Массы молекул, как и массы атомов, очень малы. Поэтому для их расчета используют сравнение с атомной единицей массы. Относительная соединения - это которая равна отношению соединения к 1/12 доли атома углерода. Данный показатель указывает на то, во сколько раз вес всей молекулы превышает 1/12 часть веса элементарной частицы карбона и, как любая не имеет размерности и обозначается символом Mr.
Mr(соединения)= m(молекулы соединения) / 1/12 m(С). Однако на практике используется другая схема вычисления данной величины. В соответствии с ней, относительная молекулярная масса равна суммарному значению относительных атомных масс (Ar) всех химических элементов, которые образуют данное соединение с учетом числа элементарных частиц каждого элемента, т.е. схематически можно записать так:
Mr(B1xC1y) = x*Ar(B1) + y*Ar(C1).
Для того, чтобы правильно определять данную величину необходимо:
- знать химическую формулу вещества;
- правильно определять Ar в таблице Д. И. Менделеева (так, если число стоящее после запятой, равно или привышает 5, то при округлении до целого добавляется единица: например, Ar (Li) = 6, 941, для расчета используем целое число, которое равно 7; а если число меньше 5, то оставляем таким, какое есть: Ar (K) = 39,098, т.е. берем 39).
- при вычислении Mr не забываем учитывать число атомов, т.е. индексы, стоящие у элементов в формуле соединения.
Относительная молекулярная масса, формула которой схематически указана выше, применяется к сложным соединениям. Потому что для расчета данной величины у простого вещества достаточно определить только относительную атомную массу по периодической таблице и при необходимости умножить на количество элементарных частиц. Например: Mr(Р) = Ar (Р) = 31 и Mr(N 2) = 2* Ar (N) = 2*14=18.
Рассмотрим другой пример и узнаем, чему равна относительная молекулярная масса воды - сложного вещества. Эмпирическая формула данного вещества Н 2 О, т.е. оно состоит из 2 и 1 атома кислорода. Поэтому запись решения выглядит так:
Mr (Н 2 О) = 2*Ar(H)+ Ar(O) = 2*1+16 = 18
Можно записывать сокращенно, опуская буквенное выражение. Данная цифра показывает, что Mr в 18 раз больше 1/12 массы элементарной частицы карбона. Аналогично определяется относительная молекулярная масса любого химического соединения, при условии, что известна его эмпирическая формула. Но также, используя данную величину, можно восстановить качественный и количественный состав неизвестных веществ, установить содержание отдельных нуклидов. На практике для определения Mr вещества применяют физико-химические методы, такие как: перегонка, масс-спектрометрия, и т.д. Для определения данного показателя у полимеров используют методы, основанные на (определяют количество двойных связей, функциональную группу, вязкость, способность рассеивать свет).
Таким образом, относительная молекулярная масса свойственна каждому веществу и будет для него индивидуальна. Данная величина определяется как для простых, так и для сложных и органических. Ее показатели особенно важны при исследовании и синтезировании полимеров, свойства которых будут зависеть от показателя молекулярной массы.
МОЛЕКУЛЯРНАЯ МАССА,
сумма масс атомов, входящих в состав данной молекулы; выражается в атомных единицах массы (а. е. м.). Поскольку 1 а. е. м. (иногда называемая дальтон, D) равна 1 / 12 массы атома нуклида 12 С и в единицах массы СИ составляет 1,66057 . 10 -27 кг, то умножение М. м. на 1,66057 . 10 -27 дает абс. массу молекулы в килограммах. Чаще пользуются безразмерной величиной М отн -относительной М. м.: М отн где М х -> масса молекулы x, выраженная в тех же единицах массы (кг, г или др.), что и D. М. м. характеризует среднюю массу молекулы с учетом изотопного состава всех элементов, образующих данное хим. соединение. Иногда М. м. определяют для смеси разл. в-в известного состава, напр. для воздуха «эффективную» М. м. можно принять равной 29.
Абс. массами молекул удобно оперировать в области физики субатомных процессов и радиохимии, где путем измерения энергии частиц, согласно теории относительности, определяют их абс. массы. В химии и хим. технологии необходимо применять макроскопич. единицы измерения кол-ва в-ва. Число любых частиц (молекул, атомов, электронов или мысленно выделяемых в в-ве групп частиц, напр. пар ионов Na + и Сl — в кристаллич. решетке NaCl), равное Авогадро постоянной N А = 6,022 . 10 23 , составляет макроскопич. единицу кол-ва в-ва-моль. Тогда можно записать: М отн = x . N A /(D . N A),T.е. относительная М. м. равна отношению массы моля в-ва к N A D. Если в-во состоит из молекул с ковалентными связями между составляющими их атомами, то величина x . N A представляет собой м о л я рн у ю м а с с у этого в-ва, единицы измерения к-рой кг-моль (киломоль, кМ). Для в-в, не содержащих молекул, а состоящих из атомов, ионов или радикалов, определяется ф о р-м у л ь н а я м о л я р н а я м а с с а, т. е. масса N A частиц, соответствующих принятой формуле в-ва (однако в СССР часто и в этом случае говорят о М. м., что неверно).
Ранее в химии использовали понятия грамм-молекула, грамм-атом, грамм-ион, теперь-моль молекул, моль атомов, моль ионов, подразумевая под этим N A молекул, атомов, ионов и соотв. их молярные массы, выраженные в граммах или килограммах. Традиционно употребляют в качестве синонима термин «молекулярный (молярный) вес», т. к. определение массы производится с помощью весов. Но, в отличие от веса, зависящего от географич. координат, масса является постоянным параметром кол-ва в-ва (при обычных скоростях движения частиц в условиях хим. р-ций), поэтому правильнее говорить «молекулярная масса».
Большое число устаревших терминов и понятий, касающихся М. м., объясняется тем, что до эры космич. полетов в химии не придавали значения различию между массой и весом, к-рое обусловлено разностью значений ускорения своб. падения на полюсах (9,83 м. с -2) и на экваторе (9,78 м. с -2); при расчетах силы тяжести (веса) обычно пользуются средним значением, равным 9,81 м. с -2 . Кроме того, развитие понятия молекулы (как и атома) было связано с исследованием макроскопич. кол-в в-ва в процессах их хим. (реакции) или физ. (фазовые переходы) превращений, когда не была разработана теория строения в-ва (19 в.) и предполагалось, что все хим. соед. построены только из атомов и молекул.
Методы определения. Исторически первый метод (обоснованный исследованиями С. Канниццаро и А. Авогадро) предложен Ж. Дюма в 1827 и заключался в измерении плотности газообразных в-в относительно водородного газа, молярная масса к-рого принималась первоначально равной 2, а после перехода к кислородной единице измерений молекулярных и атомных масс-2,016 г. След. этап развития эксперим. возможностей определения М. м. заключался в исследовании жидкостей и р-ров нелетучих и недиссоциирующих в-в путем измерения коллигативных св-в (т. е. зависящих только от числа растворенных частиц) — осмотич. давления (см. Осмометрия), понижения давления пара, понижения точки замерзания (криоскопия )и повышения точки кипения (эбулиоскопия )р-ров по сравнению с чистым р-рителем. При этом было открыто «аномальное» поведение электролитов.
Понижение давления пара над р-ром зависит от молярной доли растворенного в-ва (закон Рауля): [( р — р 0 )/р] = N, где р 0 -> давление пара чистого р-рителя, р- давление пара над р-ром, N- молярная доля исследуемого растворенного в-ва, N = ( т х / М х )/[( т х / М х ) + (m 0 /M 0)], x и М х -соотв. навеска (г) и М. м. исследуемого в-ва, m 0 и М 0 -то же для р-рителя. В ходе определений проводят экстраполяцию к бесконечно разб. р-ру, т. е. устанавливают для р-ров исследуемого в-ва и для р-ров известного (стандартного) хим. соединения. В случае криоскопии и эбулиоскопии используют зависимости соотв. Dt 3 = Кс и Dt к = Еc, где Dt 3 -понижение т-ры замерзания р-ра, Dt к — повышение т-ры кипения р-ра, К и Е- соотв. криоскопич. и эбулиоскопич. постоянные р-рителя, определяемые по стандартному растворенному в-ву с точно известной М. м., с-моляльная концентрация исследуемого в-ва в р-ре ( с = М х т х. 1000/m 0). М. м. рассчитывают по ф-лам: М х = т х К. 1000/m 0 Dt 3 или М х = т х Е. 1000/m 0 Dt к. Методы характеризуются достаточно высокой точностью, т. к. существуют спец. термометры (т. наз. термометры Бекмана), позволяющие измерять весьма малые изменения т-ры.
Для определения М. м. используют также изотермич. перегонку р-рителя. При этом пробу р-ра исследуемого в-ва вносят в камеру с насыщ. паром р-рителя (при данной т-ре); пары р-рителя конденсируются, т-ра р-ра повышается и после установления равновесия вновь понижается; по изменению т-ры судят о кол-ве выделившейся теплоты испарения, к-рая связана с М. м. растворенного в-ва. В т. наз. изопиестич. методах проводят изотермич. перегонку р-рителя в замкнутом объеме, напр. в Н-образном сосуде. В одном колене сосуда находится т. наз. р-р сравнения, содержащий известную массу в-ва известной М. м. (молярная концентрация C 1), в другом-р-р, содержащий известную массу исследуемого в-ва (молярная концентрация С 2 неизвестна). Если, напр., С 1 > С 2 ,> р-ритель перегоняется из второго колена в первое, пока молярные концентрации в обоих коленах не будут равны. Сопоставляя объемы полученных изопиестич. р-ров, рассчитывают М. м. неизвестного в-ва. Для определения М. м. можно измерять массу изопиестич. р-ров с помощью весов Мак-Бена, к-рые представляют собой две чашечки, подвешенные на пружинках в закрытом стеклянном сосуде; в одну чашечку помещают исследуемый р-р, в другую-р-р сравнения; по изменению положения чашечек определяют массы изопиестич. р-ров и, следовательно, М. м. исследуемого в-ва.
Осн. методом определения атомных и мол. масс летучих в-в является масс-спектрометрия. Для исследования смеси соед. эффективно использование хромато-масс-спектромет-рии. При малой интенсивности пика мол. иона применяют эффузиометрич. приставки к масс-спектрометрам. Эффузио-метрич. способ основан на том, что скорость вытекания газа в вакуум из камеры через отверстие, диаметр к-рого значительно меньше среднего пути своб. пробега молекулы, обратно пропорциональна квадратному корню из М. м. в-ва; скорость вытекания контролируют по изменению давления в камере. М. м. летучих соед. определяют также методами газовой хроматографии с газовыми весами Мартина. Последние измеряют скорость перемещения газа в канале, соединяющем трубки, по к-рым текут газ-носитель и газ из хроматографич. колонки, что позволяет определять разницу плотностей этих газов, зависящую от М. м. исследуемого в-ва.
М. м. измеряют для идентификации хим. соед., для установления содержания отдельных нуклидов в соед., напр. в воде, используемой в атомных энергетич. установках, а также при исследовании и синтезе высокомол. соед., св-ва к-рых существенно зависят от их М. м. (см. Молекулярная масса полимера). Средние значения М. м. полимеров устанавливают с помощью перечисленных выше методов, основанных на коллигативных св-вах разбавленных р-ров, по числу двойных связей («мягким» озонолизом) или функц. групп (методами функцион. анализа), а также по таким св-вам их р-ров, как вязкость, светорассеяние. Средние значения мол. масс полимеров высокой степени полимеризации определяют по их реологич. характеристикам.
Лит.: Рафиков С. Р., Павлова С. А., Твердохлебова И. И., Методы определения молекулярных весов и полидисперсности высокомолекулярныхсоединений, М., 1963; Полинг Л., Полинг П., Химия, пер. с англ., М., 1978; Вилков Л. В., Пентин Ю. А., Физические методы исследования в химии, М., 1987. Ю. А. Клячко.
Химическая энциклопедия. - М.: Советская энциклопедия. Под ред. И. Л. Кнунянца. 1988.
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 12 С. 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 Н 2 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 10 6 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 12 С.
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 Н 2 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:
М r (N 2)= 2×14=28.
Поскольку относительная молекулярная масса вещества численно равна молярной, то M(N 2)=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(N 2)= 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/ V m.
Если убрать постоянную ν, можно уравнять эти два выражения:
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 V m /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.
Ответ от Ѓлесиков И.В.
[гуру]
В Молях… .
Моль, молярная масса
В химических процессах участвуют мельчайшие частицы – молекулы, атомы, ионы, электроны. Число таких частиц даже в малой порции вещества очень велико. Поэтому, чтобы избежать математических операций с большими числами, для характеристики количества вещества, участвующего в химической реакции, используется специальная единица – моль.
Моль — это такое количество вещества, в котором содержится определенное число частиц (молекул, атомов, ионов) , равное постоянной Авогадро (NA=6,02 1023 моль-1).
Постоянная Авогадро NA определяется как число атомов, содержащееся в 12 г изотопа 12С:
Постоянная Авогадро
Таким образом, 1 моль вещества содержит 6,02 1023 частиц этого вещества.
Исходя из этого, любое количество вещества можно выразить определенным числом молей n (ню). Например, в образце вещества содержится 12,04 1023 молекул. Следовательно, количество вещества в этом образце составляет:
Количество вещества в образце
В общем виде: Формула количества вещества
где N – число частиц данного вещества;
NA – число частиц, которое содержит 1 моль вещества (постоянная Авогадро) .
Молярная масса вещества (M) – масса, которую имеет 1 моль данного вещества.
Эта величина, равная отношению массы m вещества к количеству вещества n, имеет размерность кг/моль или г/моль. Молярная масса, выраженная в г/моль, численно равна относительной относительной молекулярной массе Mr (для веществ атомного строения – относительной атомной массе Ar).
Например, молярная масса метана CH4 определяется следующим образом:
Мr(CH4) = Ar(C) + 4 Ar(H) = 12+4 =16
M(CH4)=16 г/моль, т. е. 16 г CH4 содержат 6,02 1023 молекул.
Молярную массу вещества можно вычислить, если известны его масса m и количество (число молей) n, по формуле:
Молярная масса вещества
Соответственно, зная массу и молярную массу вещества, можно рассчитать число его молей:
Число молей
или найти массу вещества по числу молей и молярной массе:
m = n M
Необходимо отметить, что значение молярной массы вещества определяется его качественным и количественным составом, т. е. зависит от Mr и Ar. Поэтому разные вещества при одинаковом количестве молей имеют различные массы m.
Пример
Вычислить массы метана CH4 и этана С2H6, взятых в количестве n = 2 моль каждого.
Решение
Молярная масса метана M(CH4) равна 16 г/моль;
молярная масса этана M(С2Н6) = 2 12+6=30 г/моль.
Отсюда:
m(CH4) = 2 моль 16 г/моль = 32 г;
m(С2Н6) = 2 моль 30 г/моль = 60 г.
Таким образом, моль – это порция вещества, содержащая одно и то же число частиц, но имеющая разную массу для разных веществ, т. к. частицы вещества (атомы и молекулы) не одинаковы по массе.
моль (3739байт)
n(CH4) = n(С2Н6), но m(CH4) < m(С2Н6)
Вычисление n используется практически в каждой расчетной задаче.
Инструкция
Единицей молекулярной массы является 1/12 массы атома , которая условно принята за 12. Молекулярная масса суммарной относительной атомной массе всех атомов, входящих в молекулу, и её очень легко рассчитать.
Определение молярной массы вещества по массе молекулы Если известна масса одной молекулы в граммах, умножьте ее на число Авогадро 6,022 10^(23), которое равно количеству молекул в одном моле вещества. Результатом будет вещества в граммах на моль. Найдя ее в таблице Менделеева, при необходимости определите само вещество, если оно простое (состоит из одноатомной молекулы).
Определение молярной массы газа Возьмите сосуд известного объема и запустите в него некоторую массу газа. Для этого сначала откачайте газ из него, и взвесьте, а затем закачайте газ, и снова взвесьте. После этого измерьте давление газа в паскалях при помощи и его температуру термометром. Чтобы градусы Цельсия перевести в кельвины, прибавьте к ним 273. Для того чтобы найти молярную массу, преобразовав уравнение Клапейрона-Менделеева, возьмите значение массы газа в граммах, умножьте его на температуру и число 8,31, которое является универсальной газовой постоянной. Получившееся число последовательно поделите на давление и объем в кубических метрах (M=m 8,31 T/(P V)). Результатом будет молярная масса газа в граммах на моль.
Видео по теме
Источники:
- молярные массы веществ таблица
Для того, чтобы найти молярную массу вещества, определите его химическую формулу и с помощью периодической таблицы Менделеева рассчитайте его молекулярную массу. Она численно равна молярной массе вещества в граммах на моль. Если известна масса одной молекулы вещества, переведите ее в граммы и умножьте на 6,022 10^23 (число Авогадро). Молярную массу газа можно найти, используя уравнение состояния идеального газа.
Вам понадобится
- таблица Менделеева, манометр, термометр, весы.
Инструкция
Определение молярной массы по химической формуле. Найдите элементы в периодической таблице Менделеева, которые соответствуют атомам, из состоит молекула вещества. Если молекула вещества одноатомная, то это и будет его . Если нет, найдите атомную каждого элемента, и сложите эти массы. Результатом будет молярная масса вещества, выраженная в граммах на моль.
Определение молярной массы вещества по массе одной молекулы. В том случае, если известна масса одной молекулы, переведите ее в , затем умножьте на количество молекул в одном моле любого вещества, которое составляет 6,022 10^23 (число Авогадро). Получите молярную массу вещества в граммах на моль.
Определение молярной массы газа. Возьмите баллон, который может герметично закрываться с заранее известным объемом, который переведите в кубические метры. С помощью насоса откачайте с него газ, и взвесьте на весах пустой баллон. Затем заполните его газом, молярная масса которого измеряется. Снова взвесьте баллон. Разница в массах пустого и закачанного газом баллона будет равна массе газа, выразите ее в граммах.
С помощью манометра измерьте давление газа внутри баллона, для этого присоедините его к отверстию для закачки газа. Можно сразу использовать баллон с вмонтированным манометром, чтобы оперативно контролировать показатели давления. Давление измеряйте в паскалях.
Подождите некоторое время для того, чтобы температура газа внутри баллона сравнялась с температурой окружающей среды, и измерьте ее термометром. Показатель температуры из градусов Цельсия переведите в кельвины, для чего прибавьте к измеренному значению число 273.
Массу газа умножьте на температуру и универсальную газовую постоянную (8,31). Полученное число последовательно поделите на значения давления и объема (M=m 8,31 T/(P V)). Результатом будет молярная масса газа в граммах на моль.
Источники:
- определение молярной массы
Молекулярная масса представляет собой молекулярный вес, который также можно назвать значением массы молекулы. Выражается молекулярная масса в атомных единицах массы. Если разобрать значение молекулярной массы по частям, то получится, что сумма масс всех атомов, входящих в состав молекулы и представляет собой её молекулярную массу. Если говорить о единицах измерения массы, то преимущественно все измерения производятся в граммах.
Инструкция
Само молекулярной массы связано с понятием молекулы. Но нельзя сказать, что это условие можно применить только к таким , где молекула, например, водорода, находится отдельно. Для случаев, когда молекулы не отдельно от остальных, а в тесной взаимосвязи, все вышеперечисленные условия и определения также действительны.
Для начала, чтобы определить массу водорода, вам потребуется -либо , в состав которого входит водород и из которого его можно будет несложно выделить. Это может быть какой-либо спиртовой раствор или другая смесь, часть компонентов которой при определённых условиях меняет своё состояние и легко освобождает раствор от своего присутствия. Найдите раствор, из которого можно и спарить необходимые или ненужные вещества при помощи нагревания. Это самый лёгкий способ. Теперь определитесь, будете вы испарять вещество, которое вам не нужно или же это будет водород, молекулярную массу которого вы и планируете измерять. Если испарится ненужное вещество - ничего страшного, главное, чтобы оно было не токсично. в случае же испарения искомого вещества, вам необходимо приготовить оборудование, что все испарения сохранились в колбе.
После того, как вы отделили от состава всё ненужное, приступайте к измерениям. Для этого вам подойдёт число Авогадро. Именно с его помощью вы сможете вычислить относительную атомную и молекулярную массу водорода. Найдите все необходимые параметры водорода которые присутствуют в любой таблице, определите плотность полученного газа, так как она пригодится для одной из формул. Затем подставьте все полученные результаты и, если необходимо, поменяйте единицу измерения на граммы, о чём уже говорилось выше.
Понятие молекулярной массы наиболее актуально для случаев, когда речь идёт о полимерах. Именно для них важнее вводить понятие средней молекулярной массы, ввиду неоднородности входящих в их состав молекул. Также по средней величине молекулярной массы можно судить о том, насколько высока степень полимеризации того или иного вещества.
Видео по теме
Молекулярная масса - это масса молекулы какого-либо вещества, выраженная в атомных единицах. Часто возникает задача: определить молекулярную массу. Как это можно сделать?
Инструкция
Если вам известна , то задача решается элементарно. Понадобится только Таблица Менделеева. Например, требуется найти молекулярную массу хлористого . Напишите формулу вещества: CaCl2. По таблице Менделеева установите атомную массу каждого элемента, входящего в ее состав. Для кальция она равна (округленно) 40, для (также округленно) – 35,5. С учетом индекса 2 найдите: 40 + 35,5*2 = 111 а.е.м. (атомных единиц массы).
А как быть в случаях, когда точная вещества неизвестна? Тут можно действовать разными путями. Один из наиболее эффективных (и в то же время, простых) – так называемый «метод осмотического давления». Он основан осмоса, заключающегося в том, что молекулы растворителя могут проникать через полунепроницаемую мембрану, в то время как молекулы растворенного вещества сквозь нее проникнуть не могут. Величину осмотического давления можно измерить, и оно прямо пропорционально концентрации молекул исследуемого вещества (то есть их количеству в единице объема раствора).
Некоторым хорошо знакомо универсально уравнение Менделеева-Клапейрона, описывающее состояние так называемого «идеального газа». Оно имеет такой вид: PVm = MRT. Формула Вант-Гоффа очень похожа на него: P = CRT, где P – осмотическое давление, С – молярная концентрация растворенного вещества, R – универсальная газовая постоянная, Т – температура в градусах Кельвина. Это сходство не случайно. Именно в результате работ Вант-Гоффа выяснилось, что молекулы (или ионы) в растворе ведут себя так, будто они находятся в газе (при таком же объеме).
Измерив величину осмотического давления, можно элементарно вычислить молярную концентрацию: С=P/RT. А потом, зная также массу вещества в литре раствора, найти его молекулярную массу. Предположим, опытным путем было установлено, что молярная концентрация уже упоминавшегося вещества равна 0,2. При этом в одном литре раствора содержится 22,2 грамма этого вещества. Какова его молекулярная масса? 22,2/0,2 = 111 а.е.м. - точно такая, как у ранее упомянутого хлористого кальция.
Видео по теме
Молекулярная масса вещества - это масса молекулы, выражаемая в атомных единицах и численно равная молярной массе. При расчетах в химии, физике и технике часто используется вычисление значений молярной массы различных веществ.
На вопрос В чем измеряется молекулярная масса вещества? заданный автором Евгения лучший ответ это В молях по моему
Ответ от Ђанюся
[эксперт]
эм...дайко вспомнить и по физики у меня был трояк...ну может в "моль"
Ответ от Xarkonnen
[гуру]
в атомных единицах массы.
1 а.е.м. равна массе атома водорода.
Ответ от Оксана Сабинина (Галиева)
[новичек]
в г/моль, нет наоборот моль/г М=моль/грам
Ответ от Илья
[гуру]
В системе СИ - в килограммах.
Или можно в молях - количество вещества.
Ответ от Ася
[активный]
ни в чем, это безразмерная величина. Это относительная величина, относительно одной двеннадцатой массе атома изотопа углерода 12. Вот.
Ответ от Константин
[гуру]
Молекулярная - в "атомных единицах массы" (а.е.м.), которая равна 1/12 массы атома углерода-12.
Ответ от Пользователь удален
[гуру]
В молекулярных килограммах
Ответ от Ўлианна
[эксперт]
В долларах-)
Ответ от Любовь
[эксперт]
в молях... физика, чувствуеться, любимый предмет))
Ответ от Пользователь удален
[новичек]
В молях конечно. А один моль кажется 6х10 в 23 степени(если в числах). По химии 4 была
Ответ от Firestarter
[гуру]
Молекулярная масса - в а.е.м., молярная - в г/моль. Уверен на 100%, т.к. химик по образованию.
Ответ от Ѐома
[активный]
в любых единицах измерения массы. только надо переводить. а так вообще в а.е.м
Ответ от Dilshod Asrokulov
[новичек]
ни в чём
Ответ от Вадим Матяш
[новичек]
Количество вещества, то есть - НЮ - в молях
А молекулярная масса в граммах делёное на моль - г/моль
Ответ от Ольга Булгакова
[новичек]
Помогите решить задачу! Для полной нейтрализации двух кислот, содержащих по 0,1 моль вещества в растворе израсходовано: а) для первой 150г 8% раствора гидроксида натрия; б) для второй 93,3г 12%раствора гидроксида калия. Определите основность кислот
Ответ от Марина
[гуру]
ни в чём
Ответ от VaDiM
[гуру]
Моль, а что?
Ответ от Ѓлесиков И.В.
[гуру]
В Молях... .
Моль, молярная масса
В химических процессах участвуют мельчайшие частицы – молекулы, атомы, ионы, электроны. Число таких частиц даже в малой порции вещества очень велико. Поэтому, чтобы избежать математических операций с большими числами, для характеристики количества вещества, участвующего в химической реакции, используется специальная единица – моль.
Моль - это такое количество вещества, в котором содержится определенное число частиц (молекул, атомов, ионов) , равное постоянной Авогадро (NA=6,02 1023 моль-1).
Постоянная Авогадро NA определяется как число атомов, содержащееся в 12 г изотопа 12С:
Постоянная Авогадро
Таким образом, 1 моль вещества содержит 6,02 1023 частиц этого вещества.
Исходя из этого, любое количество вещества можно выразить определенным числом молей n (ню). Например, в образце вещества содержится 12,04 1023 молекул. Следовательно, количество вещества в этом образце составляет:
Количество вещества в образце
В общем виде: Формула количества вещества
где N – число частиц данного вещества;
NA – число частиц, которое содержит 1 моль вещества (постоянная Авогадро) .
Молярная масса вещества (M) – масса, которую имеет 1 моль данного вещества.
Эта величина, равная отношению массы m вещества к количеству вещества n, имеет размерность кг/моль или г/моль. Молярная масса, выраженная в г/моль, численно равна относительной относительной молекулярной массе Mr (для веществ атомного строения – относительной атомной массе Ar).
Например, молярная масса метана CH4 определяется следующим образом:
Мr(CH4) = Ar(C) + 4 Ar(H) = 12+4 =16
M(CH4)=16 г/моль, т. е. 16 г CH4 содержат 6,02 1023 молекул.
Молярную массу вещества можно вычислить, если известны его масса m и количество (число молей) n, по формуле:
Молярная масса вещества
Соответственно, зная массу и молярную массу вещества, можно рассчитать число его молей:
Число молей
или найти массу вещества по числу молей и молярной массе:
m = n M
Необходимо отметить, что значение молярной массы вещества определяется его качественным и количественным составом, т. е. зависит от Mr и Ar. Поэтому разные вещества при одинаковом количестве молей имеют различные массы m.
Пример
Вычислить массы метана CH4 и этана С2H6, взятых в количестве n = 2 моль каждого.
Решение
Молярная масса метана M(CH4) равна 16 г/моль;
молярная масса этана M(С2Н6) = 2 12+6=30 г/моль.
Отсюда:
m(CH4) = 2 моль 16 г/моль = 32 г;
m(С2Н6) = 2 моль 30 г/моль = 60 г.
Таким образом, моль – это порция вещества, содержащая одно и то же число частиц, но имеющая разную массу для разных веществ, т. к. частицы вещества (атомы и молекулы) не одинаковы по массе.
моль (3739байт)
n(CH4) = n(С2Н6), но m(CH4) < m(С2Н6)
Вычисление n используется практически в каждой расчетной задаче.
Содержание статьи
МОЛЕКУЛЯРНАЯ МАССА, масса молекулы, выраженная в относительных единицах (называемых а.е.м. или дальтон). Эта величина введена для удобства, поскольку действительная масса молекул в общепринятых единицах массы чрезвычайно мала. За единицу мол. массы принята та же величина, что и при определении атомной массы: это 1/12 массы атома изотопа углерода-12, условно принятой равной 12 (см. АТОМНАЯ МАССА) . Мол. масса численно равна сумме относительных атомных масс всех атомов данной молекулы и легко подсчитывается по формуле вещества.
Газы и пары.
Согласно закону Авогадро, в равных объемах газов при одинаковых давлении и температуре содержится одинаковое число молекул. Следовательно, один моль любого газа при данных температуре и давлении должен занимать один и тот же объем (один из законов идеальных газов; см . ХИМИЯ). С учетом поправок на неидеальность объем одного моля (6,02Ч10 23 молекул) любого газа при 0° С и 1 атм равен 22,414 л. На основании закона Авогадро находят мол. массу газообразных веществ. В общих чертах процедура состоит в следующем. Определяют массу известного объема газа при данных давлении и температуре. После введения поправок на неидеальность приводят объем к условиям 0° С и 1 атм, используя уравнение состояния идеального газа PV = RT , где R – газовая постоянная. Зная массу и объем идеального газа при °С и 1 атм, нетрудно рассчитать массу 22,414 л газа, т.е. его мол. массу. Этим методом были получены точные значения мол. масс, которые использовались даже для определения атомных масс. Для приближенной оценки мол. массы газ считают идеальным и никаких поправок не делают.
Данный метод часто применяют при определении мол. масс летучих жидкостей и твердых веществ. Для этого используют уравнение состояния газа в виде PV = wRT /M (уравнение Клапейрона – Менделеева), где w – масса паров вещества с мол. массой М , занимающих объем V при температуре Т и давлении Р . Если Р выражено в атм, а V – в см 3 или мл, то R = 82,06. Отсюда получаем M = wRT /PV и, зная все величины в правой части, находим мол. массу паров вещества. Для определения таким методом мол. масс летучих жидкостей и твердых веществ было создано несколько устройств. Наибольшее распространение получил прибор немецкого химика В.Мейера (1878) – длинная вертикальная трубка, закрытая сверху и расширяющаяся книзу в виде конической колбы, окруженная нагревательной рубашкой. Известное количество изучаемой жидкости (или твердого вещества) помещали на дно колбы и испаряли. При испарении эквивалентный объем воздуха вытеснялся через боковой отвод вверху трубки в измерительное устройство. Объем вытесненного воздуха, измеренный при температуре и давлении окружающей среды, равен объему паров изучаемого вещества в этих же условиях. Зная w , Т и Р , можно вычислить М – мол. массу паров вещества. Усовершенствовав аппарат В.Мейера, можно было проводить измерения при температурах до 2000° С.
Растворы.
Мол. массу трудноиспаряющихся веществ определяют, исследуя свойства их растворов. Если нелетучее вещество растворить в летучем жидком растворителе, то давление паров последнего уменьшится. Соответственно температура кипения раствора возрастет, а температура замерзания понизится по сравнению с чистым растворителем. Все эти величины пропорциональны числу молей растворенного вещества в данном объеме растворителя (при условии, что раствор является разбавленным); это позволяет определить мол. массу вещества в растворе. Пусть Dр – изменение давления паров разбавленного раствора при добавлении w 2 граммов растворенного вещества с мол. массой М 2 в w 1 граммов растворителя с мол. массой М 1 , р – давление паров чистого растворителя при той же температуре. Тогда
Dр = pw 2 M 1 /w 1 M 2 , откуда М 2 = рw 2 М 1 /w 1 Dр
Поскольку давление паров трудно измерить с достаточной точностью, этот метод применяют довольно редко и только в усовершенствованном варианте.
Наиболее распространен метод определения мол. массы растворенных веществ, основанный на измерении температур замерзания или кипения растворов. Если DТ – понижение температуры замерзания или повышение температуры кипения раствора по сравнению с чистым растворителем, то DТ = K Ч1000w 2 /w 1 М 2 , где K – молярная криоскопическая или эбулиоскопическая постоянная для данного растворителя. Отсюда М 2 = K Ч1000w 2 /w 1 DТ . Постоянную K можно определить экспериментально, используя растворенные вещества с известной мол. массой, или найти с помощью термодинамических расчетов. Отметим, что приведенное соотношение применимо для определения мол. масс только очень разбавленных растворов.
Метод Бекмана.
В этом методе измеряют температуру замерзания известного количества растворителя (w 1), затем добавляют в него заданное количество растворенного вещества (w 2) и измеряют понижение температуры замерзания раствора с помощью термометра Бекмана. Этот термометр регистрирует не саму температуру, а разность температур, но с точностью 0,001° С. При измерениях могут возникать ошибки, связанные с переохлаждением раствора. Для их устранения применяют более совершенные модификации прибора. Для приближенной оценки мол. массы существует более простой метод Раста, где в качестве растворителя используют камфору, температура замерзания которой при растворении в ней различных веществ понижается очень сильно и может быть измерена обычным термометром.
Методы Ландсбергера и Котрелла.
Бекман сконструировал также прибор для измерения повышения температуры кипения растворов, но здесь возникают те же проблемы, что и при измерении точки замерзания, а именно связанные с перегревом раствора. Для приближенных оценок используется метод Ландсбергера, в котором жидкость нагревают до температуры кипения, пропуская через нее пар. Для точных определений предпочтительна методика Котрелла. В ней термометр не погружают в жидкость, а помещают над ее поверхностью, так что пузырьки пара, поднимающиеся вверх, увлекают за собой жидкость, и она омывает термометр. Это позволяет избежать ошибок, связанных с перегревом.
Другие методы.
Еще один метод определения мол. массы растворенных веществ основан на измерении осмотического давления. Для разбавленного раствора, содержащего известное количество w граммов растворенного вещества с мол. массой М в объеме растворителя V , осмотическое давление Р при температуре Т равно P = wRT /MV . Если Р выражено в атм, а V – в см 3 или мл, то константа R = 82,06 (см . выше ). Измерить осмотическое давление растворов для обычных веществ довольно трудно. Однако этот метод оказался весьма полезным для определения мол. масс высокомолекулярных соединений, поскольку создаваемое ими осмотическое давление достаточно велико и можно получить точные данные на относительно простой аппаратуре. Высокомолекулярные соединения имеют большое практическое значение, поэтому методы определения их мол. масс совершенствуются. Можно упомянуть методы, основанные на измерении вязкости и рассеяния света, а также ультрацентрифугирование. Последний применяется наиболее широко для определения мол. масс биополимеров (нуклеиновых кислот и белков).
Масс-спектрометрический метод.
Этим принципиально иным, чем все рассмотренные выше, методом определяют массу разных видов молекул или разных изотопов, находящихся в исследуемом объеме. Особую ценность он представляет для изотопного анализа. Допустим, требуется определить, содержится ли в образце метана СН 4 изотоп 13 С помимо обычного изотопа 12 С. У обычного метана мол. масса равна 16, а у его изотопического варианта 17. В масс-спектре ему соответствует отдельная линия, по положению которой можно точно определить мол. массу.
