Chimistii masoara frecvent substantele folosind masa molara si masa moleculara. Un exemplu ar fi determinarea numărului de molecule dintr-un cilindru. Chimia studiază interacțiunea dintre atomi și molecule pe o scară atomică.
În primul rând, molecula se referă la compoziția atomilor similari sau diferiți aranjați în rapoarte. Moleculele pot forma compuși chimici supuși la proprietățile fizice și chimice ale fiecărei molecule.
Pe scurt, o masă moleculară se referă la masa totală a unei substanțe. Se compară masele medii ale atomilor individuali într-o moleculă a acelei substanțe particulare.
Pentru a determina masa moleculară a unui compus X, trebuie să adăugați masele atomice ale tuturor elementelor din compoziție, inclusiv înmulțirea lor ca pe indici în formula.
Vom exemplifica un exemplu de mai jos. Aceste mase atomice sunt luate direct din tabelul periodic al elementelor. Acestea sunt măsurate în unități de masă atomică (amu) și la fel este masa moleculară.
Exemplul 1:
Determinați masa moleculară de H2O și CH3CH2OH.
Răspuns:
Trebuie să evaluați compozițiile formulelor moleculare date și să obțineți masele atomice din tabelul periodic. Luați în considerare indiciile.
De exemplu, H2O indică faptul că există doi atomi de hidrogen și un atom de oxigen. Masa atomică a hidrogenului este, de la masa periodică, 1,0079 amu și cea a oxigenului este de 15,9994. Masa moleculară a compusului este 2 (1,0079) + 15,9994 = 18,0152 amu.
Și pentru a determina masa moleculară a etanolului, cealaltă formulă dată în întrebare, urmăm aceleași pași. Există 2 atomi de carbon, 6 atomi de hidrogen și 1 atom de oxigen. Masa atomică a atomului de carbon este de 12,011 amu. Acestea fiind spuse, masa moleculară a CH3CH20H este 2 (12,011) + 6 (1,0079) + 1 (15,9994) = 46,069 amu. Pentru exercițiul fizic, calculați formula moleculară a etanului (C2H4) și a CO2.
Acum, în ceea ce privește conceptul de masă molară, acesta este definit ca masa în kilograme sau grame a unui mol de substanță. De obicei, unitățile pentru masa molară sunt grame / mol. Un mol de element de oxigen are o masă de 15,9994 grame. Astfel, masa molară ar fi de 15,9994 g / mol. Pentru un compus cu dioxid de carbon, de exemplu, masa molară este definită ca masa de 1 mol de molecule din respectivul compus. Numărul Avogadro, 6,022 x 1023, este adesea folosit pentru a raporta numărul de atomi, molecule și alte unități cu o masă molară egală cu. De exemplu, o masă molară de H2O ar fi egală cu masa în grame per mol de 6,022 x 1023 molecule de apă. Dacă sună prea tehnic, vom ilustra cu un exemplu de mai jos:
Exemplul 2:
Determinați masa molară de etanol.
Răspuns:
În primul exemplu, am determinat masa moleculară a etanolului (C2H5OH). Nu vă confundați cu o formulă diferită ca cea menționată mai sus. Tocmai am jucat cu aranjamentele structurale ale formulei de etanol, deși proporția de atomi rămâne aceeași.
Etanolul conține 6,022 x 1023 molecule, iar masa molară este egală cu masa de etanol care conține aceste molecule. Am găsit masa moleculară a etanolului în 46.069 unități de masă atomică în exemplul nostru precedent. Aceeași procedură este urmată la calcularea masei moleculare.
Un mol de etanol are 2 molecule de atomi de carbon, 6 moli de atomi de hidrogen și un mol de atom de oxigen. Luând masele atomice din tabelul periodic, constatăm că masa molară este 2 (12,011 g) + 6 (1,0079g) + 15,9994g, care este egală cu 46,069 g / mol. Observați aceeași valoare, dar unități diferite.
NB: Masa molară a oricărei substanțe chimice se referă la masa atomică sau masa moleculară în grame per mol. Valorile sunt aceleași, dar diferite.
Exercițiul 2:
Se calculează masa molară de fosfat de calciu (Ca3 (PO4) 2). Răspunsul ar trebui să fie de 310,177 g / mol.
În ceea ce privește carbonul, masa molară a unui carbon natural are o diferență diferită de cea derivată din tabelul de perioade care aparține izotopului carbon-12. În mod natural, carbonul conține carbon-12, carbon-13 și carbon-14. Dar un mol de carbon încă conține 6,022 x 1023, dar cu rapoarte diferite ale acestor izotopi.
Masa moleculară este determinată prin împărțirea masei totale a substanței care este masa medie a fiecărui atom cu cantitatea exprimată în moli. Cifra rezultată va fi de grame pe mol sau kilograme pe mol. Masa moleculară este determinată prin calcularea masei substanței în funcție de 1/12 din izotopul carbon-12.
Masa moleculară se referă la masa moleculelor, în timp ce masa molară se referă la masa unui mol de substanță.
Masa moleculară este exprimată în grame pe mol, în timp ce masa moleculară este exprimată ca unități de masă atomică. Această expresie a unităților SI revine la modul în care aceste concepte sunt definite ca cele menționate mai sus.