Relativna molekularna težina u periodnom sustavu. Molarna masa, njezino značenje i izračunavanje

Molarna masa tvari, označena kao M, je masa koju ima 1 mol određene kemikalije. Molarna masa se mjeri u kg/mol ili g/mol.

Uputa

• Za određivanje molarne mase tvari potrebno je poznavati njezin kvalitativni i kvantitativni sastav. Izražena u g / mol, molarna masa je numerički jednaka relativnoj molekulskoj masi tvari - Mr.
• Molekulska masa je masa molekule tvari, izražena u jedinicama atomske mase. Molekulska težina se također naziva molekularna težina. Da biste pronašli molekularnu težinu molekule, trebate zbrojiti relativne mase svih atoma koji je čine.
• Relativna atomska masa je masa atoma izražena u jedinicama atomske mase. Jedinica atomske mase je prihvaćena mjerna jedinica atomskih i molekularnih masa, jednaka 1/12 mase neutralnog 12C atoma, najčešćeg izotopa ugljika.
• Atomske mase svih kemijskih elemenata prisutnih u zemljinoj kori prikazane su u periodnom sustavu. Zbrajanjem relativnih atomskih masa svih elemenata koji čine kemikaliju ili molekulu, pronaći ćete molekulsku težinu kemikalije, koja će biti jednaka molarnoj masi, izraženoj u g/mol.
• Također, molarna masa tvari jednaka je omjeru mase tvari m (mjereno u kilogramima ili gramima) i količine tvari ν (mjereno u molovima).

2.10.1. Izračunavanje relativnih i apsolutnih masa atoma i molekula

Relativne mase atoma i molekula određuju se pomoću D.I. Mendeljejevske vrijednosti atomskih masa. Istodobno, kada se provode izračuni u obrazovne svrhe, vrijednosti atomskih masa elemenata obično se zaokružuju na cijele brojeve (s izuzetkom klora, čija se atomska masa pretpostavlja da je 35,5).

Primjer 1 Relativna atomska masa kalcija And r (Ca)=40; relativna atomska masa platine I r (Pt)=195.

Relativna masa molekule izračunava se kao zbroj relativnih atomskih masa atoma koji čine ovu molekulu, uzimajući u obzir količinu njihove tvari.

Primjer 2. Relativna molarna masa sumporne kiseline:

M r (H 2 SO 4) \u003d 2A r (H) + Ar (S) + 4A r (O) \u003d 2 · 1 + 32 + 4· 16 = 98.

Apsolutne mase atoma i molekula dobiju se dijeljenjem mase 1 mola tvari s Avogadrovim brojem.

Primjer 3. Odredite masu jednog atoma kalcija.

Riješenje. Atomska masa kalcija je And r (Ca)=40 g/mol. Masa jednog atoma kalcija bit će jednaka:

m (Ca) \u003d A r (Ca) : N A \u003d 40: 6,02 · 10 23 = 6,64· 10-23 godine

Primjer 4. Odredite masu jedne molekule sumporne kiseline.

Riješenje. Molarna masa sumporne kiseline je M r (H 2 SO 4) = 98. Masa jedne molekule m (H 2 SO 4) je:

m (H 2 SO 4) \u003d M r (H 2 SO 4) : NA = 98: 6,02 · 10 23 = 16,28· 10-23 godine

2.10.2. Izračunavanje količine materije i izračunavanje broja atomskih i molekularnih čestica iz poznatih vrijednosti mase i volumena

Količina tvari određuje se dijeljenjem njezine mase, izražene u gramima, s njezinom atomskom (molarnom) masom. Količina tvari u plinovitom stanju u n.o. nalazi se tako da se njezin volumen podijeli s volumenom 1 mol plina (22,4 l).

Primjer 5. Odredite količinu natrijeve tvari n(Na) u 57,5 ​​g metalnog natrija.

Riješenje. Relativna atomska masa natrija je And r (Na)=23. Količina tvari nalazi se dijeljenjem mase metalnog natrija s njegovom atomskom masom:

n(Na)=57,5:23=2,5 mol.

Primjer 6 . Odredite količinu tvari dušika, ako je njezin volumen pri n.o. je 5,6 litara.

Riješenje. Količina dušične tvari n(N 2) nalazimo dijeljenjem njegovog volumena s volumenom 1 mol plina (22,4 l):

n(N2) \u003d 5,6: 22,4 \u003d 0,25 mol.

Broj atoma i molekula u tvari određuje se množenjem broja atoma i molekula u tvari s Avogadrovim brojem.

Primjer 7. Odredite broj molekula sadržanih u 1 kg vode.

Riješenje. Količina vodene tvari nalazi se dijeljenjem njezine mase (1000 g) s molarnom masom (18 g / mol):

n (H2O) \u003d 1000: 18 \u003d 55,5 mol.

Broj molekula u 1000 g vode bit će:

N (H20) \u003d 55,5 · 6,02· 10 23 = 3,34· 10 24 .

Primjer 8. Odredite broj atoma sadržanih u 1 litri (n.o.) kisika.

Riješenje. Količina tvari kisika čiji je volumen u normalnim uvjetima 1 litra jednaka je:

n(O 2) \u003d 1: 22,4 \u003d 4,46 · 10 -2 mol.

Broj molekula kisika u 1 litri (N.O.) bit će:

N (O 2) = 4,46 · 10 -2 · 6,02· 10 23 = 2,69· 10 22 .

Valja napomenuti da je 26.9 · 10 22 molekule bit će sadržane u 1 litri bilo kojeg plina na n.o. Budući da je molekula kisika dvoatomna, broj atoma kisika u 1 litri bit će 2 puta veći, tj. 5.38 · 10 22 .

2.10.3. Izračunavanje prosječne molarne mase plinske smjese i volumnog udjela
plinove koje sadrži

Prosječna molarna masa plinske smjese izračunava se iz molarnih masa sastavnih plinova te smjese i njihovih volumnih udjela.

Primjer 9 Uz pretpostavku da je sadržaj (u volumnim postocima) dušika, kisika i argona u zraku 78, 21 odnosno 1, izračunajte prosječnu molarnu masu zraka.

Riješenje.

M zraka = 0,78 · Mr(N2)+0,21 · Mr(02)+0,01 · M r (Ar) = 0,78 · 28+0,21· 32+0,01· 40 = 21,84+6,72+0,40=28,96

Ili približno 29 g/mol.

Primjer 10. Plinska smjesa sadrži 12 l NH 3 , 5 l N 2 i 3 l H 2 izmjereno na n.o. Izračunajte volumne udjele plinova u toj smjesi i njezinu prosječnu molarnu masu.

Riješenje. Ukupni volumen smjese plinova je V=12+5+3=20 l. Volumni udjeli j plinova bit će jednaki:

φ(NH3)= 12:20=0,6; φ(N2)=5:20=0,25; φ(H2)=3:20=0,15.

Prosječna molarna masa izračunava se na temelju volumnih udjela sastavnih plinova ove smjese i njihovih molekulskih masa:

M=0,6 · M (NH3)+0,25 · M(N2)+0,15 · M (H2) \u003d 0,6 · 17+0,25· 28+0,15· 2 = 17,5.

2.10.4. Izračunavanje masenog udjela kemijskog elementa u kemijskom spoju

Maseni udio ω kemijskog elementa definiran je kao omjer mase atoma danog elementa X sadržanog u danoj masi tvari i mase te tvari m. Maseni udio je bezdimenzijska veličina. Izražava se u dijelovima jedinice:

ω(X) = m(X)/m (0<ω< 1);

ili u postotku

ω(X),%= 100 m(X)/m (0%<ω<100%),

gdje je ω(X) maseni udio kemijskog elementa X; m(X) je masa kemijskog elementa X; m je masa tvari.

Primjer 11. Izračunajte maseni udio mangana u manganovom (VII) oksidu.

Riješenje. Molarne mase tvari su jednake: M (Mn) \u003d 55 g / mol, M (O) = 16 g / mol, M (Mn 2 O 7) \u003d 2M (Mn) + 7M (O) = 222 g/mol. Prema tome, masa Mn 2 O 7 s količinom tvari 1 mol je:

m(Mn 2 O 7) = M(Mn 2 O 7) · n(Mn 2 O 7) = 222 · 1 = 222

Iz formule Mn 2 O 7 proizlazi da je količina tvari atoma mangana dvostruko veća od količine tvari manganova oksida (VII). Sredstva,

n(Mn) \u003d 2n (Mn 2 O 7) \u003d 2 mol,

m(Mn)= n(Mn) · M(Mn) = 2 · 55 = 110 g.

Dakle, maseni udio mangana u mangan(VII) oksidu je:

ω(X)=m(Mn) : m(Mn 2 O 7) = 110:222 = 0,495 ili 49,5%.

2.10.5. Određivanje formule kemijskog spoja po elementarnom sastavu

Najjednostavnija kemijska formula tvari određena je na temelju poznatih vrijednosti masenih udjela elemenata koji čine tu tvar.

Pretpostavimo da postoji uzorak tvari Na x P y O z s masom m o g. Razmotrite kako se određuje njegova kemijska formula ako količine tvari atoma elemenata, njihove mase ili maseni udjeli u poznatoj masi tvar je poznata. Formula tvari određena je omjerom:

x: y: z = N(Na) : N(P) : N(O).

Ovaj omjer se ne mijenja ako se svaki njegov član podijeli Avogadrovim brojem:

x: y: z = N(Na)/NA: N(P)/NA: N(O)/NA = ν(Na) : ν(P) : ν(O).

Dakle, da bismo pronašli formulu tvari, potrebno je znati omjer između količina tvari atoma u istoj masi tvari:

x: y: z = m(Na)/M r (Na) : m(P)/M r (P) : m(O)/M r (O).

Ako svaki član posljednje jednadžbe podijelimo s masom uzorka m o , tada ćemo dobiti izraz koji nam omogućuje određivanje sastava tvari:

x: y: z = ω(Na)/M r (Na) : ω(P)/M r (P) : ω(O)/M r (O).

Primjer 12. Tvar sadrži 85,71 mas. % ugljika i 14,29 mas. % vodik. Njegova molarna masa je 28 g/mol. Odredite najjednostavnije i istinite kemijske formule ove tvari.

Riješenje. Omjer između broja atoma u molekuli C x H y određuje se dijeljenjem masenih udjela svakog elementa s njegovom atomskom masom:

x: y \u003d 85,71 / 12: 14,29 / 1 \u003d 7,14: 14,29 \u003d 1: 2.

Dakle, najjednostavnija formula tvari je CH 2. Najjednostavnija formula tvari ne podudara se uvijek s njezinom pravom formulom. U ovom slučaju, formula CH 2 ne odgovara valenciji atoma vodika. Da biste pronašli pravu kemijsku formulu, morate znati molarnu masu određene tvari. U ovom primjeru, molarna masa tvari je 28 g/mol. Podijelimo li 28 s 14 (zbroj atomskih masa koji odgovara formulskoj jedinici CH 2), dobivamo pravi omjer između broja atoma u molekuli:

Dobivamo pravu formulu tvari: C 2 H 4 - etilen.

Umjesto molarne mase za plinovite tvari i pare, u uvjetu zadatka može se navesti gustoća za bilo koji plin ili zrak.

U ovom slučaju gustoća plina u zraku je 0,9655. Na temelju ove vrijednosti može se pronaći molarna masa plina:

M = M zrak · D zrak = 29 · 0,9655 = 28.

U ovom izrazu M je molarna masa plina C x H y, M zrak je prosječna molarna masa zraka, D zrak je gustoća plina C x H y u zraku. Dobivena vrijednost molarne mase koristi se za određivanje prave formule tvari.

Uvjet zadatka ne mora označavati maseni udio jednog od elemenata. Dobiva se oduzimanjem masenih udjela svih ostalih elemenata od jedinice (100%).

Primjer 13 Organski spoj sadrži 38,71 mas. % ugljika, 51,61 tež. % kisika i 9,68 mas. % vodik. Odredite pravu formulu te tvari ako je gustoća njezine pare kisika 1,9375.

Riješenje. Izračunavamo omjer između broja atoma u molekuli 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.

Molarna masa M tvari je:

M \u003d M (O 2) · D(O2) = 32 · 1,9375 = 62.

Najjednostavnija formula tvari je CH 3 O. Zbroj atomskih masa za ovu jedinicu formule bit će 12+3+16=31. Podijelite 62 s 31 i dobijete pravi omjer između broja atoma u molekuli:

x:y:z = 2:6:2.

Dakle, prava formula tvari je C 2 H 6 O 2. Ova formula odgovara sastavu dihidričnog alkohola - etilen glikola: CH 2 (OH) -CH 2 (OH).

2.10.6. Određivanje molarne mase tvari

Molarna masa tvari može se odrediti na temelju njezine gustoće plinske pare uz poznatu molarnu masu.

Primjer 14. Gustoća pare nekog organskog spoja u odnosu na kisik je 1,8125. Odredite molarnu masu ovog spoja.

Riješenje. Molarna masa nepoznate tvari M x jednaka je umnošku relativne gustoće te tvari D i molarne mase tvari M, prema kojoj se određuje vrijednost relativne gustoće:

M x = D · M = 1,8125 · 32 = 58,0.

Tvari s pronađenom vrijednošću molarne mase mogu biti aceton, propionaldehid i alilni alkohol.

Molarna masa plina može se izračunati pomoću vrijednosti njegovog molarnog volumena na n.c.

Primjer 15. Masa 5,6 litara plina na n.o. iznosi 5,046 g. Izračunajte molarnu masu tog plina.

Riješenje. Molarni volumen plina u n.s. je 22,4 litre. Stoga je molarna masa željenog plina

M = 5,046 · 22,4/5,6 = 20,18.

Željeni plin je neon Ne.

Clapeyron–Mendelejevljeva jednadžba koristi se za izračunavanje molarne mase plina čiji je volumen zadan pod nenormalnim uvjetima.

Primjer 16 Pri temperaturi od 40 ° C i tlaku od 200 kPa, masa 3,0 litara plina je 6,0 g. Odredite molarnu masu tog plina.

Riješenje. Zamjenom poznatih veličina u Clapeyron-Mendelejevu jednadžbu dobivamo:

M = mRT/PV = 6,0 · 8,31· 313/(200· 3,0)= 26,0.

Plin koji se razmatra je acetilen C2H2.

Primjer 17 Izgaranjem 5,6 1 (N.O.) ugljikovodika dobiveno je 44,0 g ugljičnog dioksida i 22,5 g vode. Relativna gustoća ugljikovodika u odnosu na kisik je 1,8125. Odredite pravu kemijsku formulu ugljikovodika.

Riješenje. Jednadžba reakcije za izgaranje ugljikovodika može se prikazati na sljedeći način:

C x H y + 0,5 (2x + 0,5 y) O 2 \u003d x CO 2 + 0,5 y H 2 O.

Količina ugljikovodika je 5,6:22,4=0,25 mol. Kao rezultat reakcije nastaje 1 mol ugljičnog dioksida i 1,25 mol vode, koja sadrži 2,5 mol atoma vodika. Kada se ugljikovodik sagorijeva s količinom tvari od 1 mola, dobivaju se 4 mola ugljičnog dioksida i 5 mola vode. Dakle, 1 mol ugljikovodika sadrži 4 mol atoma ugljika i 10 mol atoma vodika, tj. kemijska formula ugljikovodika C 4 H 10 . Molarna masa ovog ugljikovodika je M=4 · 12+10=58. Njegova relativna gustoća kisika D=58:32=1,8125 odgovara vrijednosti zadanoj u uvjetu zadatka, što potvrđuje točnost pronađene kemijske formule.

Većina srednjoškolaca smatra kemiju za sebe jednim od najtežih i najneugodnijih predmeta. Zapravo, kemija nije kompliciranija od iste fizike ili matematike, au nekim slučajevima i mnogo zanimljivija od njih. Mnogi učenici, koji još nisu počeli učiti kemiju, već je se podsvjesno boje, jer su čuli dovoljno recenzija srednjoškolaca o svim "užasima" ovog predmeta i "tiraniji" njegovih profesora.

Drugi razlog za poteškoće s kemijom je taj što se u njoj koriste neki specifični ključni pojmovi i termini s kojima se učenik nikada prije nije susreo i čiju je analogiju teško naći u svakodnevnom životu. Bez odgovarajućeg objašnjenja nastavnika ovi pojmovi učenicima ostaju nerazumljivi, što otežava cijeli daljnji proces učenja kemije.

Jedan od tih pojmova je pojam molarne mase tvari i problem njenog pronalaska. Ovo je temelj cijelog predmeta kemije.

Kolika je molarna masa tvari
Klasična definicija je da molekulska masa je masa jednog mola tvari. Čini se da je sve jednostavno, ali ostaje nejasno što je "jedan mol" i ima li veze s insektima.

madež- to je količina tvari koja sadrži određeni broj molekula, točnije 6,02 ∙ 10 23. Taj se broj naziva konstanta ili Avogadrov broj.

Sve kemikalije imaju različit sastav i veličinu molekula. Stoga, ako uzmemo jedan dio, koji se sastoji od 6,02 ∙ 10 23 molekula, tada će različite tvari imati svoj volumen i vlastitu masu ovog dijela. Masa ovog dijela bit će molarna masa određene tvari. Molarna masa se u kemiji tradicionalno označava slovom M i ima dimenzije g/mol i kg/mol.

Kako pronaći molarnu masu tvari
Prije nego što nastavite s izračunom molarne mase tvari, potrebno je jasno razumjeti ključne pojmove povezane s njom.

1. Molarna masa tvari brojčano jednaka relativnoj molekulskoj masi, ako su strukturne jedinice tvari molekule. Molarna masa tvari također može biti jednaka relativnoj atomskoj masi ako su strukturne jedinice tvari atomi.
2. Relativna atomska masa pokazuje koliko je puta masa atoma pojedinog kemijskog elementa veća od unaprijed određene konstantne vrijednosti, koja se uzima kao masa 1/12 ugljikovog atoma. Koncept relativne atomske mase uveden je radi praktičnosti, budući da je osobi teško raditi s tako malim brojevima kao što je masa jednog atoma.
3. Ako se tvar sastoji od iona, onda u ovom slučaju govore o njegovom relativnom formula težine. Na primjer, tvar kalcijev karbonat CaCO 3 sastoji se od iona.
   
4. Relativna atomska masa tvari određenog kemijskog elementa može se pronaći u periodnom sustavu Mendeljejeva. Na primjer, za kemijski element ugljik, relativna atomska masa je 12,011. Relativna atomska masa nema jedinica. Molarna masa ugljika bit će jednaka, kao što je gore spomenuto, relativnoj atomskoj masi, ali će u isto vrijeme imati mjerne jedinice. Odnosno, molarna masa ugljika bit će jednaka 12 g / mol. To znači da će 6,02 ∙ 1023 atoma ugljika težiti 12 grama.
5. Relativna molekularna masa može se pronaći kao zbroj atomskih masa svih kemijskih elemenata koji čine molekulu tvari. Razmotrite ovo na primjeru ugljičnog dioksida, ili kako ga svi drugi zovu ugljičnog dioksida, koji ima formulu CO 2 .

   Molekula ugljičnog dioksida sadrži jedan atom ugljika i dva atoma kisika. Pomoću periodnog sustava nalazimo da će relativna molekularna težina ugljičnog dioksida biti 12 + 16 ∙ 2 = 44 g/mol. To je ta masa koja će imati dio ugljičnog dioksida, koji se sastoji od 6,02 ∙ 10 23 molekula.
   

6. Klasična formula za određivanje molarne mase tvari u kemiji je sljedeća:

   M = m/n

   
   
   gdje je m masa tvari, g;
   n je broj molova tvari, odnosno koliko dijelova od 6,02 ∙ 10 23 molekula, atoma ili iona sadrži, mol.

   Prema tome, broj molova tvari može se odrediti formulom:

   n = N/N a

   
   
   gdje je N ukupni broj atoma ili molekula;
   N a - Avogadrov broj ili konstanta, jednaka 6,02 ∙ 10 23.

   Većina problema u pronalaženju molarne mase tvari u kemiji temelji se na ove dvije formule. Malo je vjerojatno da će za većinu ljudi biti nepremostiva poteškoća koristiti dva međusobno povezana odnosa. Glavno je razumjeti bit osnovnih pojmova kao što su mol, molarna masa i relativna atomska masa, a onda vam rješavanje problema iz kemije neće stvarati poteškoće.

Kao pomoć pri pronalaženju molarne mase tvari i rješavanju većine tipičnih kemijskih problema povezanih s njom, predlažemo korištenje našeg kalkulatora. Vrlo je jednostavan za korištenje. Ispod crte kemijska formula spoja na padajućem popisu odaberite prvi kemijski element uključen u formulu kemijske strukture. U kućicu pored popisa upišite broj atoma kemikalije. Ako je broj atoma jedan, ostavite polje prazno. Ako želite dodati drugi i sljedeće elemente, pritisnite zeleni plus i ponovite gornju radnju dok ne dobijete potpunu formulu tvari. Kontrolirajte ispravnost unosa ažuriranjem kemijske formule spoja. Pritisnite gumb Izračunati da biste dobili molarnu masu tvari koju tražite.

Za rješavanje većine tipičnih kemijskih problema možete dodati i jedan od dobro poznatih uvjeta: broj molekula, broj molova ili masu tvari. Ispod gumba Izračunati nakon što ga pritisnete, dat će se cjelovito rješenje problema na temelju ulaznih podataka.

Ako u kemijskoj formuli tvari postoje zagrade, otvorite ih dodavanjem odgovarajućeg indeksa svakom elementu. Na primjer, umjesto klasične formule za kalcijev hidroksid Ca(OH) 2, koristite sljedeću formulu za kemikaliju CaO 2 H 2 u kalkulatoru.

Kemija je kvantitativna znanost. Nije dovoljno znati što će se dogoditi u ovoj ili onoj reakciji. Treba znati koliko će ispasti i kakva će biti reakcija, a to ovisi o konkretnim brojkama. Stoga je pitanje kako pronaći molarnu masu relevantno i za školsku djecu i za znanstvenike. Samo ove dvije kategorije postavljaju takvo pitanje u različitim situacijama. Školarci - kada treba riješiti problem. Ali znanstvenici - kada je formula tvari nejasna, a po molarnoj masi možete saznati kakav je kentaur dobiven kao rezultat reakcije.

Na primjer

Još ćemo govoriti o školskom tumačenju problematike. Ako znate točnu formulu tvari, tada zadatak postaje primitivan. Uzmimo formulu soli NaCl. Da biste pronašli molarnu masu cijele tvari, u tablici se traže atomske težine Na i Cl. Samo nemojte brkati s atomskim brojem, on ne pokazuje težinu, već električni naboj jezgre. Budući da u molekuli NaCl postoji samo jedan atom svakog elementa, nema potrebe za njihovim množenjem, težine se jednostavno zbrajaju, jer čine jednu molekulu. Druga stvar su složenije molekule poput kalcijevog nitrata Ca (NO 3) 2. U ovom slučaju postoji jedan atom kalcija, dva atoma dušika i šest atoma kisika po molekuli. Tako se atomska težina dušika množi s dva, kisika - sa šest. Nakon toga se masi atoma kalcija dodaju dvije mase dušika i šest masa kisika. I tako dobijete željenu molarnu masu. Na taj način možete napraviti izračune koji će vam pomoći predvidjeti količinu tvari dobivene u reakciji.

Analizirajte "Dano:"

Ali zadatak se može postaviti i na drugi način. Ne znate kakva je tvar nastala reakcijom, znate samo njen elementarni sastav. Kako pronaći molarnu masu u ovom slučaju? Obično se u ovoj situaciji kemijska količina tvari i masa dobivene tvari (jednostavna fizikalna) daju izravno ili neizravno. Dovoljno je masu jednostavno podijeliti s kemijskom količinom – i dobit ćete ono što tražite. Možda prva ili druga vrijednost neće biti dana izravno, a vi ćete morati napraviti izračune ili obrazložiti i predložiti hipoteze ako je to problem visoke složenosti. Ali u kemiji je bolje ne oslanjati se na gotove formule, već razmišljati za sebe, rješavajući problem koji vam se postavlja. Neovisno razmišljanje znak je talentiranog kemičara.

Posebni slučajevi i "odrasli" kemičari

Kako odrediti molarnu masu plina iz obitelji halogena? Obično njihove molekule postoje u dvoatomnom obliku. Samo pronađite odgovarajući element u tablici i pomnožite s dva. Budite oprezni pri rješavanju zadataka iz organske kemije. Kako pronaći molarnu masu u ovom području kemije? Kao i kod drugih, ali morate zapamtiti da vam pronalaženje ne jamči konačnu formulu tvari. Da bismo ga otkrili, potrebne su nam druge informacije - o kemijskim svojstvima nepoznate tvari koja se proučava. Upravo taj problem obično rješavaju profesionalni "odrasli" kemičari i djeca na olimpijadama visoke razine. Rješavanje problema "Kako pronaći molarnu masu?" Za njih je to tek početak putovanja. I oni uzimaju u obzir velik broj problema i pogrešaka.

Praksa!

Kako pronaći molarnu masu tvari? Trebat će vam periodni sustav (u jednostavnim situacijama) i numerički podaci problema. Takvi zadaci zahtijevaju razvoj automatizma, postupno nećete imati nikakvih poteškoća.

Uputa

Da biste pronašli mol tvari, morate se sjetiti vrlo jednostavnog pravila: masa jednog mola bilo koje tvari brojčano je jednaka njezinoj molekularnoj težini, samo što je izražena u drugim količinama. I kako se utvrđuje? Pomoću periodnog sustava saznat ćete atomsku masu svakog elementa uključenog u molekule tvari. Zatim trebate zbrojiti atomske mase, uzimajući u obzir indeks svakog elementa, i dobit ćete odgovor.

Izračunajte njegovu molekularnu težinu, uzimajući u obzir indeks svakog elementa: 12 * 2 + 1 * 4 + 16 * 3 = 76 a.m.u. (jedinice atomske mase). Stoga je njegova molarna masa (odnosno masa jednog mola) također 76, samo što je njegova jedinica gram/mol. Odgovor: jedan mol amonijevog nitrata teži 76 grama.

Pretpostavimo da ste dobili takav zadatak. Poznato je da je masa 179,2 litre nekog plina 352 grama. Potrebno je odrediti koliko teži jedan mol ovog plina. Poznato je da u normalnim uvjetima jedan mol bilo kojeg plina ili mješavine plinova zauzima volumen približno jednak 22,4 litre. A imate 179,2 litre. Izvršite izračun: 179,2 / 22,4 \u003d 8. Stoga ovaj volumen sadrži 8 mola plina.

Podijelivši masu poznatu prema uvjetima problema s brojem molova, dobivate: 352/8 \u003d 44. Dakle, jedan mol ovog plina teži 44 grama - to je ugljični dioksid, CO2.

Ako postoji neka količina plina mase M, zatvorena u volumenu V pri zadanoj temperaturi T i tlaku P. Potrebno je odrediti njegovu molarnu masu (odnosno, pronaći čemu je jednak njegov mol). Univerzalna Mendeleev-Clapeyronova jednadžba pomoći će vam da riješite problem: PV \u003d MRT / m, gdje je m sama molarna masa koju trebamo odrediti, a R je univerzalna plinska konstanta, jednaka 8,31. Transformacijom jednadžbe dobivate: m = MRT/PV. Zamjenom poznatih veličina u formulu saznat ćete čemu je jednak mol plina.

Koristan savjet

U izračunima se obično koriste zaokružene vrijednosti atomskih težina elemenata. Ako je potrebna veća preciznost, zaokruživanje nije dopušteno.

A. Avogadro je 1811. godine, na samom početku razvoja atomske teorije, postavio pretpostavku da jednaka količina idealnih plinova pri istom tlaku i temperaturi sadrži isti broj molekula. Kasnije je ta pretpostavka potvrđena i postala je nužna posljedica za kinetičku teoriju. Sada se ova teorija zove Avogadro.

Uputa

Konstanta Avogadro pokazuje broj atoma ili molekula koji su sadržani u jednom molu tvari.

Broj molekula, pod uvjetom da je sustav jednokomponentan i da se u njemu nalaze molekule ili atomi iste vrste, može se pronaći posebnom formulom

Slični Videi

Najprije odredite kemijski sastav i agregacijsko stanje tvari. Ako se ispituje plin, izmjerite njegovu temperaturu, volumen i tlak ili ga stavite u normalne uvjete i izmjerite samo volumen. Nakon toga izračunajte broj molekula i atoma. Da biste odredili broj atoma u krutini ili tekućini, odredite njihovu masu i molarnu masu, a zatim broj molekula i atoma.

Trebat će vam

• manometar, termometar, vaga i periodni sustav, saznati Avogadrovu konstantu.

Uputa

Određivanje mase jednog mola iz poznate količine tvari Ako znate količinu tvari u molovima, čiju molarnu masu želite pronaći, pomoću vage pronađite njezinu stvarnu masu, izražavajući je u gramima. Da biste odredili masu jednog mola, podijelite masu tvari s njezinom količinom M=m/υ.

Određivanje mase jednog mola tvari pomoću mase molekule Ako je poznata masa jedne molekule tvari izražena u gramima, odredite masu jednog mola množenjem mase te molekule s brojem molekula u jednom molu (Avogadrov broj), što je jednako 6,022 10^23, M = m0 NA .

Određivanje mase jednog mola plina Uzmite zatvorenu posudu poznatog volumena, izraženog u kubičnim metrima. Ispumpajte plin iz njega i izvažite ga na vagi. U njega upumpajte plin i ponovno ga izvažite, razlika između prazne i napunjene boce bit će jednaka masi plina. Pretvorite u kilograme.
Izmjerite temperaturu plina u cilindru, ako malo pričekate nakon ubrizgavanja, jednaka je temperaturi okoline, te je pretvorite u kelvine dodavanjem broja 273 na Celzijeve stupnjeve.Izmjerite tlak plina manometrom, u paskalima. Pronađite molarnu masu plina (masu jednog mola) množenjem mase plina s njegovom temperaturom i 8,31 (univerzalna plinska konstanta), te dijeljenjem rezultata s tlakom i volumenom M=m R T/(P V).

Ponekad se istraživači suočavaju sa sljedećim problemom: kako odrediti broj atoma tvari? U početku se može činiti iznimno kompliciranim, jer je broj atoma čak iu sićušnom uzorku bilo koje tvari jednostavno grandiozan. Kako ih prebrojati?

Uputa

Pretpostavimo da trebate izbrojati broj atoma u komadu čistog - na primjer, bakra ili čak zlata. Da, zamislite sebe na mjestu velikog znanstvenika Arhimeda, kojemu je kralj Hijeron dao sasvim drugačiji zadatak, rekavši: „Znaš, Arhimede, nisam trebao posumnjati u svog zlatara na prijevaru, pokazalo se da je kruna od čistog zlata! Naše kraljevsko veličanstvo sada je drago znati da u njemu ima atoma.

Zadatak bi, naravno, pravog Arhimeda bacio u stupor, iako je bio. Pa, mogli biste to učiniti u tren oka. Prvo morate točno izvagati krunu. Pretpostavimo da je imala točno 2 kg, odnosno 2000 grama. Zatim, prema periodnom sustavu, postavite molarnu masu zlata (otprilike 197 grama / mol.) Da biste pojednostavili izračune, malo zaokružite malo - neka bude 200 grama / mol. Dakle, u zlosretnoj kruni nalazi se točno 10 molova zlata. Pa, onda uzmite univerzalni broj Avogadra (6.022x1023), pomnožite s 10 i pobjedonosno odnesite rezultat kralju Hieronu.

Zatim upotrijebite dobro poznatu Mendeleev-Clapeyronovu jednadžbu: PV = MRT/m. Imajte na umu da M/m nije ništa više od broja molova određenog plina, budući da je M njegova stvarna masa, a m njegova molarna masa.

Zamijenite vrijednosti koje znate u razlomak PV / RT, pomnožite dobiveni rezultat s univerzalnim Avogadrovim brojem (6,022 * 1023) i dobijete broj atoma plina pri danom volumenu, tlaku i temperaturi.

A ako želite izbrojati broj atoma u uzorku složene tvari? I nema ništa posebno teško. Izvažite uzorak, zatim napišite njegovu točnu kemijsku formulu, pomoću periodnog sustava odredite molarnu masu svake komponente i izračunajte točnu molarnu masu ove složene tvari (uzimajući u obzir indekse elemenata ako je potrebno).

Pa, onda saznajte broj molova u uzorku koji se proučava (dijeleći masu uzorka s molarnom masom) i pomnožite rezultat s vrijednošću Avogadrova broja.

U kemiji se mol koristi kao količinska jedinica tvari. Tvar ima tri karakteristike: masu, molarnu masu i količinu tvari. Molarna masa je masa jednog mola tvari.

Uputa

Jedan mol tvari je njezina količina, koja sadrži onoliko strukturnih jedinica koliko ima atoma u 0,012 kg običnog (neradioaktivnog) izotopa. Na strukturne jedinice molekula tvari, atoma, iona. Kada je pod uvjetima zadatka dana s relativnom atomskom masom Ar, iz formule tvari, ovisno o formulaciji zadatka, nalazi se ili masa jednog mola iste tvari ili njezina molarna masa izvođenjem proračuna. Relativna atomska masa Ar je vrijednost jednaka omjeru prosječne mase izotopa nekog elementa prema 1/12 mase ugljika.

I organske i anorganske tvari imaju molarne mase. Na primjer, izračunajte ovaj parametar za vodu H2O i metan CH3. Najprije pronađite molarnu masu vode:
M(H2O)=2Ar(H)+Ar(O)=2*1+16=18 g/mol
Metan je plin organskog porijekla. To znači da njegova molekula sadrži atome vodika i ugljika. Ukupno, jedna molekula ovog plina sadrži tri atoma vodika i jedan atom ugljika. Izračunajte molarnu masu ove tvari na sljedeći način:
M(CH3)=Ar(C)+2Ar(H)=12+3*1=15 g/mol
Slično, izračunajte molarne mase svih drugih tvari.

Također, masa jednog mola tvari ili molarna masa se pronalazi uz poznavanje mase i količine tvari. U ovom slučaju, molarna masa se izračunava kao omjer mase tvari i njezine količine. Formula tada izgleda ovako:
M=m/ν, gdje je M molarna masa, m masa, ν količina tvari.
Molarna masa tvari izražava se u gramima ili kilogramima po molu. Ako je poznata masa molekule određene tvari, tada se znajući Avogadrov broj može pronaći masa jednog mola tvari na sljedeći način:
Mr=Na*ma, gdje je Mr molarna masa, Na je Avogadrov broj, ma je masa molekule.
Tako, na primjer, znajući masu ugljikovog atoma, možete pronaći molarnu masu ove tvari:
Mr=Na*ma=6,02*10^23*1,993*10^-26=12 g/mol

Slični Videi

Masa 1 mola tvari naziva se njezina molarna masa i označava se slovom M. Mjerne jedinice molarne mase su g / mol. Kako se ova vrijednost izračunava ovisi o danim uvjetima.

Trebat će vam

• - periodni sustav kemijskih elemenata D.I. Mendeljejev (Mendeljejevljeva tablica);
• - kalkulator.

Uputa

Ako je tvar poznata, tada se njezina molarna masa može izračunati pomoću periodnog sustava. Molarna masa tvari (M) jednaka je njezinoj relativnoj molekulskoj masi (Mr). Da biste ga izračunali, pronađite u periodnom sustavu atomske mase svih elemenata koji čine tvar (Ar). Obično je to broj napisan u donjem desnom kutu ćelije odgovarajućeg elementa ispod njegovog rednog broja. Na primjer, atomska masa je 1 - Ar (H)=1, atomska masa kisika je 16 - Ar (O)=16, atomska masa sumpora je 32 - Ar(S)=32.

Da biste saznali molekularnu i molarnu masu tvari, morate zbrojiti relativne atomske mase njezinih sastavnih elemenata, uzimajući u obzir njihov broj. Mr = Ar1n1+Ar2n2+…+Arxnx. Dakle, molarna masa vode (H2O) jednaka je zbroju atomske mase vodika (H) pomnožene s 2 i atomske mase kisika (O). M (H2O) \u003d Ar (H)> 2 + Ar (O) \u003d 1> 2 + 16 \u003d 18 (g / mol). Molarna masa (H2SO4) jednaka je zbroju atomske mase vodika (H) pomnožene s 2, atomske mase sumpora (S) i atomske mase kisika (O) pomnožene s 4. M (H2SO4) \u003d Ar (H)?2 + Ar (S) + Ar(O)?4=1?2 + 32 + 16?4 = 98 (g/mol). Molarna masa jednostavnih tvari koje se sastoje od jednog elementa smatra se istom. Na primjer, molarna masa plinovitog kisika (O2) jednaka je atomskoj masi elementa kisika (O) pomnoženoj s 2. M (O2) \u003d 16? 2 \u003d 32 (g / mol).

Ako je kemijska formula tvari nepoznata, ali je poznata njezina količina i masa, molarna masa može se pronaći po formuli: M = m / n, gdje je M molarna masa, m masa tvari, n je količina tvari. Na primjer, poznato je da 2 mola tvari ima masu od 36 g, tada je njegova molarna masa M = m / n = 36 g? 2 mol \u003d 18 g / mol (najvjerojatnije je to voda H2O). Ako 1,5 mol tvari ima masu 147 g, tada je njegova molarna masa M = m / n = 147 g? 1,5 mol \u003d 98 g / mol (najvjerojatnije je to sumporna kiselina H2SO4).

Slični Videi

Izvori:

• Talica Mendeljejeva