärtusega.
Keemias kasutatakse mooli aine koguseühikuna. Ainel on kolm omadust: mass, molaarmass ja aine kogus. Molaarmass on aine ühe mooli mass.
Juhised
Üks mool ainet tähistab selle kogust, mis sisaldab nii palju struktuuriüksusi, kui palju on aatomeid 0,012 kg tavalises (mitteradioaktiivses) isotoobis. Aine struktuuriüksusteks on molekulid, aatomid, ioonid. Kui ülesande tingimused on antud Ar suhtelise aatommassiga, siis aine valemist, olenevalt ülesande sõnastusest, leitakse arvutustega kas sama aine ühe mooli mass või selle molaarmass. . Ar suhteline aatommass on väärtus, mis võrdub elemendi isotoobi keskmise massi ja 1/12 süsiniku massi suhtega.
Nii orgaanilistel kui anorgaanilistel ainetel on molaarmass. Näiteks arvutage see parameeter vee H2O ja metaani CH3 suhtes. Kõigepealt leidke vee molaarmass:
M(H2O)=2Ar(H)+Ar(O)=2*1+16=18 g/mol
Metaan on orgaanilise päritoluga gaas. See tähendab, et selle molekul sisaldab vesiniku ja süsiniku aatomeid. Vaid üks selle gaasi molekul sisaldab kolme vesinikuaatomit ja ühte süsinikuaatomit. Arvutage selle aine molaarmass järgmiselt:
M(CH3)=Ar(C)+2Ar(H)=12+3*1=15 g/mol
Samamoodi arvutage kõigi teiste ainete molaarmassid.
Samuti leitakse aine ühe mooli mass ehk molaarmass, teades aine massi ja kogust. Sel juhul arvutatakse molaarmass aine massi ja selle koguse suhtena. Valem näeb välja selline:
M=m/ν, kus M on molaarmass, m on mass, ν on aine kogus.
Aine molaarmassi väljendatakse grammides või kilogrammides mooli kohta. Kui aine molekuli mass on teada, siis teades Avogadro arvu, saate aine ühe mooli massi järgmiselt:
Mr=Na*ma, kus Mr on molaarmass, Na on Avogadro arv, ma on molekuli mass.
Näiteks teades süsinikuaatomi massi, saate leida selle aine molaarmassi:
Mr=Na*ma=6,02*10^23*1,993*10^-26=12 g/mol
Video teemal
Aine 1 mooli massi nimetatakse selle molaarmassiks ja tähistatakse tähega M. Molaarmassi mõõtühikud on g/mol. Selle väärtuse arvutamise meetod sõltub määratud tingimustest.
Sa vajad
- - keemiliste elementide perioodilisustabel D.I. Perioodiline tabel (periooditabel);
- - kalkulaator.
Juhised
Kui aine on teada, saab selle molaarmassi arvutada perioodilisuse tabeli abil. Aine molaarmass (M) võrdub selle suhtelise molekulmassiga (Mr). Selle arvutamiseks leidke perioodilisuse tabelist kõigi ainet moodustavate elementide aatommassid (Ar). Tavaliselt on see arv, mis on kirjutatud vastava elemendi lahtri alumisse paremasse nurka selle seerianumbri all. Näiteks aatommass on 1 - Ar (H) = 1, hapniku aatommass on 16 - Ar (O) = 16, väävli aatommass on 32 - Ar (S) = 32.
Aine molekulaar- ja molaarmassi väljaselgitamiseks peate liitma selles sisalduvate elementide suhtelised aatommassid, võttes arvesse nende arvu. Mr = Ar1n1+Ar2n2+…+Arxnx. Seega on vee molaarmass (H2O) võrdne vesiniku aatommassi (H) korrutisega 2 ja hapniku aatommassi (O) summaga. M(H2O) = Ar(H)22 + Ar(O) = 1>2 +16 = 18 (g/mol). (H2SO4) molaarmass võrdub vesiniku (H) aatommassi summaga, mis on korrutatud 2-ga, väävli aatommassi (S) ja hapniku aatommassi (O) korrutisega 4. M (H2SO4) = Ar (H) A2 + Ar (S) + Ar (O) 4 = 1 - 2 + 32 + 16 - 4 = 98 (g/mol). Ühest elemendist koosnevate lihtainete molaarmass arvutatakse samamoodi. Näiteks gaasilise hapniku (O2) molaarmass võrdub elemendi hapniku (O) aatommassiga, mis on korrutatud 2-ga. M (O2) = 16?2 = 32 (g/mol).
Kui aine keemiline valem on teadmata, kuid selle kogus ja mass on teada, saab molaarmassi leida valemiga: M=m/n, kus M on molaarmass, m on aine mass, n on aine kogus. Näiteks on teada, et 2 mooli ainet on mass 36 g, siis selle molaarmass on M = m/n = 36 g? 2 mol = 18 g/mol (tõenäoliselt on see vesi H2O). Kui 1,5 mooli aine mass on 147 g, siis selle molaarmass on M = m/n = 147 g? 1,5 mol = 98 g/mol (tõenäoliselt on see väävelhape H2SO4).
Video teemal
Allikad:
- Talitsa Mendelejev
Praktilises ja teoreetilises keemias eksisteerib kaks mõistet, millel on praktiline tähtsus: molekulaarne (seda asendatakse sageli molekulmassi mõistega, mis pole õige) ja molaarmass. Mõlemad kogused sõltuvad lihtsa või keerulise aine koostisest.
Kuidas määrata või molekulaarne? Neid mõlemaid füüsikalisi suurusi ei saa (või peaaegu ei saagi) leida otsemõõtmise teel, näiteks kaalul ainet kaaludes. Need arvutatakse ühendi keemilise valemi ja kõigi elementide aatommasside põhjal. Need kogused on arvuliselt võrdsed, kuid erinevad mõõtmetelt. väljendatakse aatommassi ühikutes, mis on kokkuleppelised suurused ja mida tähistatakse a. e.m., samuti teine nimi - "dalton". Molaarmassi ühikuid väljendatakse g/mol.
Lihtainete molekulmassid, mille molekulid koosnevad ühest aatomist, on võrdsed nende aatommassidega, mis on näidatud Mendelejevi perioodilisuse tabelis. Näiteks:
- naatrium (Na) - 22,99 a. sööma.;
- raud (Fe) - 55,85 a. sööma.;
- väävel (S) - 32,064 a. sööma.;
- argoon (Ar) - 39,948 a. sööma.;
- kaalium (K) - 39,102 a. sööma.
Samuti arvutatakse lihtainete molekulmassid, mille molekulid koosnevad mitmest keemilise elemendi aatomist, elemendi aatommassi korrutisena molekulis olevate aatomite arvuga. Näiteks:
- hapnik (O2) - 16. 2 = 32 a. sööma.;
- lämmastik (N2) - 14,2 = 28 a. sööma.;
- kloor (Cl2) - 35. 2 = 70 a. sööma.;
- osoon (O3) - 16. 3 = 48 a. sööma.
Molekulmassid arvutatakse iga molekulis sisalduva elemendi aatommassi ja aatomite arvu korrutise liitmisel. Näiteks:
- (HCl) - 2 + 35 = 37 a. sööma.;
- (CO) - 12 + 16 = 28 a. sööma.;
- süsinikdioksiid (CO2) - 12 + 16. 2 = 44 a. sööma.
Kuidas aga leida ainete molaarmassi?
Seda pole keeruline teha, kuna see on konkreetse aine koguse ühiku mass, väljendatuna moolides. See tähendab, et kui iga aine arvutatud molekulmass korrutatakse konstantse väärtusega, mis on võrdne 1 g / mol, saadakse selle molaarmass. Kuidas leida näiteks molaarmassi (CO2)? Sellest järeldub (12 + 16,2).1 g/mol = 44 g/mol, see tähendab, MCO2 = 44 g/mol. Lihtainete, molekulide puhul, mis sisaldavad ainult ühte elemendi aatomit, langeb see näitaja, väljendatuna g/mol, arvuliselt kokku elemendi aatommassiga. Näiteks väävli puhul MS = 32,064 g/mol. Kuidas leida molaarmassi lihtsale ainele, mille molekul koosneb mitmest aatomist, võib vaadelda hapniku näitel: MO2 = 16. 2 = 32 g/mol.
Siin on toodud näited konkreetsete lihtsate või keerukate ainete kohta. Kuid kas ja kuidas on võimalik leida mitmest komponendist koosneva toote molaarmassi? Nagu molekulmass, on ka mitmekomponendilise segu molaarmass aditiivne suurus. See on komponendi molaarmassi ja selle osa segu korrutiste summa: M = ∑Mi. Xi, see tähendab, et saab arvutada nii keskmise molekulmassi kui ka keskmise molaarmassi.
Õhu näitel, mis sisaldab ligikaudu 75,5% lämmastikku, 23,15% hapnikku, 1,29% argooni ja 0,046% süsinikdioksiidi (ülejäänud lisandid, mis sisalduvad väiksemates kogustes, võib tähelepanuta jätta): Mair = 28. 0,755 + 32. 0,2315 + 40 . 0,129 + 44 . 0,00046 = 29,08424 g/mol ≈ 29 g/mol.
Kuidas leida aine molaarmassi, kui perioodilisustabelis näidatud aatommasside määramise täpsus on erinev? Mõne elemendi puhul näidatakse seda kümnendiku täpsusega, teiste jaoks sajandikute täpsusega, teiste jaoks tuhandikute täpsusega ja selliste elementide jaoks nagu radoon - tervete, mangaani puhul kümnetuhandikega.
Molaarmassi arvutamisel ei ole mõtet teha arvutusi suurema täpsusega kui kuni kümnendikku, kuna neil on praktilisi rakendusi, kui keemiliste ainete või reaktiivide puhtus põhjustab suure vea. Kõik need arvutused on ligikaudsed. Kuid seal, kus keemikud nõuavad suuremat täpsust, tehakse teatud protseduuride abil asjakohased parandused: määratakse lahuse tiiter, kalibreeritakse standardproovide abil jne.
Molaarmass on keemiapraktikas arvutustes kõige sagedamini leitav suurus. See tähistab aine koguse massi.
- Aine molekuli valem, mis näitab molekulis sisalduvate elementide aatomite arvu.
- Iga molekuli moodustava elemendi aatommass. Selle leiab elementide perioodilise süsteemi tabelist Mendelejev, kes on selle meile juba välja arvutanud.
Summeerime saadud tulemused molekuli kogumassi saamiseks.
Molaarmassi saamiseks korrutame saadud molekuli massi 1 g/mol-ga. 1 g/mol on molaarmassi konstant ja näitab ühe mooli aine massi.
Kuna molaarmassi arvutamise algoritm on väga lihtne, saate Interneti olemasolul lihtsate valemite jaoks kasutada veebikalkulaatorit.
Tõsisemate valemite puhul, nagu CO2H.N:N.CO2H, tasub usaldusväärsuse suurendamiseks teha arvutus ise, ilma kalkulaatorite arendajaid usaldamata.
