Относительная молекулярная масса в таблице менделеева. Молярная масса, ее значение и расчет

Молярная масса вещества, обозначается как М, представляет собой массу, которую имеет 1 моль определенного химического вещества. Молярная масса измеряется в кг/моль или г/моль.

Инструкция

• Чтобы определить молярную массу вещества необходимо знать его качественный и количественный состав. Выраженная в г/моль молярная масса численно равна относительной молекулярной массе вещества - Mr.
• Молекулярная масса – это масса молекулы вещества, выраженная в атомных единицах массы. Молекулярная масса также называется молекулярным весом. Чтобы найти молекулярную массу молекулы нужно сложить относительные массы всех атомов, входящих в ее состав.
• Относительная атомная масса – это масса атома, выраженная в атомных единицах массы. Атомная единица массы – это принятая единица измерения атомных и молекулярных масс, равная 1/12 массы нейтрального атома 12С, наиболее распространенного изотопа углерода.
• Атомные массы всех химических элементов, присутствующих в земной коре, представлены в таблице Менделеева. Суммировав относительные атомные массы всех элементов, составляющих химическое вещество или молекулы, вы найдете молекулярную массу химического вещества, которая и будет равняться молярной массе, выраженной в г/моль.
• Также молярная масса вещества равна отношению массы вещества m (измеряется в килограммах или граммах) к количеству вещества ν (измеряется в молях).

2.10.1. Расчет относительных и абсолютных масс атомов и молекул

Относительные массы атомов и молекул определяются с использованием приведенных в таблице Д.И. Менделеева величин атомных масс. При этом, при проведении расчетов для учебных целей значения атомных масс элементов обычно округляются до целых чисел (за исключением хлора, атомная масса которого принимается равной 35,5).

Пример 1. Относительная атомная масса кальция А r (Са)=40; относительная атомная масса платины А r (Pt)=195.

Относительная масса молекулы рассчитывается как сумма относительных атомных масс составляющих данную молекулу атомов с учетом количества их вещества.

Пример 2. Относительная молярная масса серной кислоты:

М r (H 2 SO 4) = 2A r (H) + A r (S) + 4A r (O) = 2· 1 + 32 + 4· 16 = 98.

Величины абсолютных масс атомов и молекул находятся делением массы 1 моль вещества на число Авогадро.

Пример 3. Определите массу одного атома кальция.

Решение. Атомная масса кальция составляет А r (Са)=40 г/моль. Масса одного атома кальция окажется равной:

m(Ca)= А r (Ca) : N A =40: 6,02· 10 23 = 6,64· 10 -23 г.

Пример 4. Определите массу одной молекулы серной кислоты.

Решение. Молярная масса серной кислоты равна М r (H 2 SO 4) = 98. Масса одной молекулы m(H 2 SO 4) равна:

m(H 2 SO 4) = М r (H 2 SO 4) : N A = 98:6,02· 10 23 = 16,28· 10 -23 г.

2.10.2. Расчет количества вещества и вычисление числа атомных и молекулярных частиц по известным значениям массы и объема

Количество вещества определяется путем деления его массы, выраженной в граммах, на его атомную (молярную) массу. Количество вещества, находящегося в газообразном состоянии при н.у., находится делением его объема на объем 1 моль газа (22,4 л).

Пример 5. Определите количество вещества натрия n(Na), находящегося в 57,5 г металлического натрия.

Решение. Относительная атомная масса натрия равна А r (Na)=23. Количество вещества находим делением массы металлического натрия на его атомную массу:

n(Na)=57,5:23=2,5 моль.

Пример 6 . Определите количество вещества азота, если его объем при н.у. составляет 5,6 л.

Решение. Количество вещества азота n(N 2) находим делением его объема на объем 1 моль газа (22,4 л):

n(N 2)=5,6:22,4=0,25 моль.

Число атомов и молекул в веществе определяется умножением количества вещества атомов и молекул на число Авогадро.

Пример 7. Определите число молекул, содержащихся в 1 кг воды.

Решение. Количество вещества воды находим делением ее массы (1000 г) на молярную массу (18 г/моль):

n(Н 2 О) = 1000:18=55,5 моль.

Число молекул в 1000 г воды составит:

N(Н 2 О) = 55,5· 6,02· 10 23 = 3,34· 10 24 .

Пример 8. Определите число атомов, содержащихся в 1 л (н.у.) кислорода.

Решение. Количество вещества кислорода, объем которого при нормальных условиях составляет 1 л равно:

n(О 2) = 1: 22,4 = 4,46· 10 -2 моль.

Число молекул кислорода в 1 л (н.у.) составит:

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

Следует отметить, что 26,9· 10 22 молекул будет содержаться в 1 л любого газа при н.у. Поскольку молекула кислорода двухатомна, число атомов кислорода в 1 л будет в 2 раза больше, т.е. 5,38· 10 22 .

2.10.3. Расчет средней молярной массы газовой смеси и объемной доли
содержащихся в ней газов

Средняя молярная масса газовой смеси рассчитывается на основе молярных масс составляющих эту смесь газов и их объемных долей.

Пример 9. Полагая, что содержание (в объемных процентах) азота, кислорода и аргона в воздухе соответственно составляет 78, 21 и 1, рассчитайте среднюю молярную массу воздуха.

Решение.

М возд = 0,78· М r (N 2)+0,21· М r (O 2)+0,01· М r (Ar)= 0,78· 28+0,21· 32+0,01· 40 = 21,84+6,72+0,40=28,96

Или приблизительно 29 г/моль.

Пример 10. Газовая смесь содержит 12 л NH 3 , 5 л N 2 и 3 л Н 2 , измеренных при н.у. Рассчитать объемные доли газов в этой смеси и ее среднюю молярную массу.

Решение. Общий объем смеси газов равен V=12+5+3=20 л. Объемные доли j газов окажутся равными:

φ(NH 3)= 12:20=0,6; φ(N 2)=5:20=0,25; φ(H 2)=3:20=0,15.

Средняя молярная масса рассчитывается на основе объемных долей составляющих эту смесь газов и их молекулярных масс:

М=0,6· М(NH 3)+0,25· M(N 2)+0,15· M(H 2) = 0,6· 17+0,25· 28+0,15· 2 = 17,5.

2.10.4. Расчет массовой доли химического элемента в химическом соединении

Массовая доля ω химического элемента определяется как отношение массы атома данного элемента Х, содержащегося в данной массе вещества к массе этого вещества m. Массовая доля – безразмерная величина. Ее выражают в долях от единицы:

ω(X) = m(X)/m (0 <ω< 1);

или в процентах

ω(X),%= 100 m(X)/m (0% <ω<100%),

где ω(X) – массовая доля химического элемента X; m(X) – масса химического элемента X; m – масса вещества.

Пример 11. Рассчитайте массовую долю марганца в оксиде марганца (VII).

Решение. Молярные массы веществ равны: М(Mn) = 55 г/моль, М(О) = 16 г/моль, M(Mn 2 O 7)=2М(Mn)+7М(О)= 222 г/моль. Следовательно, масса Mn 2 O 7 количеством вещества 1 моль составляет:

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

Из формулы Mn 2 O 7 следует, что количество вещества атомов марганца в два раза больше количества вещества оксида марганца (VII). Значит,

n(Mn) = 2n(Mn 2 O 7) = 2 моль,

m(Mn)= n(Mn)· M(Mn) = 2· 55 = 110 г.

Таким образом, массовая доля марганца в оксиде марганца(VII) равна:

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

2.10.5. Установление формулы химического соединения по его элементному составу

Простейшая химическая формула вещества определяется на основании известных величин массовых долей входящих в состав этого вещества элементов.

Допустим имеется образец вещества Na x P y O z массой m o г. Рассмотрим как определяется его химическая формула, если известны количества вещества атомов элементов, их массы или массовые доли в известной массе вещества. Формула вещества определяется отношением:

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

Это отношение не изменится, если каждый его член разделить на число Авогадро:

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

Таким образом, для нахождения формулы вещества необходимо знать соотношение между количествами веществ атомов в одной и той же массе вещества:

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

Если разделить каждый член последнего уравнения на массу образца m o , то получим выражение, позволяющее определить состав вещества:

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

Пример 12. Вещество содержит 85,71 масс. % углерода и 14,29 масс. % водорода. Молярная его масса равна 28 г/моль. Определите простейшую и истинную химические формулы этого вещества.

Решение. Соотношение между количеством атомов в молекуле С х Н у определяется делением массовых долей каждого элемента на его атомную массу:

х: у = 85,71/12: 14,29/1 = 7,14:14,29 = 1: 2.

Таким образом простейшая формула вещества - СН 2 . Простейшая формула вещества не всегда совпадает с его истинной формулой. В данном случае формула СН 2 не соответствует валентности атома водорода. Для нахождения истинной химической формулы необходимо знать молярную массу данного вещества. В данном примере молярная масса вещества равна 28 г/моль. Разделив 28 на 14 (сумму атомных масс, отвечающих формульной единице СН 2), получаем истинное соотношение между числом атомов в молекуле:

Получаем истинную формулу вещества: С 2 Н 4 - этилен.

Вместо молярной массы для газообразных веществ и паров в условии задачи может быть указана плотность по какому-либо газу или по воздуху.

В рассматриваемом случае плотность газа по воздуху составляет 0,9655. На основании этой величины может быть найдена молярная масса газа:

М = М возд · D возд = 29· 0,9655 = 28.

В этом выражении М – молярная масса газа С х Н у, М возд – средняя молярная масса воздуха, D возд - плотность газа С х Н у по воздуху. Полученная величина молярной массы используется для определения истинной формулы вещества.

В условии задачи может не указываться массовая доля одного из элементов. Она находится вычитанием из единицы (100%) массовых долей всех остальных элементов.

Пример 13. Органическое соединение содержит 38,71 масс. % углерода, 51,61 масс. % кислорода и 9,68 масс. % водорода. Определить истинную формулу этого вещества, если плотность его паров по кислороду составляет 1,9375.

Решение. Рассчитываем соотношение между количеством атомов в молекуле С х Н y О z:

х: у: z = 38,71/12: 9,68/1: 51,61/16 = 3,226: 9,68: 3,226= 1:3:1.

Молярная масса М вещества равна:

М = М(O 2)· D(O 2) = 32· 1,9375 = 62.

Простейшая формула вещества СН 3 О. Сумма атомных масс для этой формульной единицы составит 12+3+16=31. Делим 62 на 31 и получаем истинное соотношение между количеством атомов в молекуле:

х: у: z = 2: 6: 2.

Таким образом, истинная формула вещества С 2 Н 6 О 2 . Эта формула отвечает составу двухатомного спирта – этиленгликоля: СН 2 (ОН)-СН 2 (ОН).

2.10.6. Определение молярной массы вещества

Молярная масса вещества может быть определена на основе величины плотности его паров по газу с известной величиной молярной массы.

Пример 14 . Плотность паров некоторого органического соединения по кислороду равна 1,8125. Определите молярную массу этого соединения.

Решение. Молярная масса неизвестного вещества М x равна произведению относительной плотности этого вещества D на молярную массу вещества M, по которому определено значение относительной плотности:

М x = D· M = 1,8125· 32 = 58,0.

Веществами с найденным значением молярной массы могут быть ацетон, пропионовый альдегид и аллиловый спирт.

Молярная масса газа может быть рассчитана с использованием величины молярного его объема при н.у.

Пример 15. Масса 5,6 л газа при н.у. составляет 5,046 г. Рассчитайте молярную массу этого газа.

Решение. Молярный объем газа при н.у равен 22,4 л. Следовательно, молярная масса искомого газа равна

М = 5,046· 22,4/5,6 = 20,18.

Искомый газ – неон Ne.

Уравнение Клапейрона–Менделеева используется для расчета молярной массы газа, объем которого задан при условиях, отличающихся от нормальных.

Пример 16. При температуре 40 о С и давлении 200 кПа масса 3,0 л газа составляет 6,0 г. Определите молярную массу этого газа.

Решение. Подставляя известные величины в уравнение Клапейрона–Менделеева получаем:

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

Рассматриваемый газ – ацетилен С 2 Н 2 .

Пример 17. При сгорании 5,6 л (н.у.) углеводорода получено 44,0 г углекислого газа и 22,5 г воды. Относительная плотность углеводорода по кислороду равна 1,8125. Определите истинную химическую формулу углеводорода.

Решение. Уравнение реакции сгорания углеводорода можно представить следующим образом:

С х Н y + 0,5(2x+0,5y)О 2 = х СО 2 + 0,5у Н 2 О.

Количество углеводорода составляет 5,6:22,4=0,25 моль. В результате реакции образуется 1 моль углекислого газа и 1,25 моль воды, которая содержит 2,5 моль атомов водорода. При сжигании углеводорода количеством вещества 1 моль получается 4 моль углекислого газа и 5 моль воды. Таким образом, 1 моль углеводорода содержит 4 моль атомов углерода и 10 моль атомов водорода, т.е. химическая формула углеводорода С 4 Н 10 . Молярная масса этого углеводорода равна М=4· 12+10=58. Его относительная плотность по кислороду D=58:32=1,8125 соответствует величине, приведенной в условии задачи, что подтверждает правильность найденной химической формулы.

Большинство учеников средних школ одним из самых сложных и неприятных предметов для себя считают химию. На самом же деле химия не сложнее той же физики, или математики, а в некоторых случаях гораздо интереснее их. Многие ученики еще не приступив к изучению химии уже подсознательно ее бояться, наслушавшись отзывов от старшеклассников обо всех «ужасах» данного предмета и «тирании» его преподавателя.

Другой причиной сложностей с химией является то, что в ней используются некоторые специфические ключевые понятия и термины, с которыми ученик никогда ранее не сталкивался и аналогию которым сложно найти в обычной жизни. Без соответствующего объяснения со стороны преподавателя данные термины так и остаются непонятыми учениками, что затрудняет весь последующий процесс изучения химия.

Одним из таких терминов является понятие молярной массы вещества и задачи по ее нахождению. Это является основой основ всего предмета химии.

Что такое молярная масса вещества
Классическое определение гласит, что молярная масса - это масса одного моль вещества. Вроде бы все просто, но остается непонятным что такое «один моль» и имеет ли она какую-то связь с насекомыми.

Моль – это количество вещества, в котором содержится определенное количество молекул, если быть точным, то 6,02 ∙ 10 23 . Это число называется постоянной или числом Авогадро.

Все химические вещества имеют разный состав и размер молекул. Следовательно, если взять одну порцию, состоящую из 6,02 ∙ 10 23 молекул, то у разных веществ будет свой объем и своя масса этой порции. Масса данной порции и будет являться молярной массой конкретного вещества. Молярная масса традиционно обозначается в химии буквой M и имеет размерность г/моль и кг/моль.

Как найти молярную массу вещества
Прежде чем приступить к вычислению молярной массы вещества необходимо четко уяснить ключевые понятия, связанные с ней.

1. Молярная масса вещества численно равна относительной молекулярной массе, если структурными единицами вещества являются молекулы. Молярная масса вещества также может быть равна относительной атомной массе, если структурными единицами вещества являются атомы.
2. Относительная атомная масса показывает во сколько раз масса атома конкретного химического элемента больше заранее определенной постоянной величины за которую принята масса 1/12 части атома углерода. Понятие относительной атомной массы введено для удобства, так как человеку сложно оперировать столь малыми числами как масса одного атома.
3. Если вещество состоит из ионов, то в этом случае говорят о его относительной формульной массе . Например, вещество карбонат кальция CaCO 3 состоит из ионов.
   
4. Относительную атомную массу вещества конкретного химического элемента можно найти в периодической таблице Менделеева. Например, для химического элемента углерода относительная атомная масса равна 12,011. Относительная атомная масса не имеет единиц измерения. Молярная масса углерода будет равна, как уже было сказано выше, относительной атомной, но при этом у нее появятся единицы измерения. То есть молярная масса углерода будет равна 12 г/моль. Это означает, что 6,02 ∙ 10 23 атомов углерода будут весить 12 грамм.
5. Относительную молекулярную массу можно найти как сумму атомных масс всех химических элементов, образующих молекулу вещества. Рассмотрим это на примере двуокиси углерода, или как его еще все называют углекислого газа, имеющего формулу CO 2 .

   В молекулу углекислого газа входит один атом углерода и два атома кислорода. Используя таблицу Менделеева находим, что относительная молекулярная масса углекислого газа будет равна 12 + 16 ∙ 2 = 44 г/моль. Именно такой массой будет обладать порция углекислого газа, состоящая из 6,02 ∙ 10 23 молекул.
   

6. Классическая формула нахождения молярной массы вещества в химии имеет следующий вид:

   M = m/n

   
   
   где, m – масса вещества, г;
   n – число молей вещества, то есть сколько порций по 6,02 ∙ 10 23 молекул, атомов или ионов в нем содержится, моль.

   Соответственно число молей вещества может быть определено по формуле:

   n = N/N a

   
   
   где, N – общее число атомов или молекул;
   N а – число или постоянная Авогадро, равная 6,02 ∙ 10 23 .

   На этих двух формулах базируется большинство задач по нахождению молярной массы вещества в химии. Вряд ли для большинства людей будет непреодолимой трудностью использование двух взаимосвязанных отношений. Главное понять суть основных понятий таких как моль, молярная масса и относительная атомная масса и тогда решение задач по химии не вызовет у вас никаких затруднений.

В качестве вспомогательного средства для нахождения молярной массы вещества и решения большинства типовых задач по химии, связанных с ней, предлагаем воспользоваться нашим калькулятором. Пользоваться им очень просто. Под строкой химическая формула соединения в выпадающем списке выберите первый химический элемент, входящий в формулу строения химического вещества. В окно рядом со списком введите число атомов химического вещества. При числе атомов равном одному оставьте поле пустым. Если требуется добавить второй и последующий элементы, то нажмите зеленый плюс и повторите описанное выше действие до тех пор, пока не получите полную формулу вещества. Корректность ввода контролируйте по обновляющейся химической формуле соединения. Нажмите кнопку Рассчитать , чтобы получить значение молярной массы искомого вещества.

Чтобы решить большинство типовых задач по химии вы также можете добавить одно из известных условий: число молекул, число молей или массу вещества. Под кнопкой Рассчитать после ее нажатия будет приведено полное решение задачи на основе введенных исходных данных.

Если в химической формуле вещества встречаются скобки, то раскройте их, добавив к каждому элементу соответствующий индекс. Например, вместо классической формулы гидроксида кальция Ca(OH) 2 используйте в калькуляторе следующую формулу химического вещества CaO 2 H 2 .

Химия - наука количественная. Недостаточно знать, что получится в той или иной реакции. Нужно знать, в каком количестве получится и как пойдет реакция, а это зависит от конкретных чисел. Поэтому вопрос о том, как найти молярную массу, актуален и для школьников, и для ученых. Только эти две категории ставят такой вопрос в разных ситуациях. Школьники - тогда, когда нужно решить задачу. А вот ученые - тогда, когда формула вещества неясна, и по молярной массе можно выяснить, что же за кентавр получился в результате реакции.

На примере

Мы будем говорить больше о школьной трактовке вопроса. Если вы знаете точную формулу вещества, то задача становится примитивной. Возьмем формулу соли NaCl. Чтобы найти молярную массу всего вещества, по таблице ищутся атомные веса Na и Cl. Только не перепутайте с атомным номером, он показывает не вес, а электрический заряд ядра. Так как в молекуле NaCl только один атом каждого элемента, умножать их не нужно, веса просто суммируются, так как они составляют одну молекулу. Иное дело - более сложные молекулы вроде нитрата кальция Ca(NO 3) 2. В этом случае на молекулу приходится один атом кальция, два атома азота и шесть атомов кислорода. Вот и проходится атомный вес азота умножать на два, кислорода - на шесть. После чего к массе атома кальция прибавляются две массы азота и шесть - кислорода. И так вы получаете искомую молярную массу. Так можете проводить вычисления, которые помогут вам предсказать количество полученного в реакции вещества.

Анализируйте «Дано:»

Но задача может быть поставлена и по-другому. Вы не знаете, какое именно вещество получилось в реакции, знаете только его элементный состав. Как найти молярную массу в этом случае? Обычно в этой ситуации прямо или косвенно дается химическое количество вещества и масса получившегося (простая физическая). Достаточно просто разделить массу на химическое количество - и вы получите искомое. Возможно, первое или второе значение не будет дано прямо, и вам нужно будет провести вычисления или порассуждать и предложить гипотезы, если это задача повышенной сложности. Но в химии лучше не полагаться на готовые формулы, а рассуждать самому, решая поставленную перед вами проблему. Независимое мышление - признак талантливого химика.

Частные случаи и «взрослые» химики

Как определить молярную массу газа из семейства галогенов? Обычно их молекулы существуют в двухатомной форме. Просто находите по таблице соответствующий элемент и умножаете надвое. Будьте осторожны при решении задач по органической химии. Как найти молярную массу в этой сфере химии? Как и в других, но нужно помнить, что ее нахождение не гарантирует вам конечную формулу вещества. Чтобы ее выявить, нужна другая информация - о химических свойствах исследуемого неизвестного вещества. Именно такую проблему обычно решают профессиональные «взрослые» химики и ребята на олимпиадах высокого уровня. Решение задачи «Как найти молярную массу?» - для них всего лишь начало пути. И они учитывают большое количество проблем и погрешностей.

Практикуйтесь!

Как найти молярную массу вещества? Вам понадобятся таблица Менделеева (в простых ситуациях) и числовые данные задачи. Такого рода задания требуют выработки автоматизма, постепенно у вас вообще исчезнут затруднения.

Инструкция

Чтобы найти моль вещества, нужно запомнить очень простое правило: масса одного моля любого вещества численно равна его молекулярной массе, только выражается в других величинах. А как определяется ? С помощью таблицы Менделеева вы узнаете атомную массу каждого элемента, входящего в молекулы вещества. Далее нужно сложить атомные массы с учетом индекса каждого элемента и получится ответ.

Посчитайте его молекулярную массу с учетом индекса каждого элемента: 12*2 + 1*4 + 16*3 = 76 а.е.м. (атомных единиц массы). Следовательно, его молярная масса (то есть масса одного моля) также составляет 76, только ее размерность: грамм/моль. Ответ: один моль аммиачной селитры весит 76 грамм.

Предположим, вам задана такая задача. Известно, что масса 179,2 литров какого-то газа составляет 352 грамма. Необходимо определить, сколько весит один моль этого газа. Известно, что при нормальных условиях один моль любого газа или смеси газов занимает объем, приблизительно равный 22,4 литра. А у вас 179,2 литра. Произведите вычисление: 179,2/22,4 = 8. Следовательно, в этом объеме содержится 8 молей газа.

Разделив известную по условиям задачи массу на количество молей, получите: 352/8 = 44. Следовательно, один моль этого газа весит 44 грамма - это углекислый газ, СО2.

Если имеется какое-то количество газа массой М, заключенное в объеме V при заданной температуре Т и давлении P. Требуется определить его молярную массу (то есть найти, чему равен его моль). Решить задачу вам поможет универсальное уравнение Менделеева-Клапейрона: PV = MRT/m, где m – та самая молярная масса, которую нам надо определить, а R – универсальная газовая постоянная, равная 8,31. Преобразуя уравнение, получите: m = MRT/PV. Подставив в формулу известные величины, вы найдете, чему равен моль газа.

Полезный совет

В расчетах обычно используются округленные величины атомных весов элементов. Если требуется более высокая точность, то округление недопустимо.

А. Авогадро в 1811 году, в самом начале развития атомной теории сделал предположение, что в равном количестве идеальных газов при одинаковом давлении и температуре содержится одинаковое число молекул. Позднее это предположение подтвердилось и стало необходимым следствием для кинетической теории. Теперь эта теория носит название – Авогадро.

Инструкция

Неизменная Авогадро показывает, количество атомов или молекул, которые содержатся в одном моле вещества.

Число молекул, при условии, что система является однокомпонентной, а содержащиеся в ней молекулы или атомы одного вида, можно найти по специальной формуле

Видео по теме

Сначала определите химический состав и агрегатное состояние вещества. Если исследуется газ, измерьте его температуру, объем и давление или поместите в нормальные условия и измерьте только объем. После этого рассчитайте количество молекул и атомов. Для определения количества атомов в твердом теле или жидкости найдите их массу и молярную массу, а затем количество молекул и атомов.

Вам понадобится

• манометр, термометр, весы и таблица Менделеева, узнать постоянную Авогадро.

Инструкция

Определение массы одного моля по известному количеству вещества Если известно количество вещества в молях, молярную массу которого нужно найти, с помощью весов найдите его фактическую массу, выразив ее в граммах. Для определения массы одного моля, массу вещества поделите на его количество M=m/υ.

Определение массы одного моля вещества по массе молекулы Если известна масса одной молекулы вещества, выраженная в граммах, найдите массу одного моля, умножив массу этой молекулы на количество молекул в одном моле (число Авогадро), которое равно 6,022 10^23, M=m0 NА.

Определения массы одного моля газа Возьмите герметичный сосуд известного объема, выраженного в кубических метрах. Откачайте из него газ, и взвесьте на весах. Закачайте в него газ, и снова взвесьте, разница пустого и заполненного баллонов и будет равна массе газа. Переведите ее в килограммы.
Измерьте температуру газа в баллоне, если после закачки немного подождать, она сравняется с температурой окружающего воздуха, и переведите ее в кельвины, прибавив к градусам Цельсия число 273. Измерьте давление газа манометром, в паскалях. Найдите молярную массу газа (массу одного моля) перемножив массу газа на его температуру и 8,31 (универсальную газовую постоянную), и поделив результат на значения давления и объема M=m R T/(P V).

Иногда перед исследователями встает такая задача: как определить количество атомов того или иного вещества? Первоначально она может показаться исключительно сложной, ведь количество атомов даже в крохотном образце какого-либо вещества просто грандиозное. Как же их подсчитать?

Инструкция

Предположим, вам надо подсчитать количество атомов в куске чистого - например, меди или даже золота. Да, представьте себя на месте великого ученого Архимеда, которому царь Гиерон дал совсем другое поручение, сказав: «Знаешь, Архимед, напрасно я подозревал своего ювелира в мошенничестве, корона-то оказалась из чистого золота! Нашему царскому величеству теперь угодно знать, в ней атомов».

Настоящего Архимеда задача, естественно, ввергла бы в ступор, хоть он и был . Ну а вы справились бы с нею в два счета. Сначала надо точно взвесить корону. Предположим, она весила бы ровно 2 кг, то есть 2000 граммов. Потом по таблице Менделеева установите молярную массу золота (примерно 197 грамм/моль.) Для упрощения расчетов чуть-чуть округлите в большую сторону – пусть будет 200 грамм/моль. Следовательно, в злополучной короне ровно 10 молей золота. Ну а потом возьмите универсальное число Авогадро (6,022х1023), умножьте на 10 и с торжеством отнесите результат царю Гиерону.

А потом воспользуйтесь хорошо знакомым уравнением Менделеева–Клапейрона: PV = MRT/m. Обратите внимание, что M/m является ничем иным, как количеством молей данного газа, поскольку M – его фактическая масса, а m – молярная.

Подставьте известные вам величины в дробь PV/RT, найденный результат умножьте на универсальное число Авогадро (6,022*1023) и получите количество атомов газа при заданном объеме, давлении и температуре.

А если требуется подсчитать количество атомов в образце сложного вещества? И тут нет ничего особо трудного. Взвесьте образец, потом напишите его точную химическую формулу, с помощью Таблицы Менделеева уточните молярную массу каждого компонента и вычислите точную молярную массу этого сложного вещества (учтя при необходимости индексы элементов).

Ну а потом узнайте количество молей в исследуемом образце (поделив массу образца на молярную массу) и умножьте полученный результат на величину числа Авогадро.

В химии в качестве единицы количества вещества используют моль. Вещество имеет три характеристики: массу, молярную массу и количество вещества. Молярной массой называется масса одного моля вещества.

Инструкция

Один моль того или иного вещества представляет собой его количество, которое содержит столько структурных единиц, сколько атомов содержится в 0,012 кг обычного (не радиоактивного) изотопа . К структурным единицам вещества молекулы, атомы, ионы . Когда в условиях задачи дано с относительной атомной массой Ar, из формулы вещества, в зависимости от постановки задачи, путем осуществления вычислений находят либо массу одного моля этого же вещества, либо его молярную массу. Относительной атомной массой Ar называют величину, равной отношению средней массы изотопа элемента к 1/12 массы углерода.

Молярную массу имеют как органические, так и неорганические вещества. Для примера рассчитайте этот параметр в отношении воды H2O и метана CH3. Вначале найдите молярную массу воды:
M(H2O)=2Ar(H)+Ar(O)=2*1+16=18 г/моль
Метан представляет собой газ органического происхождения. Это означает, что в состав его молекулы входят атомы водорода и углерода. Всего в одной молекуле этого газа содержится три атома водорода и один атом углерода. Молярную массу данного вещества рассчитайте следующим образом:
M(CH3)=Ar(C)+2Ar(H)=12+3*1=15 г/моль
Аналогичным образом рассчитывайте молярные массы любых других веществ.

Также массу одного моля вещества или молярную массу находят, зная массу и количество вещества. В этом случае молярная масса рассчитывается как отношение массы вещества к его количеству. Формула при этом выглядит следующим образом:
M=m/ν, где M - молярная масса, m - масса, ν - количество вещества.
Молярная масса вещества выражается в граммах либо килограммах на моль. Если известна масса молекулы того или иного вещества, то, зная число Авогадро, можно найти массу одного моля вещества следующим образом:
Mr=Na*ma, где Mr - молярная масса, Na - число Авогадро, ma - масса молекулы.
Так, например, зная массу атома углерода, можно найти молярную массу этого вещества:
Mr=Na*ma=6,02*10^23*1,993*10^-26=12 г/моль

Видео по теме

Масса 1 моль вещества называется его молярной массой и обозначается буквой М. Единицы измерения молярной массы – г/моль. Способ расчета этой величины зависит от заданных условий.

Вам понадобится

• - периодическая система химических элементов Д.И. Менделеева (таблица Менделеева);
• - калькулятор.

Инструкция

Если известна вещества, то его молярную массу можно вычислить при помощи таблицы Менделеева. Молярная масса вещества (М) равна его относительной молекулярной массе (Mr). Для того чтобы ее рассчитать, найдите в таблице Менделеева атомные массы всех элементов, входящих в состав вещества (Ar). Обычно это число, написанное в нижнем правом углу ячейки соответствующего элемента под его порядковым номером. Например, атомная масса равна 1 - Ar (H)=1, атомная масса кислорода равна 16 - Ar (O)=16, атомная масса серы равна 32 – Ar(S)=32.

Для того чтобы узнать молекулярную и молярную массу вещества, нужно сложить относительные атомные массы входящих в него элементов с учетом числа их . Mr = Ar1n1+Ar2n2+…+Arxnx. Так, молярная масса воды (H2O) равна сумме атомной массы водорода (Н), умноженной на 2 и атомной массы кислорода (О). М(Н2О)= Ar(H)?2 + Ar(O) = 1?2 +16=18(г/моль). Молярная масса (H2SO4) равна сумме атомной массы водорода (Н), умноженной на 2, атомной массы серы (S) и атомной массы кислорода (О), умноженной на 4. M (H2SO4) =Ar (H) ?2 + Ar(S) + Ar (O) ?4=1?2 + 32 + 16?4 = 98(г/моль). Молярная масса простых веществ, состоящих из одного элемента, считается так же. Например, молярная масса газа кислорода (О2) равна атомной массе элемента кислорода (О), умноженной на 2. М (О2)= 16?2 = 32(г/моль).

Если химическая формула вещества неизвестна, но известно его количество и масса, молярную массу можно найти по формуле: М=m/n, где М – молярная масса, m – масса вещества, n – количество вещества. Например, известно, что 2 моль вещества имеет массу 36 г, тогда его молярная масса равна М= m/n=36 г? 2 моль = 18 г/моль (скорее всего это вода Н2О). Если 1,5 моль вещества имеет массу 147 г, тогда его молярная масса равна М= m/n=147г? 1,5 моль = 98 г/моль (скорее всего это серная кислота H2SO4).

Видео по теме

Источники:

• Талица менделеева