परमाणुओं और अणुओं के सापेक्ष द्रव्यमान D.I का उपयोग करके निर्धारित किए जाते हैं। परमाणु द्रव्यमान के मेंडेलीव मूल्य। उसी समय, शैक्षिक उद्देश्यों के लिए गणना करते समय, तत्वों के परमाणु द्रव्यमान के मूल्यों को आमतौर पर पूर्णांक (क्लोरीन के अपवाद के साथ, जिसका परमाणु द्रव्यमान 35.5 माना जाता है) के लिए गोल किया जाता है।
उदाहरण 1 कैल्शियम का आपेक्षिक परमाणु द्रव्यमान और r (Ca)=40; प्लेटिनम का सापेक्ष परमाणु द्रव्यमान और r (Pt)=195.
एक अणु के सापेक्ष द्रव्यमान की गणना उन परमाणुओं के सापेक्ष परमाणु द्रव्यमान के योग के रूप में की जाती है जो इस अणु को बनाते हैं, उनके पदार्थ की मात्रा को ध्यान में रखते हुए।
उदाहरण 2. सल्फ्यूरिक एसिड का सापेक्ष दाढ़ द्रव्यमान:
एम आर (एच 2 एसओ 4) \u003d 2 ए आर (एच) + ए आर (एस) + 4 ए आर (ओ) \u003d 2 · 1 + 32 + 4· 16 = 98.
किसी पदार्थ के 1 मोल के द्रव्यमान को अवोगाद्रो संख्या से भाग देने पर परमाणुओं और अणुओं का निरपेक्ष द्रव्यमान ज्ञात होता है।
उदाहरण 3. कैल्शियम के एक परमाणु का द्रव्यमान ज्ञात कीजिए।
फेसला।कैल्शियम का परमाणु द्रव्यमान और r (Ca)=40 g/mol है। एक कैल्शियम परमाणु का द्रव्यमान बराबर होगा:
एम (सीए) \u003d ए आर (सीए): एन ए \u003d 40: 6.02 · 10 23 = 6,64· 10 -23 वर्ष
उदाहरण 4 सल्फ्यूरिक अम्ल के एक अणु का द्रव्यमान ज्ञात कीजिए।
फेसला।सल्फ्यूरिक एसिड का दाढ़ द्रव्यमान एम आर (एच 2 एसओ 4) = 98 है। एक अणु एम (एच 2 एसओ 4) का द्रव्यमान है:
एम (एच 2 एसओ 4) \u003d एम आर (एच 2 एसओ 4): एन ए \u003d 98: 6.02 · 10 23 = 16,28· 10 -23 वर्ष
2.10.2. द्रव्यमान और आयतन के ज्ञात मूल्यों से पदार्थ की मात्रा की गणना और परमाणु और आणविक कणों की संख्या की गणना
किसी पदार्थ की मात्रा उसके परमाणु (दाढ़) द्रव्यमान से, उसके द्रव्यमान को ग्राम में व्यक्त करके विभाजित करके निर्धारित की जाती है। n.o पर गैसीय अवस्था में किसी पदार्थ की मात्रा उसके आयतन को 1 mol गैस (22.4 l) के आयतन से विभाजित करके ज्ञात की जाती है।
उदाहरण 5 57.5 ग्राम धात्विक सोडियम में सोडियम पदार्थ n(Na) की मात्रा ज्ञात कीजिए।
फेसला।सोडियम का आपेक्षिक परमाणु द्रव्यमान और r (Na)=23 है। किसी पदार्थ की मात्रा धात्विक सोडियम के द्रव्यमान को उसके परमाणु द्रव्यमान से विभाजित करके ज्ञात की जाती है:
n(Na)=57.5:23=2.5 mol.
उदाहरण 6. नाइट्रोजन पदार्थ की मात्रा निर्धारित करें, यदि इसकी मात्रा n.o पर है। 5.6 लीटर है।
फेसला।नाइट्रोजन पदार्थ की मात्रा n(N .) 2) हम इसकी मात्रा को 1 mol गैस (22.4 l) के आयतन से विभाजित करके पाते हैं:
n(N 2) \u003d 5.6: 22.4 \u003d 0.25 mol।
किसी पदार्थ में परमाणुओं और अणुओं की संख्या अवोगाद्रो की संख्या से पदार्थ में परमाणुओं और अणुओं की संख्या को गुणा करके निर्धारित की जाती है।
उदाहरण 7. 1 किग्रा जल में अणुओं की संख्या ज्ञात कीजिए।
फेसला।जल पदार्थ की मात्रा उसके द्रव्यमान (1000 ग्राम) को दाढ़ द्रव्यमान (18 ग्राम / मोल) से विभाजित करके पाई जाती है:
एन (एच 2 ओ) \u003d 1000: 18 \u003d 55.5 मोल।
1000 ग्राम जल में अणुओं की संख्या होगी :
एन (एच 2 ओ) \u003d 55.5 · 6,02· 10 23 = 3,34· 10 24 .
उदाहरण 8. ऑक्सीजन के 1 लीटर (एन.ओ.) में निहित परमाणुओं की संख्या निर्धारित करें।
फेसला।ऑक्सीजन पदार्थ की मात्रा, जिसका आयतन सामान्य परिस्थितियों में 1 लीटर के बराबर होता है:
n(O 2) \u003d 1: 22.4 \u003d 4.46 · 10 -2 मोल।
1 लीटर (N.O.) में ऑक्सीजन के अणुओं की संख्या होगी:
एन (ओ 2) \u003d 4.46 · 10 -2 · 6,02· 10 23 = 2,69· 10 22 .
यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि 26.9 · रात में किसी भी गैस के 1 लीटर में 10 22 अणु समाहित होंगे। चूंकि ऑक्सीजन अणु द्विपरमाणुक है, इसलिए 1 लीटर में ऑक्सीजन परमाणुओं की संख्या 2 गुना अधिक होगी, अर्थात। 5.38 · 10 22 .
2.10.3. गैस मिश्रण और आयतन अंश के औसत दाढ़ द्रव्यमान की गणना
इसमें शामिल गैसें
गैस मिश्रण के औसत दाढ़ द्रव्यमान की गणना इस मिश्रण के घटक गैसों के दाढ़ द्रव्यमान और उनके आयतन अंशों से की जाती है।
उदाहरण 9 यह मानते हुए कि हवा में नाइट्रोजन, ऑक्सीजन और आर्गन की मात्रा (आयतन प्रतिशत में) क्रमशः 78, 21 और 1 है, हवा के औसत दाढ़ द्रव्यमान की गणना करें।
फेसला।
एम वायु = 0.78 · एम आर (एन 2)+0.21 · एम आर (ओ 2)+0.01 · एम आर (एआर) = 0.78 · 28+0,21· 32+0,01· 40 = 21,84+6,72+0,40=28,96
या लगभग 29 ग्राम/मोल।
उदाहरण 10. गैस मिश्रण में एनएच 3 का 12 लीटर, एन 2 का 5 लीटर और एच 2 का 3 लीटर एन.ओ. पर मापा जाता है। इस मिश्रण में गैसों के आयतन अंशों और इसके औसत दाढ़ द्रव्यमान की गणना करें।
फेसला।गैसों के मिश्रण का कुल आयतन V=12+5+3=20 l है। गैसों का आयतन भिन्न j बराबर होगा:
(एनएच 3)= 12:20=0.6; φ(एन 2)=5:20=0.25; (एच 2)=3:20=0.15.
औसत दाढ़ द्रव्यमान की गणना इस मिश्रण के घटक गैसों के आयतन अंशों और उनके आणविक द्रव्यमान के आधार पर की जाती है:
एम = 0.6 · एम (एनएच 3) + 0.25 · एम (एन 2) +0.15 · एम (एच 2) \u003d 0.6 · 17+0,25· 28+0,15· 2 = 17,5.
2.10.4. एक रासायनिक यौगिक में एक रासायनिक तत्व के द्रव्यमान अंश की गणना
किसी रासायनिक तत्व के द्रव्यमान अंश को इस पदार्थ के द्रव्यमान में निहित किसी दिए गए तत्व X के परमाणु के द्रव्यमान के अनुपात के रूप में परिभाषित किया जाता है। द्रव्यमान अंश एक आयामहीन मात्रा है। इसे इकाई के भिन्नों में व्यक्त किया जाता है:
(एक्स) = एम(एक्स)/एम (0<ω< 1);
या प्रतिशत में
(एक्स),%= 100 मीटर(एक्स)/एम (0%)<ω<100%),
जहां (X) रासायनिक तत्व X का द्रव्यमान अंश है; एम (एक्स) रासायनिक तत्व एक्स का द्रव्यमान है; मी पदार्थ का द्रव्यमान है।
उदाहरण 11 मैंगनीज (VII) ऑक्साइड में मैंगनीज के द्रव्यमान अंश की गणना करें।
फेसला।पदार्थों का दाढ़ द्रव्यमान समान होता है: M (Mn) \u003d 55 g / mol, M (O) \u003d 16 g / mol, M (Mn 2 O 7) \u003d 2M (Mn) + 7M (O) \u003d 222 ग्राम / मोल। इसलिए, पदार्थ 1 mol की मात्रा के साथ Mn 2 O 7 का द्रव्यमान है:
एम (एमएन 2 ओ 7) = एम (एमएन 2 ओ 7) · एन (एमएन 2 ओ 7) = 222 · 1= 222
सूत्र Mn 2 O 7 से यह पता चलता है कि मैंगनीज परमाणुओं के पदार्थ की मात्रा मैंगनीज ऑक्साइड (VII) के पदार्थ की मात्रा से दोगुनी है। माध्यम,
n(Mn) \u003d 2n (Mn 2 O 7) \u003d 2 mol,
एम (एमएन) = एन (एमएन) · एम (एमएन) = 2 · 55 = 110 ग्राम।
इस प्रकार, मैंगनीज (VII) ऑक्साइड में मैंगनीज का द्रव्यमान अंश है:
ω(X)=m(Mn): m(Mn 2 O 7) = 110:222 = 0.495 या 49.5%।
2.10.5. किसी रासायनिक यौगिक के सूत्र को उसकी मूल संरचना द्वारा स्थापित करना
किसी पदार्थ का सरलतम रासायनिक सूत्र इस पदार्थ को बनाने वाले तत्वों के द्रव्यमान अंशों के ज्ञात मूल्यों के आधार पर निर्धारित किया जाता है।
मान लीजिए कि द्रव्यमान m og के साथ एक पदार्थ Na x P y O z का एक नमूना है। विचार करें कि इसका रासायनिक सूत्र कैसे निर्धारित किया जाता है यदि तत्वों के परमाणुओं के पदार्थ की मात्रा, उनके द्रव्यमान या द्रव्यमान अंश ज्ञात द्रव्यमान में हों पदार्थ जाना जाता है। किसी पदार्थ का सूत्र अनुपात द्वारा निर्धारित किया जाता है:
एक्स: वाई: जेड = एन (ना): एन (पी): एन (ओ)।
यदि इसके प्रत्येक पद को अवोगाद्रो की संख्या से विभाजित किया जाए तो यह अनुपात नहीं बदलता है:
x: y: z = N(Na)/N A: N(P)/N A: N(O)/N A = ν(Na): (P): ν(O).
इस प्रकार, किसी पदार्थ का सूत्र ज्ञात करने के लिए, किसी पदार्थ के समान द्रव्यमान में परमाणुओं के पदार्थों की मात्रा के बीच अनुपात जानना आवश्यक है:
एक्स: वाई: जेड = एम (ना) / एम आर (ना): एम (पी) / एम आर (पी): एम (ओ) / एम आर (ओ)।
यदि हम अंतिम समीकरण के प्रत्येक पद को नमूना m o के द्रव्यमान से विभाजित करते हैं, तो हमें एक व्यंजक प्राप्त होता है जो हमें पदार्थ की संरचना को निर्धारित करने की अनुमति देता है:
x: y: z = ω(Na)/M r (Na): (P)/M r (P): (O)/M r (O)।
उदाहरण 12. पदार्थ में 85.71 wt है। % कार्बन और 14.29 wt। % हाइड्रोजन। इसका दाढ़ द्रव्यमान 28 g/mol है। इस पदार्थ के सबसे सरल और सच्चे रासायनिक सूत्र निर्धारित करें।
फेसला। C x H y अणु में परमाणुओं की संख्या के बीच का अनुपात प्रत्येक तत्व के द्रव्यमान अंशों को उसके परमाणु द्रव्यमान से विभाजित करके निर्धारित किया जाता है:
x: y \u003d 85.71 / 12: 14.29 / 1 \u003d 7.14: 14.29 \u003d 1: 2।
अत: किसी पदार्थ का सरलतम सूत्र CH2 है। किसी पदार्थ का सरलतम सूत्र सदैव उसके वास्तविक सूत्र से मेल नहीं खाता। इस मामले में, सूत्र सीएच 2 हाइड्रोजन परमाणु की संयोजकता के अनुरूप नहीं है। सही रासायनिक सूत्र खोजने के लिए, आपको किसी दिए गए पदार्थ का दाढ़ द्रव्यमान जानना होगा। इस उदाहरण में, पदार्थ का दाढ़ द्रव्यमान 28 g/mol है। 28 को 14 से विभाजित करने पर (सूत्र इकाई CH2 के अनुरूप परमाणु द्रव्यमान का योग), हम एक अणु में परमाणुओं की संख्या के बीच सही अनुपात प्राप्त करते हैं:
हमें पदार्थ का सही सूत्र मिलता है: सी 2 एच 4 - एथिलीन।
गैसीय पदार्थों और वाष्प के लिए दाढ़ द्रव्यमान के बजाय, समस्या की स्थिति में किसी भी गैस या वायु के घनत्व को इंगित किया जा सकता है।
विचाराधीन मामले में, हवा में गैस का घनत्व 0.9655 है। इस मान के आधार पर, गैस का दाढ़ द्रव्यमान ज्ञात किया जा सकता है:
एम = एम वायु · डी हवा = 29 · 0,9655 = 28.
इस व्यंजक में, M गैस का दाढ़ द्रव्यमान C x H y है, M वायु वायु का औसत दाढ़ द्रव्यमान है, D वायु वायु में गैस C x H y का घनत्व है। दाढ़ द्रव्यमान के परिणामी मूल्य का उपयोग पदार्थ के वास्तविक सूत्र को निर्धारित करने के लिए किया जाता है।
समस्या की स्थिति किसी एक तत्व के द्रव्यमान अंश का संकेत नहीं दे सकती है। यह अन्य सभी तत्वों के द्रव्यमान अंशों को एकता (100%) से घटाकर पाया जाता है।
उदाहरण 13 एक कार्बनिक यौगिक में 38.71 wt होता है। % कार्बन, 51.61 wt। % ऑक्सीजन और 9.68 वाट। % हाइड्रोजन। इस पदार्थ का सही सूत्र निर्धारित करें यदि इसकी ऑक्सीजन वाष्प घनत्व 1.9375 है।
फेसला।हम अणु C x H y O z में परमाणुओं की संख्या के बीच अनुपात की गणना करते हैं:
एक्स: वाई: जेड = 38.71/12: 9.68/1: 51.61/16 = 3.226: 9.68: 3.226 = 1:3:1।
किसी पदार्थ का मोलर द्रव्यमान M है:
एम \u003d एम (ओ 2) · डी (ओ 2) = 32 · 1,9375 = 62.
किसी पदार्थ का सरलतम सूत्र CH3O है। इस सूत्र इकाई के परमाणु द्रव्यमानों का योग 12+3+16=31 होगा। 62 को 31 से विभाजित करें और अणु में परमाणुओं की संख्या के बीच सही अनुपात प्राप्त करें:
एक्स: वाई: जेड = 2:6:2।
इस प्रकार, पदार्थ का सही सूत्र C 2 H 6 O 2 है। यह सूत्र डाइहाइड्रिक अल्कोहल - एथिलीन ग्लाइकॉल की संरचना से मेल खाता है: सीएच 2 (ओएच) -सीएच 2 (ओएच)।
2.10.6। किसी पदार्थ के दाढ़ द्रव्यमान का निर्धारण
किसी पदार्थ का दाढ़ द्रव्यमान ज्ञात दाढ़ द्रव्यमान के साथ उसके गैस वाष्प घनत्व के आधार पर निर्धारित किया जा सकता है।
उदाहरण 14. ऑक्सीजन के संदर्भ में कुछ कार्बनिक यौगिकों का वाष्प घनत्व 1.8125 है। इस यौगिक के दाढ़ द्रव्यमान का निर्धारण करें।
फेसला।किसी अज्ञात पदार्थ M x का दाढ़ द्रव्यमान पदार्थ M के दाढ़ द्रव्यमान द्वारा इस पदार्थ D के सापेक्ष घनत्व के गुणनफल के बराबर होता है, जिसके अनुसार सापेक्ष घनत्व का मान निर्धारित किया जाता है:
एम एक्स = डी · एम = 1.8125 · 32 = 58,0.
दाढ़ द्रव्यमान के पाए गए मूल्य वाले पदार्थ एसीटोन, प्रोपियोनाल्डिहाइड और एलिल अल्कोहल हो सकते हैं।
गैस के मोलर द्रव्यमान की गणना एनसी पर उसके मोलर आयतन के मान का उपयोग करके की जा सकती है।
उदाहरण 15. संख्या 5.6 लीटर गैस का द्रव्यमान 5.046 ग्राम है। इस गैस के दाढ़ द्रव्यमान की गणना करें।
फेसला।एनएस पर गैस की दाढ़ की मात्रा 22.4 लीटर है। इसलिए, वांछित गैस का दाढ़ द्रव्यमान है
एम = 5.046 · 22,4/5,6 = 20,18.
वांछित गैस नियॉन Ne है।
क्लैपेरॉन-मेंडेलीव समीकरण का उपयोग गैस के दाढ़ द्रव्यमान की गणना के लिए किया जाता है जिसका आयतन गैर-सामान्य परिस्थितियों में दिया जाता है।
उदाहरण 16 40 डिग्री सेल्सियस के तापमान और 200 केपीए के दबाव पर, 3.0 लीटर गैस का द्रव्यमान 6.0 ग्राम है। इस गैस का दाढ़ द्रव्यमान निर्धारित करें।
फेसला।ज्ञात मात्राओं को क्लैपेरॉन-मेंडेलीव समीकरण में प्रतिस्थापित करने पर, हम प्राप्त करते हैं:
एम = एमआरटी/पीवी = 6.0 · 8,31· 313/(200· 3,0)= 26,0.
विचाराधीन गैस एसिटिलीन सी 2 एच 2 है।
उदाहरण 17 हाइड्रोकार्बन के 5.6 लीटर (एन.ओ.) के दहन से 44.0 ग्राम कार्बन डाइऑक्साइड और 22.5 ग्राम पानी उत्पन्न होता है। ऑक्सीजन के संबंध में हाइड्रोकार्बन का आपेक्षिक घनत्व 1.8125 है। हाइड्रोकार्बन का सही रासायनिक सूत्र निर्धारित करें।
फेसला।हाइड्रोकार्बन के दहन के लिए प्रतिक्रिया समीकरण को निम्नानुसार दर्शाया जा सकता है:
सी एक्स एच वाई + 0.5 (2x + 0.5y) ओ 2 \u003d एक्स सीओ 2 + 0.5 वाई एच 2 ओ।
हाइड्रोकार्बन की मात्रा 5.6:22.4=0.25 mol है। प्रतिक्रिया के परिणामस्वरूप, 1 mol कार्बन डाइऑक्साइड और 1.25 mol पानी बनता है, जिसमें 2.5 mol हाइड्रोजन परमाणु होते हैं। जब एक हाइड्रोकार्बन को 1 मोल के पदार्थ की मात्रा के साथ जलाया जाता है, तो 4 मोल कार्बन डाइऑक्साइड और 5 मोल पानी प्राप्त होता है। इस प्रकार, 1 मोल हाइड्रोकार्बन में 4 मोल कार्बन परमाणु और 10 मोल हाइड्रोजन परमाणु होते हैं, अर्थात। हाइड्रोकार्बन सी 4 एच 10 का रासायनिक सूत्र। इस हाइड्रोकार्बन का दाढ़ द्रव्यमान है M=4 · 12+10=58. इसका सापेक्ष ऑक्सीजन घनत्व D=58:32=1.8125 समस्या की स्थिति में दिए गए मान से मेल खाता है, जो पाया गया रासायनिक सूत्र की शुद्धता की पुष्टि करता है।
सापेक्ष परमाणु और सापेक्ष आणविक भार। कीट। अवोगाद्रो की संख्या
आधुनिक शोध विधियों से परमाणुओं के अत्यंत छोटे द्रव्यमान को बड़ी सटीकता के साथ निर्धारित करना संभव हो जाता है। इसलिए, उदाहरण के लिए, हाइड्रोजन परमाणु का द्रव्यमान 1.674 10 27 किग्रा, ऑक्सीजन - 2.667 x 10 -26 किग्रा, कार्बन - 1.993 x 10 26 किग्रा है। रसायन विज्ञान में, परमाणु द्रव्यमान के निरपेक्ष मूल्यों का पारंपरिक रूप से उपयोग नहीं किया जाता है, लेकिन सापेक्ष। 1961 में, परमाणु द्रव्यमान इकाई (संक्षिप्त एएमयू) को परमाणु द्रव्यमान की एक इकाई के रूप में अपनाया गया था, जो कार्बन आइसोटोप "सी" के परमाणु के द्रव्यमान का 1/12 है। अधिकांश रासायनिक तत्वों में विभिन्न द्रव्यमान वाले परमाणु होते हैं। इसलिए, सापेक्ष परमाणु द्रव्यमान ए, एक रासायनिक तत्व, तत्व की प्राकृतिक समस्थानिक संरचना के परमाणु के औसत द्रव्यमान के अनुपात के बराबर है और कार्बन परमाणु 12C के द्रव्यमान का 1/12 है। तत्वों के सापेक्ष परमाणु द्रव्यमान को A से दर्शाया जाता है, जहाँ सूचकांक r अंग्रेजी शब्द सापेक्ष - सापेक्ष का प्रारंभिक अक्षर है। प्रविष्टियों Ar(H), Ar(0), Ar(C) का अर्थ है: हाइड्रोजन का परमाणु द्रव्यमान, ऑक्सीजन का परमाणु द्रव्यमान और कार्बन का परमाणु द्रव्यमान। उदाहरण के लिए, Ar(H) = 1.6747x 10-27 = 1.0079; 1/12 x 1.993 x 10 -26सापेक्ष परमाणु द्रव्यमान एक रासायनिक तत्व की मुख्य विशेषताओं में से एक है। किसी पदार्थ का आपेक्षिक आणविक भार M किसी पदार्थ के प्राकृतिक समस्थानिक संघटन के अणु के औसत द्रव्यमान के अनुपात के बराबर होता है और 12C कार्बन परमाणु के द्रव्यमान का 1/12 होता है। "एट्रिब्यूट्स एटॉमिक मास" शब्द के बजाय, "एटॉमिक मास" शब्द का इस्तेमाल किया जा सकता है। सापेक्ष आणविक भार संख्यात्मक रूप से पदार्थ के अणु को बनाने वाले सभी परमाणुओं के सापेक्ष परमाणु द्रव्यमान के योग के बराबर होता है। इसकी गणना पदार्थ के सूत्र द्वारा आसानी से की जाती है। उदाहरण के लिए, Mg(H2O) 2Ar(H)=2 1.00797=2.01594 Ar(0)=1x15, 9994=15.9994 से बना है
श्री (H2O) \u003d 18.01534 इसका मतलब है कि पानी के आणविक भार का अनुपात 18.01534, गोल, 18 है। आणविक भार का अनुपात दर्शाता है कि किसी दिए गए पदार्थ के अणु का द्रव्यमान 1/12 से कितना अधिक है परमाणु C +12 का द्रव्यमान। तो, पानी का आणविक भार 18 है। इसका मतलब है कि पानी के अणु का द्रव्यमान C +12 परमाणु के द्रव्यमान के 1/12 से 18 गुना अधिक है। आणविक भार किसी पदार्थ की मुख्य विशेषताओं में से एक को संदर्भित करता है। कीट। अणु भार। इंटरनेशनल सिस्टम ऑफ यूनिट्स (एसआई) किसी पदार्थ की मात्रा की इकाई के रूप में तिल का उपयोग करता है। एक मोल एक पदार्थ की मात्रा है जिसमें कई संरचनात्मक इकाइयाँ (अणु, परमाणु, आयन, इलेक्ट्रॉन, और अन्य) होते हैं क्योंकि कार्बन आइसोटोप C +12 के 0.012 किलोग्राम में परमाणु होते हैं। एक कार्बन परमाणु (1.993 10-26 किग्रा) के द्रव्यमान को जानने के बाद, आप 0.012 किग्रा कार्बन में NA परमाणुओं की संख्या की गणना कर सकते हैं: NA \u003d 0.012 किग्रा / मोल \u003d 1.993 x 10-26 किग्रा 6.02 x 1023 यूनिट / मोल .
इस संख्या को अवोगैड्रो स्थिरांक (पदनाम HA, आयाम 1/mol) कहा जाता है, किसी भी पदार्थ के एक मोल में संरचनात्मक इकाइयों की संख्या को दर्शाता है। मोलर द्रव्यमान किसी पदार्थ के द्रव्यमान और पदार्थ की मात्रा के अनुपात के बराबर होता है। इसमें kg/mol या g/mol की इकाइयाँ हैं; आमतौर पर इसे एम अक्षर से दर्शाया जाता है। किसी पदार्थ के दाढ़ द्रव्यमान की गणना करना आसान होता है, अणु के द्रव्यमान को जानकर। तो, यदि पानी के अणु का द्रव्यमान 2.99x10-26, किग्रा है, तो दाढ़ द्रव्यमान श्री (H2O) \u003d 2.99 10-26 किग्रा 6.02 1023 1 / mol \u003d 0.018 किग्रा / मोल, या 18 ग्राम / मोल। सामान्य तौर पर, किसी पदार्थ का दाढ़ द्रव्यमान, जिसे g/mol में व्यक्त किया जाता है, संख्यात्मक रूप से उस पदार्थ के सापेक्ष परमाणु या सापेक्ष आणविक द्रव्यमान के बराबर होता है। -उदाहरण के लिए, C, Fe, O, H 2 O के सापेक्ष परमाणु और आणविक द्रव्यमान क्रमशः 12, 56, 32.18 हैं, और उनके दाढ़ द्रव्यमान क्रमशः 12 g / mol, 56 g / mol, 32 g / mol, 18 हैं। जी / मोल। आणविक और परमाणु दोनों अवस्थाओं में पदार्थों के लिए मोलर द्रव्यमान की गणना की जा सकती है। उदाहरण के लिए, हाइड्रोजन श्री (एच 2) \u003d 2 के सापेक्ष आणविक द्रव्यमान, और हाइड्रोजन ए (एच) \u003d 1 के परमाणु द्रव्यमान को संदर्भित करता है। संरचनात्मक इकाइयों (एच ए) की संख्या से निर्धारित पदार्थ की मात्रा समान है दोनों ही मामलों में - 1 मोल। हालांकि, आणविक हाइड्रोजन का दाढ़ द्रव्यमान 2 g/mol है, और परमाणु हाइड्रोजन का दाढ़ द्रव्यमान 1 g/mol है। उदाहरण के लिए, परमाणुओं, अणुओं या आयनों के एक मोल में इन कणों की संख्या अवोगाद्रो स्थिरांक के बराबर होती है।
C परमाणुओं का 1 मोल +12 = 6.02 1023 C परमाणु +12
एच 2 ओ अणुओं का 1 मोल \u003d 6.02 1023 एच 2 ओ अणु
1 मोल S0 4 2- आयन = 6.02 1023 S0 4 2- आयन
किसी पदार्थ का द्रव्यमान और मात्रा अलग-अलग अवधारणाएँ हैं। द्रव्यमान किलोग्राम (ग्राम) में व्यक्त किया जाता है, और पदार्थ की मात्रा मोल्स में व्यक्त की जाती है। किसी पदार्थ के द्रव्यमान (t, g), पदार्थ की मात्रा (n, mol) और दाढ़ द्रव्यमान (M, g / mol) के बीच सरल संबंध हैं: m=nM, n=m/M M=m/ n इन सूत्रों का उपयोग करके, किसी पदार्थ की एक निश्चित मात्रा के द्रव्यमान की गणना करना, या किसी पदार्थ की मात्रा को ज्ञात परख में निर्धारित करना, या किसी पदार्थ के दाढ़ द्रव्यमान का पता लगाना आसान है।
एक परमाणु के द्रव्यमान को मापने के लिए, सापेक्ष परमाणु द्रव्यमान का उपयोग किया जाता है, जिसे परमाणु द्रव्यमान इकाइयों (एएमयू) में व्यक्त किया जाता है। सापेक्ष आणविक द्रव्यमान पदार्थों के सापेक्ष परमाणु द्रव्यमान का योग है।
अवधारणाओं
यह समझने के लिए कि रसायन विज्ञान में सापेक्ष परमाणु द्रव्यमान क्या है, यह समझा जाना चाहिए कि परमाणु का पूर्ण द्रव्यमान ग्राम में व्यक्त करने के लिए बहुत छोटा है, और इससे भी अधिक किलोग्राम में। इसलिए, आधुनिक रसायन विज्ञान में, कार्बन के द्रव्यमान का 1/12 परमाणु द्रव्यमान इकाई (एमु) के रूप में लिया जाता है। आपेक्षिक परमाणु द्रव्यमान कार्बन के निरपेक्ष द्रव्यमान के 1/12 के निरपेक्ष द्रव्यमान के अनुपात के बराबर होता है। दूसरे शब्दों में, सापेक्ष द्रव्यमान दर्शाता है कि किसी विशेष पदार्थ के परमाणु का द्रव्यमान कार्बन परमाणु के द्रव्यमान के 1/12 से कितनी गुना अधिक है। उदाहरण के लिए, नाइट्रोजन का आपेक्षिक द्रव्यमान 14 है, अर्थात्। नाइट्रोजन परमाणु में 14 ए. e.m. या कार्बन परमाणु के 1/12 से 14 गुना अधिक।
चावल। 1. परमाणु और अणु।
सभी तत्वों में हाइड्रोजन सबसे हल्का है, इसका द्रव्यमान 1 इकाई है। सबसे भारी परमाणुओं का द्रव्यमान 300 एमू होता है। खाना खा लो।
आणविक भार - यह दर्शाता है कि अणु का द्रव्यमान कार्बन के द्रव्यमान के 1/12 से कितनी बार अधिक है। ए में भी व्यक्त किया। e.m. अणु का द्रव्यमान परमाणुओं के द्रव्यमान से बना होता है, इसलिए, सापेक्ष आणविक द्रव्यमान की गणना करने के लिए, किसी पदार्थ के परमाणुओं के द्रव्यमान को जोड़ना आवश्यक है। उदाहरण के लिए, पानी का सापेक्ष आणविक भार 18 है। यह मान दो हाइड्रोजन परमाणुओं (2) और एक ऑक्सीजन परमाणु (16) के सापेक्ष परमाणु द्रव्यमान का योग है।
चावल। 2. आवर्त सारणी में कार्बन।
जैसा कि आप देख सकते हैं, इन दो अवधारणाओं में कई सामान्य विशेषताएं हैं:
- किसी पदार्थ के सापेक्ष परमाणु और आणविक द्रव्यमान आयाम रहित मात्राएँ हैं;
- सापेक्ष परमाणु द्रव्यमान को A r , आणविक द्रव्यमान - M r निरूपित किया जाता है;
- माप की इकाई दोनों स्थितियों में समान है - a. खाना खा लो।
दाढ़ और आणविक द्रव्यमान संख्यात्मक रूप से मेल खाते हैं, लेकिन आयाम में भिन्न होते हैं। मोलर द्रव्यमान किसी पदार्थ के द्रव्यमान और मोल्स की संख्या का अनुपात है। यह एक मोल के द्रव्यमान को दर्शाता है, जो कि अवोगाद्रो की संख्या के बराबर है, अर्थात। 6.02 10 23. उदाहरण के लिए, 1 मोल पानी का वजन 18 g / mol होता है, और M r (H 2 O) \u003d 18 a। ईएम (एक परमाणु द्रव्यमान इकाई से 18 गुना भारी)।
गणना कैसे करें
सापेक्ष परमाणु द्रव्यमान को गणितीय रूप से व्यक्त करने के लिए, किसी को यह निर्धारित करना चाहिए कि कार्बन का 1/2 भाग या एक परमाणु द्रव्यमान इकाई 1.66⋅10 -24 ग्राम के बराबर है। इसलिए, सापेक्ष परमाणु द्रव्यमान का सूत्र इस प्रकार है:
ए आर (एक्स) = एम ए (एक्स) / 1.66⋅10 −24 ,
जहाँ m a पदार्थ का निरपेक्ष परमाणु द्रव्यमान है।
रासायनिक तत्वों के सापेक्ष परमाणु द्रव्यमान को मेंडेलीव की आवर्त सारणी में दर्शाया गया है, इसलिए समस्याओं को हल करते समय इसे स्वतंत्र रूप से गणना करने की आवश्यकता नहीं है। सापेक्ष परमाणु द्रव्यमान आमतौर पर पूर्णांक के लिए गोल होते हैं। अपवाद क्लोरीन है। इसके परमाणुओं का द्रव्यमान 35.5 है।
यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि आइसोटोप वाले तत्वों के सापेक्ष परमाणु द्रव्यमान की गणना करते समय, उनके औसत मूल्य को ध्यान में रखा जाता है। इस मामले में परमाणु द्रव्यमान की गणना निम्नानुसार की जाती है:
ए आर = Σए आर, मैं एन मैं,
जहां ए आर, आई आइसोटोप का सापेक्ष परमाणु द्रव्यमान है, एन प्राकृतिक मिश्रण में आइसोटोप की सामग्री है।
उदाहरण के लिए, ऑक्सीजन के तीन समस्थानिक होते हैं - 16 ओ, 17 ओ, 18 ओ। उनका सापेक्ष द्रव्यमान 15.995, 16.999, 17.999 है, और प्राकृतिक मिश्रण में उनकी सामग्री क्रमशः 99.759%, 0.037%, 0.204% है। प्रतिशत को 100 से विभाजित करने और मानों को प्रतिस्थापित करने पर, हम प्राप्त करते हैं:
ए आर = 15.995 0.99759 + 16.999 ∙ 0.00037 + 17.999 0.00204 = 15.999 एमयू
आवर्त सारणी के संदर्भ में, ऑक्सीजन सेल में इस मान को खोजना आसान है।
चावल। 3. आवर्त सारणी।
सापेक्ष आणविक भार - किसी पदार्थ के परमाणुओं के द्रव्यमान का योग:
सापेक्ष आणविक भार मान का निर्धारण करते समय प्रतीक सूचकांकों को ध्यान में रखा जाता है। उदाहरण के लिए, एच 2 सीओ 3 के द्रव्यमान की गणना इस प्रकार है:
एम आर \u003d 1 2 + 12 + 16 ∙ 3 \u003d 62 ए। खाना खा लो।
आपेक्षिक आणविक भार जानने के बाद, एक गैस के सापेक्ष घनत्व की गणना दूसरे से की जा सकती है, अर्थात। निर्धारित करें कि एक गैसीय पदार्थ दूसरे से कितनी बार भारी है। इसके लिए समीकरण D (y) x \u003d M r (x) / M r (y) का उपयोग किया जाता है।
हमने क्या सीखा?
8वीं कक्षा के पाठ से, हमने सापेक्ष परमाणु और आणविक द्रव्यमान के बारे में सीखा। सापेक्ष परमाणु द्रव्यमान की इकाई कार्बन के द्रव्यमान का 1/12 है, जो 1.66⋅10 -24 ग्राम के बराबर है। द्रव्यमान की गणना करने के लिए, किसी पदार्थ के पूर्ण परमाणु द्रव्यमान को परमाणु द्रव्यमान इकाई (am.u.) से विभाजित करना आवश्यक है। . सापेक्ष परमाणु द्रव्यमान का मान तत्व की प्रत्येक कोशिका में मेंडेलीव की आवर्त प्रणाली में दर्शाया गया है। किसी पदार्थ का आणविक भार तत्वों के सापेक्ष परमाणु द्रव्यमान का योग होता है।
विषय प्रश्नोत्तरी
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परमाणु-आणविक सिद्धांत
सबसे छोटे अविभाज्य कणों के रूप में परमाणुओं की अवधारणा प्राचीन ग्रीस में उत्पन्न हुई थी। आधुनिक परमाणु और आणविक विज्ञान की नींव सबसे पहले एम.वी. लोमोनोसोव (1748), लेकिन उनके विचार, एक निजी पत्र में निर्धारित, अधिकांश वैज्ञानिकों के लिए अज्ञात थे। इसलिए, अंग्रेजी वैज्ञानिक जे. डाल्टन, जिन्होंने अपनी मुख्य अभिधारणाएं (1803-1807) तैयार की, को आधुनिक परमाणु और आणविक सिद्धांत का संस्थापक माना जाता है।
1. प्रत्येक तत्व में बहुत छोटे कण होते हैं - परमाणु।
2. एक तत्व के सभी परमाणु समान होते हैं।
3. विभिन्न तत्वों के परमाणुओं का द्रव्यमान भिन्न-भिन्न होता है और उनके गुण भिन्न-भिन्न होते हैं।
4. रासायनिक अभिक्रियाओं के परिणामस्वरूप एक तत्व के परमाणु दूसरे तत्वों के परमाणु नहीं बनते।
5. रासायनिक यौगिक दो या दो से अधिक तत्वों के परमाणुओं के संयोग से बनते हैं।
6. किसी दिए गए यौगिक में विभिन्न तत्वों के परमाणुओं की आपेक्षिक संख्या सदैव स्थिर रहती है।
इन अभिधारणाओं को पहले अप्रत्यक्ष रूप से स्टोइकोमेट्रिक कानूनों के एक सेट द्वारा सिद्ध किया गया था। स्टोइकोमेट्री -रसायन विज्ञान का वह भाग जो रासायनिक परिवर्तनों के दौरान पदार्थों की संरचना और उसके परिवर्तन का अध्ययन करता है। यह शब्द ग्रीक शब्द "स्टीचियन" - तत्व और "मेट्रॉन" - माप से लिया गया है। स्टोइकोमेट्री के नियमों में द्रव्यमान के संरक्षण के नियम, संरचना की स्थिरता, कई अनुपात, वॉल्यूमेट्रिक अनुपात, अवोगाद्रो के नियम और समकक्षों के कानून शामिल हैं।
1.3. Stoichiometric कानून
Stoichiometry के नियमों को AMU का अभिन्न अंग माना जाता है। इन नियमों के आधार पर, रासायनिक सूत्रों, रासायनिक समीकरणों और संयोजकता की अवधारणा को पेश किया गया था।
स्टोइकोमेट्रिक कानूनों की स्थापना ने रासायनिक तत्वों के परमाणुओं को कड़ाई से परिभाषित द्रव्यमान प्रदान करना संभव बना दिया। परमाणुओं का द्रव्यमान अत्यंत छोटा होता है। तो, हाइड्रोजन परमाणु का द्रव्यमान 1.67∙10 -27 किग्रा, ऑक्सीजन - 26.60∙10 -27 किग्रा, कार्बन - 19.93∙10 -27 किग्रा है। विभिन्न गणनाओं के लिए ऐसी संख्याओं का उपयोग करना बहुत असुविधाजनक है। इसलिए, 1961 से, कार्बन समस्थानिक 12 C के द्रव्यमान का 1/12 - परमाणु द्रव्यमान इकाई (एएमयू)।पहले, इसे कार्बन इकाई (c.u.) कहा जाता था, लेकिन अब इस नाम की अनुशंसा नहीं की जाती है।
एएमयू मास 1.66 है। 10 -27 किग्राया 1.66. 10-24
किसी तत्व का सापेक्ष परमाणु द्रव्यमान (एआर) एक परमाणु के निरपेक्ष द्रव्यमान का कार्बन समस्थानिक 12 C के एक परमाणु के निरपेक्ष द्रव्यमान के 1/12 का अनुपात है। दूसरे शब्दों में, एक रदिखाता है कि किसी दिए गए तत्व के परमाणु का द्रव्यमान परमाणु 12 C के द्रव्यमान के 1/12 से कितनी बार भारी है। उदाहरण के लिए, A r ऑक्सीजन का मान एक पूर्ण संख्या में 16 है; इसका मतलब है कि एक ऑक्सीजन परमाणु का द्रव्यमान 12 सी परमाणु के द्रव्यमान के 1/12 से 16 गुना अधिक है।
तत्वों के सापेक्ष परमाणु द्रव्यमान (Ar) को रासायनिक तत्वों की आवर्त सारणी में डी.आई. द्वारा दिया गया है। मेंडेलीव।
सापेक्ष आणविक भार (एम आर)एक पदार्थ को उसके अणु का द्रव्यमान कहा जाता है, जिसे एमू में व्यक्त किया जाता है। यह उन सभी परमाणुओं के परमाणु द्रव्यमान के योग के बराबर होता है जो पदार्थ के अणु को बनाते हैं और पदार्थ के सूत्र द्वारा गणना की जाती है। उदाहरण के लिए, सल्फ्यूरिक एसिड एच 2 एसओ 4 का सापेक्ष आणविक द्रव्यमान दो हाइड्रोजन परमाणुओं (1∙2 = 2) के परमाणु द्रव्यमान, एक सल्फर परमाणु (32) के परमाणु द्रव्यमान और चार ऑक्सीजन परमाणुओं के परमाणु द्रव्यमान से बना होता है। (4∙16 = 64)। यह 98 के बराबर है।
इसका मतलब है कि सल्फ्यूरिक एसिड अणु का द्रव्यमान 12 सी परमाणु के द्रव्यमान के 1/12 से 98 गुना अधिक है।
सापेक्ष परमाणु और आणविक द्रव्यमान सापेक्ष मात्राएँ हैं, और इसलिए आयामहीन हैं।
