Молекулярная масса: базовые принципы определения. Формулы массы молярной массы
Формула молекулярной массы элемента в химии
Определение и формула молекулярной массы
Массы атомов и молекул очень малы, поэтому в качестве единицы измерения удобно выбрать массу одного из атомов и выражать массы остальных атомов относительно нее. Именно так и поступал основоположник атомной теории Дальтон, который составил таблицу атомных масс, приняв массу атома водорода за единицу.
До 1961 года в физике за атомную единицу массы (а.е.м. сокращенно) принимали 1/16 массы атома кислорода 16О, а в химии – 1/16 средней атомной массы природного кислорода, который является смесью трех изотопов. Химическая единица массы была на 0,03% больше, чем физическая.
В настоящее время за в физике и химии принята единая система измерения. В качестве стандартной единицы атомной массы выбрана 1/12 часть массы атома углерода 12С.
1 а.е.м. = 1/12 m(12С) = 1,66057×10-27 кг = 1,66057×10-24 г.
Относительная атомная и молекулярная масса элемента
При расчете относительной атомной массы учитывается распространенность изотопов элементов в земной коре. Например, хлор имеет два изотопа 35Сl (75,5%) и 37Сl (24,5%).Относительная атомная масса хлора равна:
Ar(Cl) = (0,755×m(35Сl) + 0,245×m(37Сl)) / (1/12×m(12С) = 35,5.
Из определения относительной атомной массы следует, что средняя абсолютная масса атома равна относительной атомной массе, умноженной на а.е.м.:
m(Cl) = 35,5 ×1,66057×10-24 = 5,89×10-23 г.
Относительная молекулярная масса молекулы равна сумме относительных атомных масс атомов, входящих в состав молекулы, например:
Mr(N2O) = 2×Ar(N) + Ar(O) = 2×14,0067 + 15,9994 = 44,0128.
Абсолютная масса молекулы равна относительной молекулярной массе, умноженной на а.е.м.
Число атомов и молекул в обычных образцах веществ очень велико, поэтому при характеристике количества вещества используют специальную единицу измерения – моль.
Моль – это количество вещества, которое содержит столько же частиц (молекул, атомов, ионов, электронов), сколько атомов углерода содержится в 12 г изотопа 12С.
Масса одного атома 12С равна 12 а.е.м., поэтому число атомов в 12 г изотопа 12С равно:
NA = 12 г / 12 × 1,66057×10-24 г = 1/1,66057×10-24 = 6,0221×10-23.
Таким образом, моль вещества содержит 6,0221×10-23 частиц этого вещества.
Физическую величину NA называют постоянной Авогадро, она имеет размерность [NA] = моль-1. Число 6,0221×10-23 называют числом Авогадро.
Молярная масса вещества
Легко показать, что численные значения молярной массы М и относительной молекулярной массы Mr равны, однако первая величина имеет размерность [M] = г/моль, а вторая безразмерна:
M = NA × m (1 молекулы) = NA × Mr × 1 а.е.м. = (NA ×1 а.е.м.) × Mr = × Mr.
Это означает, что если масса некоторой молекулы равна, например, 44 а.е.м., то масса одного моля молекул равна 44 г.
Постоянная Авогадро является коэффициентом пропорциональности, обеспечивающим переход от молекулярных отношений к молярным.
Примеры решения задач
ru.solverbook.com
Вычисление молекулярной и молярной массы вещества
Вычисление молекулярной и молярной массы вещества
- Как вычислить молекулярную и молярную массы вещества?
- Моль, молярная масса
Как вычислить молекулярную и молярную массы вещества?
Для этого нужно сложить массы всех атомов в этой молекуле.
Пример 1. В молекуле воды Н2О 2 атома водорода и 1 атом кислорода. Атомная масса водорода = 1, а кислорода = 16. Поэтому молекулярная масса воды равна 1 + 1 + 16 = 18 атомных единиц массы, а молярная масса воды =18 г/моль.
Пример 2. В молекуле серной кислоты Н2SO4 2 атома водорода, 1 атом серы и 4 атома кислорода. Поэтому молекулярная масса этого вещества составит 1 2 + 32 + 4 16 = 98 а.е.м, а молярная масса - 98 г/моль.
Пример 3. В молекуле сульфата алюминия Al2(SO4)3 2 атома алюминия, 3 атома серы и 12 атомов кислорода. Молекулярная масса этого вещества равна 27 · 2 + 32 · 3 + 16 · 12 = 342 а.е.м., а молярная масса - 342г/моль.
Моль, молярная масса
Молярная масса - это отношение массы вещества к количеству вещества, т.е. М(х) = m(x)/n(x), (1)
где М(х) - молярная масса вещества Х, m(x) – масса вещества Х, n(x) - количество вещества Х.
Единица СИ молярной массы - кг/моль,однако обычно используется единица г/моль. Единица массы - г, кг.
Единица СИ количества вещества - моль.
Моль - это такое количество вещества, в котором содержится 6,02·1023 молекул этого вещества.
Любая задача по химии решается через количество вещества. Необходимо помнить основные формулы:
n(x) =m(x)/ М(х)
n(x) = V(x)/Vm
n(x) = N/NA,
или общую формулу: n(x) =m(x)/М(х) = V(x)/Vm = N/NA, (2)
где V(x) – объем вещества Х(л), Vm - молярный объем газа при н.у. (22,4 л/моль), N - число частиц, NA - постоянная Авогадро (6,02·1023).
Пример 1. Определите массу иодида натрия NaI количеством вещества 0,6 моль.
| Дано: n(NaI)= 0,6 моль. | Решение Молярная масса иодида натрия составляет: M(NaI)= M(Na) + M(I) = 23 + 127 = 150 г / моль Определяем массу NaI: m(NaI) = n(NaI)·M(NaI) = 0,6 · 150 = 90 г. |
| Найти: m(NaI) - ? |
Пример 2. Определите количество вещества атомного бора,содержащегося в тетраборате натрия Na2B4O7 массой 40,4 г.
| Дано: m(Na2B4O7) = 40,4 г. | Решение Молярная масса тетрабората натрия составляет 202 г/моль. Определяем количество вещества Na2B4O7: n(Na2B4O7) = m(Na2B4O7)/М(Na2B4O7) = 40,4/202 = 0,2 моль. Вспомним, что 1 моль молекулы тетрабората натрия содержит 2 моль атомов натрия, 4 моль атомов бора и 7 моль атомов кислорода (см. формулу тетрабората натрия). Тогда количество вещества атомного бора равно: n(B)= 4 · n(Na2B4O7) = 4 · 0,2 = 0,8 моль. |
| Найти: n(B) = ? |
examchemistry.com
Калькулятор молярной массы, молекулярной массы и строения элементов
| |||||
ru.webqc.org
Молярная масса вещества онлайн
| Молярная масса вещества (Грамм/Моль) |
| Формула химического вещества |
Введение в химические формулы
Не секрет , что химические знаки позволяют изобразить состав сложного вещества в виде формул.
Химическая формула — это условная запись состава вещества посредством химических знаков и индексов.
Формулы различают молекулярные, структурные, электронные и другие.
Молекулярные формулы (h4P04, Fe203, А1(ОН)3, Na2S04, 02 и т.д.) показывают качественный (т.е. из каких элементов состоит вещество) и количественный (т.е. сколько атомов каждого элемента имеются в веществе) состав.
Структурные формулы показывают порядок соединения атомов в молекуле, соединяя атомы черточками (одна черточка — одна химическая связь между двумя атомами в молекуле).
Относительная атомная и молекуряная масса
Относительная атомная масса вещестав или элемента - это безразмерная величина. Почему безразмерная, ведь масса должна иметь размерность?
Причина в том что атомная масса вещества в кг очень мала и выражается порядком 10 в минус 27 степени. Что бы в расчетах не учитывать этот показатель, массу каждого элемента привели к отношению 1/12 массы изотопа углерода. По этой причине относительная атомная масса углерода и составляет 12 единиц.
Современные значения относительных атомных масс приведены в периодической системе элементов Д.И.Менделеева. Для большинства элементов указаны
среднеарифметические значения атомных масс природной смеси изотопов этих элементов.
Например, относительная масса водорода равна 1, а кислорода 16.
Относительная молекулярная масса простых и сложных веществ численно равна сумме относительных атомных масс атомов, входящих в состав молекулы.
Например, относительная молекулярная масса воды , состоящей из двух атомов водорода и одного атома кислорода, равна
1*2+16 =18
По химической формуле можно вычислить как химический состав, так и молекулярную массу.
Определяемый по химическим формулам количественный состав имеет огромное значение для многочисленных расчетов, которые производятся по химическому составу.
Вычисление относительной молекулярной массы вещества по химической формуле производится путем сложения произведений относительных атомных масс элементов на соответствующие индексы в химической формуле.
Как рассчитывается молекулярная масса вещества мы рассмотрели чуть выше.
И именно эту задачу автоматизирует наш химический калькулятор.
Зная молекулярную массу вещества, нам ничего не стоит рассчитать и молярную массу.
Моль - есть количество вещества системы, содержащей столько же структурных элементов, сколько содержится атомов в углероде-12 массой 12 грамм
Таким образом, молярная масса вещества с точностью соответствует относительной молекулярной массе и имеет размерность грамм/моль
Таким образом молярная масса воды равна 18 грамм/моль.
Молярную массу вещества можно определить как отношение массы данной порции вещества к количеству вещества в этой порции
Отличительные особенности
В отношении других калькуляторов, рассчитывающих молярную массу вещества, этот калькулятор обладает следующими особенностями:
- Формула может содержать скобки например
- Формула может содержать коэффициент
Если есть необходимость рассчета массовых долей каждого химическго элемента в формуле то стоит воспользоваться калькулятором Массовая доля вещества онлайн
Интересные факты
Молярные массы каких химических элементов не округляются?
Логично, предположить если вы прочитали, откуда появляется понятие "относительная масса", что "не округленная" масса будет у одного элемента - углерода. Будут ли встречаться другие химические элементы с "не округленными" массами? Сомневаюсь.
синтаксис
molar формула[!]
где формула - произвольная формула химического вещества.
Внимание! Химические элементы в формуле должны быть указаны так, как в таблице Менделеева.
простой пример покажет какая цена ошибки не соблюдать регистр (прописные или строчные символы) букв
Если напишем CO - то это углерод и кислород, а если напишем Co - то это кобальт.
В любую часть формулы, можно вставить служебный символ(восклицательный знак).
Что же он нам дает?
Он все параметры огругляет до того уровня точности, который используется в школьной программе. Это очень удобно именно для тех, кто решает школьные задачи.
Например молярная масса воды в школьных учебниках равна 18, а если учитывать более точные алгоритмы, то получаем что молярная масса равна 18.01528. Разница небольшая, но если делать расчет например массовой доли химического вещества, получается небольшое, но очень неприятное расхождение в выходных параметрах, которое может ввести в заблуждение неопытных пользователей калькулятора.
Примеры
Рассчитать молярную и молекулярную массу вещества
пишем запрос molar NaMgU3O24C18h37
получаем ответ
| Молярная масса вещества (Грамм/Моль) |
|
1388.80945 |
| Формула химического вещества |
Если же в входных параметрах написать символ- восклицательный знак, то получим такой ответ
Молярная масса вещества равна 1389
Рассчитать молярную массу
Пишем K4[Fe(CN)6]
| Молярная масса вещества (Грамм/Моль) |
|
368.3464 |
| Формула химического вещества |
Узнаем молекулярную, а также молярную массу
В результате запроc выглядит так molar CuSO4*5h3O
И ответ выглядит так
| Молярная масса вещества (Грамм/Моль) |
|
249.68 |
| Формула химического вещества |
Как уже было сказано в статье выше, молярная масса и молекулярная масса вещества равны друг другу и отличаются лишь тем, что молекулярная масса безразмерная величина, в отличии от молярной массы (грамм/моль)
Удачных Вам расчетов!
- Окислы химических веществ >>
www.abakbot.ru
Молярная масса веществ
Молярная масса вещества
Количество вещества один моль, т.е. порция, которая обязательно содержит 6,02 · 1023 частиц, имеет массу, характерную именно для этого вещества. Например, один моль железа Fe соответствует массе 56 г, один моль воды h3O — массе 18 г. Такую характеристику вещества — массу одного моль данного вещества — называют молярной массой и обозначают M. Молярная масса вещества численно равна относительной атомной массе, если вещество состоит из атомов, или относительной молекулярной массе, если вещество состоит из молекул. Это численное совпадение объясняется тем, что в одном грамме содержится 6,02 · 1023 атомных единиц массы, в которых выражаются относительные атомные и молекулярные массы.
Поскольку молярная масса показывает массу одного моля, она имеет размерность г / моль. Таким образом, рассчитать молярную массу можно аналогично расчету относительной молекулярной массы вещества, который определяется как сумма относительных атомных масс элементов, входящих в состав вещества, с учетом их количества. Но надо помнить, что относительная атомная и относительная молекулярная массы являются безразмерными величинами, а молярная масса выражается в г / моль.
Например, определим молярную массу воды h3O:
M (h3O) = 2 · Ar (H) + Ar (O) = 2 · 1 + 16 = 18
Молярная масса вещества — это отношение массы данной порции вещества к количеству вещества в этой порции:
С помощью этой формулы можно определить количество вещества, если известна масса вещества, и наоборот.
Например, определим массу 3 моль углекислого газа CO2. Сначала определяем молярную массу CO2:
M (CO2) = Ar (C) + 2 · Ar (O) = 12 + 2 · 16 = 44
Массу вещества определяем по формуле: m = ν · M.
Масса углекислого газа равен:
m (CO2) = 3 моль · 44 = 132 г.
Теперь определим количество вещества аммиака Nh4 массой 3,4 г. Определяем молярную массу Nh4:
M (Nh4) = Ar (N) + 3 · Ar (H) = 14 + 3 • 1 = 17
Количество вещества определяем по формуле:
Количество вещества аммиака равна:
xn----7sbfhivhrke5c.xn--p1ai
базовые принципы определения :: SYL.ru
Молекулярная масса – одно из основных понятий в современной химии. Ее ввод стал возможным после научного обоснования утверждения Авогадро о том, что многие вещества состоят из мельчайших частиц – молекул, каждая из которых, в свою очередь, состоит из атомов. Этим суждением наука во многом обязана итальянскому химику Амадео Авогадро, который научно обосновал молекулярное строение веществ и подарил химии многие важнейшие понятия и законы.
Единицы масс элементов
Первоначально за базовую единицу атомной и молекулярной массы брали атом водорода как наиболее легкого из элементов во Вселенной. Но атомные массы в большинстве своем вычислялись но основе их кислородных соединений, поэтому было принято решение выбрать новый эталон для определения атомных масс. Атомную массу кислорода приняли равной 15, атомную массу самого легкого вещества на Земле, водорода, - 1. В 1961 году кислородная система определения веса была общепринятой, но создавала определенные неудобства.
В 1961 году была принята новая шкала относительных атомных масс, эталоном для которой стал изотоп углерода 12С. Атомная единица массы (сокращенно а.е.м.) составляет 1/12 часть массы этого эталона. В настоящее время атомной массой называют массу атома, которая должна быть выражена в а.е.м.
Масса молекул
Масса молекула любого вещества равна сумме масс всех атомов, образующих данную молекулу. Самая легкая молекулярная масса газа у водорода, его соединение пишется как Н2 и имеет значение, приближенное к двум. Молекула воды состоит из атома кислорода и двух атомов водорода. Значит, ее молекулярная масса равна 15,994 + 2*1.0079=18.0152 а.е.м. Самые большие молекулярные массы имеют сложные органические соединения – белки и аминокислоты. Молекулярная масса структурной единицы белка колеблется от 600 до 106 и выше, в зависимости от количества пептидных цепей в этой макромолекулярной структуре.
Моль
Одновременно со стандартными единицами массы и объема в химии используется совершенно особая системная единица – моль.
Моль – это количество вещества, которое содержит столько структурных единиц (ионов, атомов, молекул, электронов), столько содержится в 12 граммах изотопа 12С.
При применении меры количества вещества необходимо указывать, какие именно структурные единицы имеются в виду. Как следует из понятия «моль», в каждом отдельном случае следует точно указывать, о каких структурных единицах идет речь – например, моль ионов Н+, моль молекул Н2 и прочее.
Молярная и молекулярная масса
Масса количества вещества в 1 моль измеряется в г/моль и называется молярной массой. Отношение между молекулярной и молярной массой можно записать в виде уравнения
ν = k × m/M, где к – коэффициент пропорциональности.
Нетрудно сказать, что для любых соотношений коэффициент пропорциональности будет равен единице. Действительно, изотоп углерода имеет относительную молекулярную массу 12 а.е.м, а, согласно определению, молярная масса этого вещества равна 12 г/моль. Отношение молекулярной массы к молярной равно 1. Отсюда можно сделать вывод, что молярная и молекулярная масса имеют одинаковые числовые значения.
Объемы газов
Как известно, все окружающие нас вещества могут пребывать в твердом, жидком или газообразном агрегатном состоянии. Для твердых тел наиболее распространенной базовой мерой является масса, для твердых и жидких – объем. Это связано с тем, что твердые тела сохраняют свою форму и конечные размеры, Жидкие и газообразные вещества конечных размеров не имеют. Особенность любого газа состоит в том, что между его структурными единицами – молекулами, атомами, ионами - расстояние во много раз больше, чем такие же расстояния в жидкостях или твердых телах. Например, один моль воды в нормальных условиях занимает объем 18 мл – приблизительно столько же вмещается в одну столовую ложку. Объем одного моля мелкокристаллической поваренной соли – 58,5 мл, а объем 1 моля сахара больше моля воды в 20 раз. Для газов места требуется еще больше. Один моль азота при нормальных условиях занимает объем, в 1240 раз больший, чем один моль воды.
Таким образом, объемы газообразных веществ существенно отличаются от объемов жидких и твердых. Это обусловлено разностью растояний между молекулами веществ в различных агрегатных состояниях.
Нормальные условия
Состояние любого газа сильно зависит от температуры и давления. Например, азот при температуре в 20 °С занимает объем в 24 литра, а при 100 °С при том же самом давлении - 30,6 литров. Химики учли такую зависимость, поэтому было принято решение сводить все операции и измерения с газообразными веществами к нормальным условиям. Во всем мире параметры нормальных условий одинаковы. Для газообразных химических веществ это:
- Температура в 0°С.
- Давление в 101,3 кПа.
Для нормальных условий принято специальное сокращение – н.у. Иногда в задачах это обозначение не пишется, тогда следует внимательно перечитать условия задачи и привести заданные параметры газа к нормальным условиям.
Расчет объема 1 моля газа
В качестве примера несложно выполнить расчет одного моля любого газа, например азота. Для этого сначала нужно найти значение его относительной молекулярной массы:
Мr(N2)= 2×14=28.
Поскольку относительная молекулярная масса вещества численно равна молярной, то M(N2)=28 г/ моль.
Опытным путем выяснено, что при нормальных условиях плотность азота равна 1,25 г/литр.
Подставим это значение в стандартную формулу, известную со школьного курса физики, где:
- V — объем газа;
- m — масса газа;
- ρ — плотность газа.
Получим, что молярный объем азота при нормальных условиях
V(N2)= 25г/моль : 1,25 г/ литр =22,4 л/ моль.
Получается, что один моль азота занимает 22,4 литра.
Если выполнить такую операцию со всеми существующими газовыми веществам, можно прийти к удивительному выводу: объем любого газа при нормальных условиях равен 22,4 литра. Вне зависимости от того, о каком газе идет речь, какова его структура и физико-химические характеристики, один моль этого газа будет занимать объем 22,4 литра.
Молярный объем газа – одна из важнейших констант в химии. Эта постоянная позволяет решить многие химические задачи, связанные с измерением свойств газов при нормальных условиях.
Итоги
Молекулярная масса газообразных веществ важна для определения количества вещества. А если исследователь знает количество вещества того или иного газа, он может определить массу или объем такого газа. Для одной и той же порции газообразного вещества одновременно выполняются условия:
ν = m/ M ν= V/ Vm.
Если убрать постоянную ν, можно уравнять эти два выражения:
m / M = V/ Vm.
Так можно вычислить массу одной порции вещества и его объем, а также становится известной молекулярная масса исследуемого вещества. Применяя эту формулу, можно легко вычислить соотношение объем-масса. При приведении данной формулы к виду M= m Vm/V станет известна молярная масса искомого соединения. Для того чтобы вычислить это значение, достаточно узнать массу и объем исследуемого газа.
Следует помнить, что строгое соответствие реальной молекулярной массы вещества к той, что найдена по формуле, невозможно. Любой газ содержит массу примесей и добавок, которые вносят определенные изменения в его структуру и влияют на определение его массы. Но эти колебания вносят изменения в третью или четвертую цифру после запятой в найденном результате. Поэтому для школьных задач и экспериментов найденные результаты вполне правдоподобны.
www.syl.ru
Особенности молярной массы, молекулярной массы и обычной массы
Особенности молярной массы, молекулярной массы и обычной массы:
Количественно M = Mr равны, но они отличаются качественно.
Так как молярная масса (М) - это характеристика одного моль вещества, а молекулярная масса - характеристика одной молекулы.
Также молярная масса имеет свою единицу измерения: г/моль, в отличие от относительной и безразмерной молекулярной массы.
Зато, таким, образом, значение Mr легко подсмотреть через таблицу Менделеева (более крупное число в каждой ячейке (подробнее в данной теме)).
Например, 1 моль воды будет массой 18 грамм (16 грамм - кислород и по 1 грамму каждый водород). Т.е. мы взяли столько молекул воды (6,02*1023), взвесили и получили 18 г.
Однако, следует помнить, что кислород обычно находится в виде молекулы O2, поэтому необходимо будет взять 2h3 (2 моль водорода) соединить с кислородом и получить: 2h3O.
Ну, а какая-нибудь серная кислота (h3SO4) в количестве 1 моль будет массой 98 грамм (1*2 + 32 + 4*16). Соответственно, молярная масса (M) серной кислоты 98 г/моль.
Поэтому, например, в формуле:
Ch5 + 2O2 = CO2 + 2h3O
Мы видим, что у нас 1 моль метана (Ch5), который имеет массу (12 (углерод) + 4*1(водород) = 16 г)
2 моль кислорода = 64 г (4*16)
Получаем:
1 моль углекислого газа = 44 г
2 моль воды = 36 г
16 + 64 = 44 + 18
80 = 80
Всё верно, закон сохранения массы работает.
Исходя из этого можно определить массовое соотношение.
Например, если нам предложили в задаче найти, сколько образуется грамм воды, если сжечь 32 г метана, то следуя расчетам по формуле выше, мы легко все рассчитаем и ответим, что 72 г воды.
Еще пример задачи: Сколько атомов азота и кислорода (определите в молях), в двух молях оксида азота (V)?
Посмотрим, что такое оксид азота(V) (с валентностью 5) - это N2O5
Значит, в одном моле оксида азота есть 2 моля азота и 5 молей кислорода. А в 2-х молях оксида азота всего в 2 раза больше: 4 моля азота и 10 молей кислорода.
Ответ: v(N) = 4 моль; v(N) = 10 моль
Самостоятельно еще раз проведите аналогию с мячами из прошлого урока, чтобы понять и запомнить все эти формулы и их вывод.
Теперь вы знаете основные формулы, из которых можно вывести вспомогательные для решения разных задач. Даже если точно не запомните формулы, просто следуйте аналогии с мячами и всё у вас получится.
Добавить новость и получить деньги
uchilegko.info
