Содержание
- 1 Молярная масса газа
- 2 Готовимся к ЕГЭ по физике: что такое моль и молярная масса
- 3 Как найти молярную массу вещества — формула вычисления, таблица со значениями
- 4 Калькулятор расчета молярной массы газа
- 5 Молей газа молярную массу
- 6 Химик.ПРО – решение задач по химии бесплатно
- 7 Молярная масса — Molar mass
Молярная масса газа
Молярная масса газа
Молярную массу обычно выражают в г/моль, реже в кг/кмоль. Поскольку в одном моле любого вещества содержится одинаковое число структурных единиц, то молярная масса вещества пропорциональная массе соответствующей структурной единицы, т.е. относительной атомной массе данного вещества (Mr):
где κ – коэффициент пропорциональности, одинаковый для всех веществ. Относительная молекулярная масса – величина безразмерная. Её вычисляют, используя относительные атомные массы химических элементов, указанных в Периодической системе Д.И. Менделеева.
Молекулярную массу вещества в газообразном состоянии можно определить, используя понятие о его молярном объеме. Для этого находят объем, занимаемый при нормальных условиях определенной массой данного вещества, а затем вычисляют массу 22,4 л этого вещества при тех же условиях.
Для достижения данной цели (вычисление молярной массы) возможно использование уравнения состояния идеального газа (уравнение Менделеева-Клапейрона):
где p – давление газа (Па), V – объем газа (м 3 ), m – масса вещества (г), M – молярная масса вещества (г/моль), Т – абсолютная температура (К), R – универсальная газовая постоянная равная 8,314 Дж/(моль×К).
Молярную массу газа можно рассчитать, как произведение его плотности по отношению к любому другому газу на молекулярную массу последнего. Под плотностью понимают отношение массу определенного объема данного газа к массе такого же объема другого газа (при одинаковых температуре и давлении), молекулярная масса которого известна.
Расчёты в смеси
Задачу можно усложнить, попробовав посчитать этот показатель в смеси, где в разных пропорциях входят различные соединения. Идеальным примером для этого является воздух. В нем можно выделить следующие составляющие:
Искомый параметр будет вычисляться следующим образом: 0,23*32+0,76*28+0,01*40. Результат равен 29,04 г/моль (можно округлить до 29).
Конечно, в воздухе содержатся и другие вещества (углекислый и инертные газы, водород и т. д. ), но их масса составляет менее десятой процента, поэтому для простоты их допускается не учитывать.
Рассмотрим небольшой пример
Вычисление молярной массы в произвольных условиях
Определим молярную массу газа, 0,625 грамм которого занимают 300 кубических сантиметров при температуре 25 градусов Цельсия и давлении в 2 атмосферы. Введем данные в соответствующие ячейки и получим, что молярная масса газа равна 25,47 г/моль.
Вычисление молярной массы при нормальных условиях
Давайте проверим вычисления, которые мы приводили выше для газа массой 0,5 грамм и объемом 1 л. Переведем литры в кубические сантиметры и заполним соответствующие ячейки с учетом нормальных условий (P = 1, C = 0). Напомним, что в одном литре содержится 1 000 кубических сантиметров. В итоге получим, что молярная масса такого газа равна 11,2008 г/моль, что практически полностью совпадает с предыдущим результатом. Такой расчет даже точнее, чем грубая оценка молярной массы через объем газа.
Количество вещества и его масса
В химии количество вещества вычисляется в молях. 1 моль абсолютно любого вещества включает в себя ровно 6,02·10^23 структурных единиц. Это число было предсказано в 1811 году Амадео Авогадро и определено как количество атомов, которые содержатся в 12 г чистого углерода. Сам итальянский химик не имел понятия даже о порядке этого числа, и знал только, что оно невообразимо большое. Численно это значение было подсчитано в 1908 году австрийским физиком Иоганном Лошмидтом, но и через сотню лет химики периодически уточняют значение числа Авогадро.
Молярная масса — масса 1 моля химического вещества, которую легко подсчитать при помощи периодической таблицы. Для простого расчета требуется найти атомные массы элементов, входящих в состав соединения. Например, 1 моль простого вещества углерода имеет массу 12 г, а 1 моль сложного этанола — 46,07 г. Соответственно, 2 моля этих веществ будут иметь массу 24 г и 92,14 г. Для газообразных веществ понятие моля характеризуется одной существенной особенностью: 1 моль любого газа при нормальных условиях имеет один и тот же объем в размере 22,4 литра. Нормальными условиями считаются температура 0 градусов Цельсия и давление 1 атмосфера.
Молярный объем и молярная масса газа
Не сразу понятно, почему объем 1 моля любого газа при нормальных условиях всегда одинаков, ведь газы имеют разную массу. Сложно сравнить одноатомный гелий с химической формулой He и, например, иприт, формула которого выглядит как C₄H₈Cl₂S. Как такие разные газы могут занимать одинаковый объем? Дело в том, что абсолютно все газы можно представить в виде математической модели идеального газа, в которой расстояние между атомами и молекулами не учитывается.
Вся суть в крайне слабой связи структурных единиц, поэтому модель идеального газа пренебрегает размерами молекул. Таким образом, для подсчета объема газа важно именно количество молекул, а не их размер, а в одном моле любого вещества всегда присутствует одно и то же количество. Понимая, что газы имеют одинаковое количество вещества при одинаковой температуре и давлении становится понятно, что и объем газов будет также одинаков.
Зная объем газа легко определить его количество вещества по простой формуле:
где n — количество вещества, а V — объем газообразного вещества при нормальных условиях.
Например, зная, что 0,5 грамма некоторого газа в нормальных условиях занимает объем в размере 1 л, то понятно, что n = 1 / 22,4 = 0,0446 моль. Следовательно, молярная масса такого газа составит 0,5 / 0,0446 = 11,21 г/моль.
Обычно требуется определить молярную массу газа в произвольных, а не нормальных условиях. Для таких вычислений используется уравнение Менделеева-Клапейрона, из которого выделяется молярная масса:
M = m × R × T / (P × V)
Зная значения массы, температуры, давления и объема газа, легко определить его молярную массу. Обычно в уравнение идеального газа давление подставляется в паскалях, температура — в Кельвинах, а объем — в литрах. В этом случае газовая постоянная R = 8,31 Дж/Моль × К. Для удобства использования более привычных градусов Цельсия и атмосфер в калькулятор заложено пересчитанное значение универсальной газовой постоянной.
Для использования калькулятора вам требуется знать всего 4 величины.
Молярная, молекулярная и атомная массы
Молярная масса (для обозначения в формулах используется буква М) — характеристика вещества, отражающая количество граммов, которое содержится в одном его моле. Измеряется эта величина в г/моль. Интересно, что в Международной системе единиц указано, что параметр должен выражаться в кг/моль. Но г/моль является более удобной единицей измерения, поэтому именно она обычно используется на практике.
Эту величину иногда путают с относительной молекулярной массой. Численно они равны, но суть у последней другая. Молекулярная масса показывает, во сколько раз молекула вещества тяжелее атомной единицы массы (а. е. м.). Относительной она называется потому, что в химии вообще не используется понятие абсолютной по причине её чрезвычайной малости. К примеру, абсолютная масса атома водорода — 1,7*10 -24 г, этот параметр просто показывает, во сколько раз молекула тяжелее 1/12 углерода.
За единицу отсчёта атом элемента был взят за нейтральность и широкую распространённость в природе его изотопа. Но учёные не сразу ориентировались на углерод. Сначала были попытки создания водородной шкалы исходя из того, что водород наиболее лёгкий элемент, потом — кислородной. Но когда оказалось, что в природе это вещество является смесью изотопов с массой от 16 до 18, единица стала неприемлемой, поэтому её заменили углеродной.
С массой атомной молярная тоже может быть одинаковой, если простое вещество состоит из одного атома. Для каждого элемента её легко определить по таблице Менделеева — вместе с порядковым номером она указана в ячейке.
Определение атомной массы для каждого химического элемента было непростой задачей. Для этого учёные взвешивали все существующие в земной коре изотопы и вычисляли их среднее значение с учётом процентной распространённости в природе. Что касается синтетических элементов, то их определяли по наиболее стабильному изотопу.
Связанные величины
Молярная масса тесно связана с относительной молекулярной массой ( М
г
) соединений, в старом термине формула веса (FW) и к стандартным атомным массам составляющих его элементов. Темменее, следует отличать от молекулярной массы (также известной как молекулярная масса), который является массой одной молекулы (любого одного изотопного состава) и непосредственно не связанная с атомной массой , массой одного атома (любой одного изотопа). Дальтон , символ Да, также иногда используетсякачестве единицы молярной массы, особенно в области биохимии , с определением 1 Да = 1 г / моль, несмотря на точто это строго единица массы (1 Да = 1 и = 1,660 538 921 (73) × 10 -27 кг).
Гры атомная масса другой термин для массы в граммах одного моля атомов этого элемента. «Атом Gram» бывший термин родинки.
Молекулярная масса (ММ) является старым термином для того, что теперь более правильно называются относительная молекулярная масса ( М
г
). Это безразмерная величина (т.е. чистый номер, без единиц) равна молярной масседеленной на молярной массой постоянной .
Молекулярная масса
Молекулярная масса ( м ) масса данной молекулы: она измеряется в атомных единицах массы (а.е.м.) или дальтон (Da). Различные молекулы одного и того же соединения могут иметь различные молекулярные массы , потому что они содержат различные изотопы элемента. Молярная масса является мерой средней молекулярной массы всех молекул в образце, и, как правило, более подходящая мера при работе с макроскопическими (взвешиванием состояния) количествами вещества.
Молекулярные массы рассчитывают из стандартных атомных весов каждого нуклида , в то время как молярные массы вычисляются по атомной массе каждого элемента . Атомная масса учитывает изотопное распределение элемента в данном образце ( как правило , предполагается, что «нормальным»). Например, вода имеет молярную массу 18.0153 (3) г / моль, но отдельные молекулы воды имеют молекулярные массы , которые варьируются между 18.010 564 6863 (15) и ( 1 H
2
16 О) и 22,027 7364 (9) и (Д
2 18 О).
Различие между молярной массой и молекулярной массой является важным , поскольку относительные молекулярные массы могут быть измерены непосредственно с помощью масс — спектрометрии , часто с точностью до нескольких частей на миллион . Это достаточно точным , чтобы непосредственно определить химическую формулу молекулы.
Использование синтеза ДНК
Термин формула вес (FW) имеет определенное значение при использовании в контексте синтеза ДНК: в то время как отдельные фосфорамидят нуклеотидное быть добавлен к полимеру ДНК имеет защитные группы и имеет свой молекулярный вес цитируемых в том числе этих групп, количества молекулярного веса который в конечном счете , добавляет к этому нуклеиновым полимеру ДНК называют Нуклеиновый по формуле веса (то есть, молекулярный вес этого нуклеинового в полимере ДНК, минус защитных группы).
Заключение
Молярная масса газа — важная величина, без которой не обходятся никакие химические расчеты газообразных веществ. Наш калькулятор пригодится школьникам и студентам младших курсов для решения задач по элементарной химии.
Готовимся к ЕГЭ по физике: что такое моль и молярная масса
В начале XIX в. английский физик и химик Джон Дальтон опубликовал таблицу атомных масс для двадцати элементов, в которой каждому элементу ставилась в соответствие его относительная масса по отношению к массе атома водорода. Таким образом, масса атома водорода в таблице Дальтона принималась равной 1. Некоторые вещества в таблице Дальтона элементами не являлись (например, известь). Но идея составления таблицы была правильной: каждому элементу приписать число, равное его относительной массе (по отношению к другому элементу, одинаковому для всех).
До 1961 г. в качестве такого другого элемента использовался изотоп кислорода O16. Затем вместо кислорода стали использовать изотоп углерода C12.
Логичным продолжением подхода Дальтона было определение моля. В настоящее время оно формулируется так: моль — это количество вещества, содержащее столько же атомов (или молекул), сколько содержится в 12 граммах углерода С12 (один из изотопов углерода). Из определения моля следует, что:
- моль углерода С12 равен 12 г;
- один моль любого вещества содержит одно и то же число молекул (это число было названо числом Авогадро). Число Авогадро (постоянная Авогадро) приблизительно равно 6,02·1023 моль-1.
Моль входит в число семи основных единиц Международной системы единиц Си.
Масса одного моля вещества называется молярной массой. Молярная масса углерода С12 равна 12. Молярные массы остальных элементов можно найти в таблице Менделеева (число в правом вернем углу ячейки таблицы). Например, находим из таблицы молярные массы инертных газов гелия (He) 4 г/моль, аргона (Ar) 40 г/моль. А молярная масса, например, меди (Cu, читается “купрум”) равна 64 г/моль.
Измеряется молярная масса в г/моль (в системе Си в кг/моль). Часто молярная масса обозначается буквой M.
1/12 массы атома углерода С12 называется атомной единицей массы (а.е.м).
Рассмотрим, как узнать молярную массу вещества.
Если молекула вещества состоит из нескольких атомов, то нужно просуммировать молярные массы всех элементов, образующих данную молекулу.
Задачи на вычисление молярной массы являются составной частью многих задач химии.
1) Найдем молярную массу сульфата натрия Na2SO4.
Из таблицы Менделеева находим молярную массу натрия (Na) — 23, серы (S) — 32, кислорода (O) — 16. Тогда молярная масса Na2SO4 равна
23·2 + 32 + 16·4 = 142 г/моль.
Полученный результат означает, что 142 г сульфата натрия содержат 6,02·1023 молекул. Отсюда получаем, что одна молекула Na2SO4 имеет массу 142/(6,02·1023) = 23,6·10-23 г.
Решим обратную задачу нахождения массы заданного числа молей.
Найдем массу 0,75 молей азота N2 и 0,5 молей кислорода O2.
Молярная масса азота M(N2) = 2M(N), M(N2) = 2·14 = 28 г/моль.
Масса 0,75 молей азота равна 0,75·28 = 21 г.
Молярная масса кислорода M(O2) = 2M(O), M(O2) = 2·16 = 32 г/моль.
Масса 0,5 молей кислорода равна 0,5·32 = 16 г.
Для быстрого вычисления молярных масс можно использовать различные интернет-ресурсы:
При использовании калькулятора нужно выбрать элементы, из которых состоит вещество, ввести их количество и нажать кнопку “Рассчитать”.
- таблицу молярных масс. Ее можно найти, например, на сайте
Также много видеоуроков по данной теме есть на различных тематических каналах YouTube.
Пользуясь онлайн-калькулятором, можно быстро вычислить молярные массы сложных органических и неорганических веществ. Например, быстро находим, что молярная масса сахарозы (бытовое название — сахар) С12H22O11 равна 342,303 г/моль (калькулятор вводит молекулярные массы элементов с точностью до тысячных).
Согласно закону Авогадро для идеальных газов, 1 моль любого идеального газа при нормальных условиях (температура 0° С и давление воздуха 105 Па) занимает объем 22,4 л (1 л = 1дм3).
Найдем, какой объем занимает 1 г метана CH4.
Вычислим молярную массу метана:
12 + 4 = 16 г/моль.
1 г составляет 1/16 молей, которые занимают объем
22,4·1/16 = 1,4 л (1,4·10-3 м3).
Рассмотрим, как рассчитать молярную массу смеси газов. Пусть смесь состоит из n газов с массами m1, m2, . , mn. Молярные массы газов равны соответственно M1, M2, . , Mn. Тогда
M = (m1 + m2 + . mn)/n = (M1·n1 + M2·n2 + . + Mn·nn)/n .
Здесь n1, n2, . , nn — количество молей соответствующего газа в смеси.
M = v1·M1 + v2·M2 + . + vn·Mn,
где v1 = n1/n, . , vn = nn/n — молярные доли соответствующих газов.
Воздух представляет собой смесь газов: 78% азота, 21% кислорода, 1% аргона, 0,04% углекислого газа, небольшое количество других газов. Будем учитывать только доли азота (0,78), кислорода (0,22). Тогда
M = 0,78·22 + 0,22·32 = 28,88
Поэтому при решении задач часто удобно рассматривать воздух как идеальный газ с молярной массой
Как найти молярную массу вещества — формула вычисления, таблица со значениями
Примеры решения задач
| Задание | Вычислите, какой объём кислорода (н.у.) выделится при разложении 237 г перманганата калия? |
| Решение | Запишем уравнение разложения перманганата калия: |
Вычислим количество вещества перманганата калия по формуле:
Для этого необходимо указать молярную массу перманганата калия(значение относительной атомной массы, взятое из Периодической таблицы Д.И. Менделеева, округлим до целого числа). Как известно, молярная масса молекулы равна сумме относительных атомных масс атомов, входящих в состав молекулы (M = Mr):
M(KMnO4) = Ar(K) + Ar(Mn) + 4×Ar(O) = 39 + 55 + 4×16 = 94 + 64 = 158 г/моль.
Тогда, количество вещества перманганата калия будет равно:
n(KMnO4)= 237/ 158 = 1,5 моль.
Согласно уравнению реакции n(O2) :n(KMnO4) = 1 : 2, значит:
Найдем молярную массу молекулярного кислорода (допущение, указанное при расчете молярной массы кислорода действительно и в данном случае):
M(O2) = 2×Ar(O) = 2×16 = 32 г/моль.
Определим объем выделившегося кислорода:
| Задание | Вычислите, какая масса оксида серебра (I) разложилась, если в ходе реакции образовалось металлическое серебро и выделился кислород объемом 5,6 л кислорода (н.у.)? |
| Решение | Запишем уравнение реакции разложения оксида серебра (I): |
Вычислим количество вещества кислорода по формуле:
n (O2) = 5,6 / 22,4 = 0,25 моль.
Согласно уравнению реакции n(O2) :n(Ag2O) = 1 : 2, значит:
n(Ag2O) = 2 × n(O2) = 2 × 0,25 = 0,5 моль.
Найдем молярную массу оксида серебра (I)(значения относительных атомных масс, взятые из Периодической таблицы Д.И. Менделеева, округлим до целых чисел). Как известно, молярная масса молекулы равна сумме относительных атомных масс атомов, входящих в состав молекулы (M = Mr):
M(Ag2O) = 2×Ar(Ag) + Ar(O) = 2×108 + 16 = 216 + 16 = 232 г/моль.
Калькулятор расчета молярной массы газа
Молярная масса — это масса одного моля любого химического вещества. Данный термин является ключевым в учебных вычислениях, поэтому калькулятор молярной массы газа наверняка пригодится школьникам и студентам.
Средняя молекулярная масса смеси
Средняя молярная масса смеси может быть вычислена из мольной доли компонентов и их молярных масс : M ¯ >> 
M ¯ знак равно Σ я Икс я M я > = сумма _ X_ M_ >
Она также может быть вычислена из массовой доли компонентов: вес я >
1 / M ¯ знак равно Σ я вес я M я , > = сумма _ > >>>
В качестве примера, средняя молекулярная масса сухого воздуха составляет 28,97 г / моль.
Применение в химических задачах
С этим параметром связано множество других формул. Зная его, можно вычислить количество вещества (n). Для этого нужно разделить его фактическую массу на молярную (n = m / M). Чтобы узнать число частиц в нём (N), полученное значение n нужно умножить на константу Авогадро (N A). Получается 6,02*10 23 (N = n * N A) Именно столько структурных единиц содержится в одном моле любого соединения или простого вещества. С другой стороны, зная показатель n, можно найти m по формуле n * M. В итоге получается ещё одна формула: M = m / n.
В учебнике может ждать такая задача: «Найдите массу 0,75 моль азота N2». Начать нужно с нахождения массы одного атома азота. По таблице Менделеева она равняется 14 г. Молекула состоит из двух атомов, следовательно, масса одного моля азота как простого вещества будет иметь значение 28, а масса 0,75 моль — 21 грамм.
Не менее распространена в мире химии физическая величина под названием молярный объём (V m). Её получают как отношение молярной массы к плотности вещества (M /ρ). Размерность этой величины — м 3 /моль или л/моль (кубический метр или литр на моль). В стандартных условиях для идеального газа её значение принимается за 22,41. Конечно, в реальных условиях наблюдаются отклонения от этого значения, но для решения задач ими можно пренебречь, поскольку они минимальны.
Величину для газа можно найти по формуле M = V m * ρ. Но более правильным будет вычислять её с учётом всех условий по уравнению Менделеева — Клайперона. Оно выглядит следующим образом: p * V = m * R * T / M, где p — давление, V — объём, m — масса, R — константа, равная 8,314, T — температура, M — молярная масса.
Иногда требуется найти параметр для эквивалента (MЭ). Он будет напрямую зависеть от класса соединения и его формулы. Для кислот эквивалентное число (z) соответствует количеству атомов водорода в составе (один для HCl, два для H2SO4, три для H3PO4), для щелочей — групп OH (одна для KOH, две для Ca (OH)2). Для веществ, эквивалент которых равен единице, результат не меняется, для всех остальных МЭ находится как М/ z. Исходя из этого:
- МЭ для HCl равно 36,5 г/моль (один атом водорода), для H2SO4 — 49 г/моль (два атома водорода, следовательно, массу нужно разделить на 2);
- МЭ для KOH равно 51 г/моль, для Ca (OH) 2 — 37 г/моль.
Химия может быть понятной и доступной только для тех, кто последовательно подходит к её изучению и уделяет внимание каждой теме, читая учебники или просматривая видеоуроки. Но старания стоят того, ведь эта наука невероятно важная и интересная, она может дать объяснение составу и строению любого объекта окружающей среды, а на основе этих данных можно узнать практически всё о его свойствах и научиться волшебству превращения одних веществ в другие.
Молей газа молярную массу
КОЛИЧЕСТВО ВЕЩЕСТВА. МОЛЬ. МОЛЯРНАЯ МАССА
Любое вещество состоит из реально существующих частиц, таких, как атомы ( Na , C , Fe ), молекулы ( H 2 O , CO 2 , H 2 SO 4 ), катионы ( K + , Al 3+ , Ba +2 ), анионы ( Cl – , SO 4 2– , OH – ) и др. Эти частицы получили название формульные единицы (ФЕ), число ФЕ является мерой количества вещества. За единичное количество вещества в системе СИ принимается 12 г изотопа углерода-12 ( 12 С).
Моль – это количество вещества ( n ), содержащее столько же формульных единиц, сколько атомов содержится в 12г изотопа углерода -12 ( 12 С).
Единица “моль” после числа не склоняется, например: 2 моль H 2 SO 4 , 0.14 моль Н2.
Число формульных единиц, содержащихся в одном моле любого вещества называется числом Авогадро и равно N А = 6.02 ∙ 10 23 моль –1 .
Для количественного описания химических реакций используют число моль, а не массу, хотя порцию вещества удобнее всего отмеривать по массе. Чтобы соотнести между собой количество вещества и его массу вводится понятие молярной массы.
Молярная масса вещества (М) – это масса одного его моля.
Единица измерения молярной массы [ M ] = г/моль.
Термин “молярная масса” относится не только к массе моля молекул, но и к массе любых формульных единиц. Например: молярная масса иона кальция М(Са +2 ) = 40 г/моль; молярная масса сульфат-иона М( SO 4 2– ) = 96 г/моль.
Для измерения количества газообразных веществ удобнее использовать не массу, а объем.
Закон Авогадро : Один моль любого газа при нормальных условиях ( Т=273К, р=101,325кПа ) занимает объем, равный 22,4 л.
Величина 22,4 л получила название молярный объем газа при нормальных условиях (н.у.), V м =22,4 л/моль.
Химик.ПРО – решение задач по химии бесплатно
Определить молярную массу газа (мольную), если масса его 500 миллилитров при нормальных условиях равна 0,625 грамм.
Решение задачи
Молярная масса газа связывает между собой две физические величины: массу вещества и химическое количество вещества.
Зная объем порции газа, определим химическое количество вещества этой порции газа по формуле, устанавливающей связь между химическим количеством и объемом газа:
Учитывая, что 500 мл = 0,5 л, получаем:
n (газа) = 0,5 / 22,4 = 0,022 (моль).
А затем, зная массу газа и количество вещества, вычислим молярную массу газа по формуле, устанавливающей связь между массой газа и химическим количеством:
Молярная масса — Molar mass
| Молярная масса | |
|---|---|
В химии , то молярная масса М представляет собой физическое свойство определяется как масса данного вещества ( химический элемент или химическое соединение ) , деленное на количество вещества . Базовая единица СИ молярной массы кг / моль . Однако, по историческим причинам, молярные массы почти всегда выражены в г / моль.
Проще говоря, молярная масса вещества представляет собой общий вес этого вещества (в любых килограммах или граммах) в течение одного моля этого вещества. То есть, вес вещества для 6.02214076 × 10 ^ 23 молекул или атомов этого вещества.
В качестве примера, молярная масса воды: М (Н 2 О) ≈ 6998180150000000000 ♠ 18,015 г / моль .
содержание
Определение в сложных веществах
Для простых веществ, состоящих из одного атома, параметр считается так же, как для элемента. Молярная масса углерода всегда равна 12. Этот показатель справедлив и для натрия. Как простое вещество, этот мягкий серебристо-белый металл содержит в себе 23 г/моль, а купрум (так на латинском обозначается медь) — 63,5 г/моль. Газ также может состоять из одного элемента, например, гелий, искомый параметр которого 4 г/моль.
Но существуют и газы, которые образованы двумя молекулами (водород, азот, кислород, хлор, фтор и другие) или тремя (озон). Для них нужно не забывать умножать атомную массу на число молекул. Для сложных веществ параметр можно рассчитать аналогичным образом:
- В H2O содержится два атома водорода и один кислорода, результат считается как 2 * 1 + 16. Итоговое значение молярной массы воды равно 18. Этот параметр для углекислого газа CO2 равен 44 (сумма массы углерода 12 и двух атомов кислорода 32), а для сернистого газа SO2 — 64 г/моль.
- Органическое вещество метан, формула которого CH4, состоит из одного атома углерода и четырёх водорода, следовательно, ему свойственно значение 16. А у этана, содержащего на одну группу CH2 больше, масса равняется 30 г/моль.
- В аммиаке NH3 — 17 г/моль.
- В соляной кислоте HCl содержится 36,5 г/моль (обычно атомную массу хлора считают как 35,5, тогда как для многих других элементов её чаще округляют до целого значения). В хорошо известной калиевой щёлочи KOH — 56 г/моль.
- В натриевой соли серной кислоты Na2SO4, как следует из химической формулы, находится 142 г/моль, а в алюминиевой (Al2 (SO4)3) — 342 г/моль. В азотнокислом серебре AgNO3 — 170 г/моль, в хлориде калия KCl — 74,5 г/моль.
- В молекуле сахара, как в быту называют сахарозу, содержится 12 атомов углерода, 22 водорода и 11 кислорода, а это значит, что его масса равна 342 г/моль. В глюкозе 6, 12 и 6 атомов углерода, водорода и кислорода соответственно, а параметр равен 180 г/моль.
Исходя из этого, формулу молярной массы можно вывести следующим образом: М (XxYy) = М (Хx) + М (Yy) = x * М (Х) + y * М (Y). Таким образом, вычислить этот параметр для любого органического или неорганического вещества совсем несложно.
Главное, иметь под рукой таблицу Менделеева, тогда никакие онлайн-калькуляторы не потребуются.
Молярные массы элементов
Молярная масса атомов в качестве элемента задаются стандартным атомным весом элемента , умноженного на молярной массу постоянная , М
у
= 1 × 10 -3 кг / моль = 1 г / моль:
М (Н) = 1,007 97 (7) × 1 г / моль = 1,007 97 (7) г / моль М (S) = 32,065 (5) × 1 г / моль = 32,065 (5) г / моль М (Cl) = 35,453 (2) × 1 г / моль = 35,453 (2) г / моль М (Fe) = 55,845 (2) × 1 г / моль = 55,845 (2) г / моль.
Умножение на константе молярной массы гарантирует , что расчет размерно правильно: стандартные относительные атомные массы являются безразмерными величинами (например, чистые номера) , тогда как молярные массы имеют единица (в данном случае, г / моль).
Некоторые элементы обычно встречаются в виде молекул , например , водород (Н
2
), серы (S
8 ), хлор (Cl
2 ). Молярная масса молекул этих элементов является молярная масса атомовумноженной на число атомов в каждой молекуле:
М (Н
2
) = 2 × 1,007 97 (7) × 1 г / моль = 2,015 88 (14) г / моль М (S
8 ) = 8 × 32,065 (5) × 1 г / моль = 256,52 (4) г / моль М (Cl
2 ) = 2 × 35.453 (2) × 1 г / моль = 70.906 (4) г / моль.
Точность и неопределенность
Точность , с которой известна молярная масса зависит от точности из атомных масс , из которого она была рассчитана. Большинство атомных масс известны с точностью , по меньшей мере , одной части в десять тысяч, часто намного лучше (атомная масса лития является заметным и серьезным, исключение). Этого достаточно для почти всех нормальных применений в химии: оно является более точным , чем большинство химических анализов , и превышает чистоту большинство лабораторных реагентов.
Точность атомных масс, а следовательно , и молярные массы, ограничиваются знанием изотопного распределения элемента. Если более точное значение молярной массы требуется, необходимо определить изотопное распределение образца в вопросе, который может отличаться от стандартного распределения используется для вычисления стандартной атомной массы. Изотопные распределения различных элементов в образце не обязательно являются независимыми друг от друга, например, образец , который был дистиллированным будет обогащены в более легких изотопах всех элементов , присутствующих. Это затрудняет вычисление стандартной неопределенности в молярной массе.
Полезная конвенция для нормальной работы лаборатории является процитировать молекулярные массы до двух знаков после запятой для всех расчетов. Это является более точным , чем обычно требуется, но позволяет избежать ошибок округления при расчетах. Когда молекулярная масса составляет более 1000 г / моль, редко целесообразно использовать более одного знака после запятой. Эти конвенции следует в большинстве табличных значений молярных масс.
Молярные массы соединений
Молярная масса соединения определяется суммой стандартного атомного веса (а именно, стандартная относительная атомная масса) атомов , которые образуют соединение , умноженное на молярной массу постоянная , М
у
:
М (NaCl) = [22,989 769 28 (2) + 35,453 (2)] × 1 г / моль = 58,443 (2) г / моль М (С
12
Н
22 O
11 ) = ([12 × 12,0107 (8)] + [22 × 1,007 94 (7)] + [11 × 15,9994 (3)]) × 1 г / моль = 342,297 (14) г / моль.
Средняя молекулярная масса может быть определена для смесей соединений. Это особенно важно в полимерной науке , где различные полимерные молекулы могут содержать различные количества мономерных единиц (неоднородные полимеры).
измерение
Молярные массы почти не измеряется непосредственно. Они могут быть вычислены из стандартных атомных масс, а также часто упоминаются в химических каталогах и на паспортах безопасности (SDS). Молярные массы обычно изменяются между:
1-238 г / моль для атомов элементов в природе; 10-1000 г / моль для простых химических соединений ; 1000-5,000,000 г / моль для полимеров , белков , ДНК фрагментов, и т.д.
В то время как молекулярные массы почти всегда, на практике, вычисленной из атомных весов, они также могут быть измерены в некоторых случаях. Такие измерения являются гораздо менее точны , чем современные масс — спектрометрических измерений атомных весов и молекулярных масс, и имеют в основном исторический интерес. Все процедуры полагаются на Коллигативных свойствах , и любая диссоциация соединения должна быть принята во внимание.
плотность паров
Измерение молярной массы от плотности пара зависит от принципа, первый провозглашенные Амедео Авогадро , что равные объемы газов при одинаковых условиях содержат одинаковое число частиц. Этот принцип включен в уравнения идеального газа :
п В знак равно N р T
где п представляет собой количество вещества . Плотность пара (ρ) задается
ρ знак равно N M В , нмоль над
Сочетание этих двух уравнений дает выражение для молярной массы с точки зрения плотности паров для условий известной давления и температуры .
M знак равно р T ρ п над > >
Замораживание точки депрессии
Точка замерзания из раствора ниже , чем у чистого растворителя , и замораживание-точка депрессии (Δ Т ) прямо пропорциональна концентрации количества для разбавленных растворов. Когда композиция выражаются в виде моляльности , константа пропорциональности известна как криоскопическая константа ( К
е
) и является характерным для каждого растворителя. Если ш представляет собой массовую долю от растворенного вещества в растворе, аусловии отсутствия диссоциации растворенного вещества, молярная масса задаются
M знак равно вес К е Δ T , > над >. >
эбулиоскопия
Точка кипения из раствора в качестве нелетучего растворенного вещества выше , чем у чистого растворителя , и эбулиоскопия (Δ Т ) прямо пропорциональна концентрации количества для разбавленных растворов. Когда композиция выражается в виде моляльности , константа пропорциональности известна как ebullioscopic константы ( К
б
) и является характерным для каждого растворителя. Если ш представляет собой массовую долю растворенного вещества в растворе, аусловии отсутствия диссоциации растворенного вещества, молярная масса задаются
M знак равно вес К б Δ T , > над >. >
Источники
- http://bbf.ru/calculators/203/
- http://zen.yandex.ru/media/id/5c84134426978300b44fa0d6/5cc4e905c839c900b058cecf
- http://ru.solverbook.com/spravochnik/ximiya/molyarnaya-massa/molyarnaya-massa-gaza/
- http://nauka.club/khimiya/kak-nayti-molyarnuyu-massu.html
- http://www.chem-astu.ru/chair/study/equivalent/1_Mol.shtml
- http://himik.pro/osnovnyie-zakonyi-himii-i-stehiometricheskie-raschetyi/molyarnaya-massa-gaza
- http://ru.qwe.wiki/wiki/Molar_mass
