Kemiki pogosto merijo snovi z uporabo molarne mase in molekulske mase. Primer bi bilo določanje števila molekul v jeklenki. Kemija proučuje interakcijo atomov in molekul v atomskem merilu.
Prvič, molekula se nanaša na sestavo podobnih ali različnih atomov, razporejenih v razmerjih. Molekule lahko tvorijo kemične spojine, ki so odvisne od fizikalnih in kemijskih lastnosti vsake molekule.
Na kratko, molekulska masa se nanaša na skupno maso snovi. Sešteva povprečno maso posameznih atomov v molekuli te snovi.
Za določitev molekulske mase spojine X morate dodati atomske mase vseh elementov v sestavi, vključno z njihovimi množitvami, kot je navedeno v vpisnikih v formuli.
Ponazorili bomo s spodnjim primerom. Te atomske mase so vzete neposredno iz periodične tabele elementov. Merimo jih v enotah atomske mase (amu) in tako je tudi molekularna masa.
Primer 1:
Določite molekulsko maso H2O in CH3CH2OH.
Odgovor:
Oceniti morate sestavke danih molekulskih formul in iz periodične tabele izpeljati njihove atomske mase. Upoštevajte naročnine.
H2O na primer kaže, da obstajata dva vodikova atoma in en atom kisika. Atomska masa vodika je iz periodične tabele 1.0079 amu, masa kisika pa 15.9994. Molekulska masa spojine je 2 (1.0079) + 15.9994 = 18.0152 amu.
Za določitev molekulske mase etanola, druge formule v vprašanju, sledimo istim korakom. Obstajata 2 ogljikova atoma, 6 vodikovih atomov in 1 atom kisika. Atomska masa ogljikovega atoma je 12.011 amu. Glede na to je molekulska masa CH3CH20H 2 (12.011) + 6 (1.0079) + 1 (15.9994) = 46.069 amu. Za vajo izračunajte molekularno formulo etana (C2H4) in CO2.
Zdaj je glede koncepta molarne mase opredeljena kot masa v kilogramih ali gramih mole snovi. Običajno so enote za molarno maso gram / mol. Moli kisikovega elementa imajo maso 15,9994 grama. Tako bi molarna masa znašala 15,9994 g / mol. Na primer za spojino ogljikovega dioksida je molska masa definirana kot masa 1 molekul molekule v tej spojini. Avogadrovo število 6.022 x 1023 se pogosto uporablja za povezavo števila atomov, molekul in drugih enot, ki jim je molska masa enaka. Na primer, molarna masa H2O bi bila enaka masi v gramih na mol 6.022 x 1023 molekul vode. Če se to sliši preveč tehnično, bomo ponazorili s spodnjim primerom:
Primer 2:
Določite molarno maso etanola.
Odgovor:
V prvem primeru smo določili molekulsko maso etanola (C2H5OH). Ne zamenjujte z drugačno formulo kot zgoraj. Pravkar smo se igrali s strukturno ureditvijo etanolne formule, čeprav razmerje atomov ostaja enako.
Etanol vsebuje 6.022 x 1023 molekul, molska masa pa je enaka masi etanola, ki vsebuje te molekule. V našem prejšnjem primeru smo ugotovili, da je molekulska masa etanola 46.069 enot atomske mase. Enak postopek se uporablja pri izračunu molarne mase.
En mol etanola ima 2 molova ogljikovih atomov, 6 molov vodikovih atomov in en mol atoma kisika. Iz atomske mase iz tabele obdobja ugotovimo, da je molarna masa 2 (12.011g) + 6 (1.0079g) + 15.9994g, kar je enako 46.069 g / mo. Opazite isto vrednost, vendar različne enote.
Opomba: Molarna masa katere koli kemijske snovi se nanaša na njeno atomsko maso ali molekulsko maso v gramih na mol. Vrednosti so enake, vendar različne enote.
Vaja 2:
Izračunajte molarno maso kalcijevega fosfata (Ca3 (PO4) 2). Odgovor naj bo 310.177 g / mol.
Kar zadeva ogljik, je molska masa naravnega ogljika drugačna od mase, dobljene iz tabele obdobja, ki spada v izotop ogljika-12. Seveda ogljik vsebuje ogljik-12, ogljik-13 in ogljik-14. Toda mol ogljika še vedno vsebuje 6.022 x 1023, vendar z različnimi razmerji teh izotopov.
Molarna masa se določi tako, da se skupna masa snovi, ki je povprečna masa vsakega atoma, deli s količino v molih. Rezultat bo gramov na mol ali kilogramov na mol. Molekulska masa se določi z izračunom mase snovi, povezane z 1/12 izotopa ogljika-12.
Molekularna masa se nanaša na maso molekul, medtem ko se molska masa nanaša na maso mole snovi.
Molarna masa je izražena kot grami na mol, medtem ko je molekulska masa izražena kot atomske masne enote. Ta izraz enot SI sega nazaj do tega, kako so ti pojmi definirani kot zgoraj.