Salah satu satuan dasar dalam Sistem Satuan Internasional (SI) adalah satuan besaran suatu zat adalah mol.
tahi lalat – ini adalah jumlah zat yang mengandung unit struktural zat tertentu (molekul, atom, ion, dll.) sebanyak jumlah atom karbon dalam 0,012 kg (12 g) isotop karbon 12 Dengan .
Mengingat bahwa nilai massa atom absolut untuk karbon adalah m(C) \u003d 1,99 10 26 kg, Anda dapat menghitung jumlah atom karbon N TETAPI terkandung dalam 0,012 kg karbon.
Satu mol zat apa pun mengandung jumlah partikel zat ini (unit struktural) yang sama. Banyaknya satuan struktur yang terkandung dalam suatu zat dengan jumlah satu mol adalah 6,02 10 23 dan disebut Bilangan Avogadro (N TETAPI ).
Misalnya, satu mol tembaga mengandung 6,02 10 23 atom tembaga (Cu), dan satu mol hidrogen (H 2) mengandung 6,02 10 23 molekul hidrogen.
masa molar(M) adalah massa suatu zat yang diambil dalam jumlah 1 mol.
Massa molar dilambangkan dengan huruf M dan memiliki satuan [g/mol]. Dalam fisika, dimensi [kg/kmol] digunakan.
Dalam kasus umum, nilai numerik dari massa molar suatu zat secara numerik bertepatan dengan nilai massa molekul relatif (atom relatif).
Misalnya, berat molekul relatif air adalah:
Tuan (H 2 O) \u003d 2Ar (H) + Ar (O) \u003d 2 1 + 16 \u003d 18 pagi.
Massa molar air memiliki nilai yang sama, tetapi dinyatakan dalam g/mol:
M (H2O) = 18 gram/mol.
Jadi, satu mol air yang mengandung 6,02 10 23 molekul air (masing-masing 2 6,02 10 23 atom hidrogen dan 6,02 10 23 atom oksigen) memiliki massa 18 gram. 1 mol air mengandung 2 mol atom hidrogen dan 1 mol atom oksigen.
1.3.4. Hubungan antara massa suatu zat dan kuantitasnya
Mengetahui massa suatu zat dan rumus kimianya, dan karenanya nilai massa molarnya, seseorang dapat menentukan jumlah suatu zat dan, sebaliknya, mengetahui jumlah suatu zat, seseorang dapat menentukan massanya. Untuk perhitungan seperti itu, Anda harus menggunakan rumus:
di mana adalah jumlah zat, [mol]; m adalah massa zat, [g] atau [kg]; M adalah massa molar zat, [g/mol] atau [kg/kmol].
Misalnya, untuk mencari massa natrium sulfat (Na 2 SO 4) dalam jumlah 5 mol, kami menemukan:
1) nilai berat molekul relatif Na 2 SO 4, yang merupakan jumlah dari nilai pembulatan massa atom relatif:
Mr (Na 2 SO 4) \u003d 2Ar (Na) + Ar (S) + 4Ar (O) \u003d 142,
2) nilai massa molar zat yang secara numerik sama dengannya:
M (Na2SO4) = 142 g/mol,
3) dan, akhirnya, massa 5 mol natrium sulfat:
m = M = 5 mol 142 g/mol = 710 g
Jawaban: 710.
1.3.5. Hubungan antara volume suatu zat dan kuantitasnya
Dalam kondisi normal (tidak ada), yaitu pada tekanan R , sama dengan 101325 Pa (760 mm Hg), dan suhu T, sama dengan 273,15 K (0 ), satu mol berbagai gas dan uap menempati volume yang sama, sama dengan 22,4 liter.
Volume yang ditempati oleh 1 mol gas atau uap pada n.o. disebut volume molargas dan memiliki dimensi liter per mol.
V mol \u003d 22,4 l / mol.
Mengetahui jumlah zat gas (ν ) dan nilai volume molar (V mol) Anda dapat menghitung volumenya (V) dalam kondisi normal:
V = V mol,
di mana adalah jumlah zat [mol]; V adalah volume zat gas [l]; V mol \u003d 22,4 l / mol.
Sebaliknya, mengetahui volume ( V) dari zat gas dalam kondisi normal, Anda dapat menghitung jumlahnya (ν) :
Untuk melakukan ini, Anda perlu menambahkan massa semua atom dalam molekul ini.
Contoh 1. Pada molekul air H 2 O 2 atom hidrogen dan 1 atom oksigen. Massa atom hidrogen \u003d 1, dan oksigen \u003d 16. Oleh karena itu, massa molekul air adalah 1 + 1 + 16 \u003d 18 unit massa atom, dan massa molar air \u003d 18 g / mol.
Contoh 2. Dalam suatu molekul asam sulfat H 2 SO 4 terdapat 2 atom hidrogen, 1 atom sulfur dan 4 atom oksigen. Oleh karena itu, berat molekul zat ini akan menjadi 1 2 + 32 + 4 16 \u003d 98 sma, dan massa molar akan menjadi 98 g / mol.
Contoh 3. Dalam satu molekul aluminium sulfat Al 2 (SO 4) 3 2 atom aluminium, 3 atom belerang dan 12 atom oksigen. Berat molekul zat ini adalah 27 2 + 32 3 + 16 12 = 342 sma, dan massa molarnya adalah 342 g / mol.
Mol, massa molar
Massa molar adalah perbandingan massa suatu zat dengan jumlah zat, mis. M(x) = m(x)/n(x), (1)
di mana M(x) adalah massa molar zat X, m(x) adalah massa zat X, n(x) adalah jumlah zat X.
Satuan SI untuk massa molar adalah kg/mol, tetapi biasanya digunakan satuan g/mol. Satuan massa - g, kg.
Satuan SI untuk jumlah suatu zat adalah mol.
Satu mol adalah jumlah suatu zat yang mengandung 6,02 10 23 molekul zat ini.
Setiap masalah dalam kimia diselesaikan melalui jumlah zat. Anda perlu mengingat rumus dasar:
n(x) =m(x)/ M(x)
atau rumus umum: n(x) =m(x)/M(x) = V(x)/Vm = N/N A , (2)
di mana V(x) adalah volume zat X(l), V m adalah volume molar gas pada n.o. (22,4 l / mol), N - jumlah partikel, N A - konstanta Avogadro (6,02 10 23).
Contoh 1. Tentukan massa natrium iodida NaI dengan jumlah 0,6 mol.
Contoh 2. Tentukan banyaknya atom boron yang terkandung dalam natrium tetraborat Na 2 B 4 O 7 seberat 40,4 g.
|
m (Na 2 B 4 O 7) \u003d 40,4 g. |
Massa molar natrium tetraborat adalah 202 g/mol. Tentukan banyaknya zat Na 2 B 4 O 7: n (Na 2 B 4 O 7) \u003d m (Na 2 B 4 O 7) / M (Na 2 B 4 O 7) \u003d 40,4 / 202 \u003d 0,2 mol. Ingat bahwa 1 mol molekul natrium tetraborat mengandung 2 mol atom natrium, 4 mol atom boron dan 7 mol atom oksigen (lihat rumus natrium tetraborat). Maka jumlah zat boron atom sama dengan: n (B) \u003d 4 n (Na 2 B 4 O 7) \u003d 4 0,2 \u003d 0,8 mol. |
Dan kemampuan untuk melakukan perhitungan, tentu saja. Misalnya, zat yang terkenal adalah belerang. Ini ditemukan begitu luas di berbagai industri sehingga memang pantas menyandang nama "kimia". Apa dia?
Tuliskan rumus yang tepat untuk asam sulfat: H2SO4. Sekarang ambil tabel periodik dan lihat berapa massa atom semua unsur yang menyusunnya. Ketiga unsur tersebut adalah hidrogen, belerang, dan oksigen. Massa atom hidrogen adalah 1, belerang - 32, oksigen - 16. Oleh karena itu, massa molekul total asam sulfat, dengan mempertimbangkan indeks, adalah: 1 * 2 + 32 + 16 * 4 = 98 sma (satuan massa atom ).
Dan sekarang mari kita ingat satu mol lagi: ini adalah jumlahnya zat, yang massanya secara numerik sama dengan massanya yang dinyatakan dalam satuan atom. Jadi, ternyata 1 mol asam sulfat beratnya 98 gram. Berikut adalah massa molarnya. Masalah terpecahkan.
Misalkan Anda diberikan kondisi berikut: ada 800 mililiter larutan molar 0,2 (0,2 M) dari beberapa garam, dan diketahui bahwa dalam bentuk kering garam ini memiliki berat 25 gram. Diperlukan untuk menghitung molarnya massa.
Pertama, ingat definisi larutan 1-molar (1M). Ini adalah larutan di mana 1 mengandung 1 mol zat. Dengan demikian, 1 liter larutan 0,2M akan mengandung 0,2 mol zat. Tetapi Anda tidak memiliki 1 liter, tetapi 0,8 liter. Oleh karena itu, sebenarnya, Anda memiliki 0,8 * 0,2 = 0,16 mol zat.
Dan kemudian semuanya menjadi lebih mudah dari sebelumnya. Jika 25 gram garam, menurut kondisi soal, adalah 0,16 mol, berapakah jumlah yang sama dengan satu mol? Setelah melakukan perhitungan dalam satu langkah, Anda akan menemukan: 25 / 0,16 \u003d 156,25 gram. Massa molar garam adalah 156,25 gram/mol. Masalah terpecahkan.
Dalam perhitungan Anda, Anda menggunakan nilai pembulatan untuk berat atom hidrogen, belerang, dan oksigen. Jika Anda ingin membuat perhitungan dengan presisi tinggi, pembulatan tidak diperbolehkan.
Sumber:
- massa molar garam
- Menghitung ekuivalen massa molar
Massa atom atau molekul sangat kecil, oleh karena itu, dalam fisika molekuler, alih-alih massa molekul dan atom itu sendiri, biasanya digunakan, atas saran Dalton, nilai relatifnya, membandingkan massa molekul atau atom dengan 1/12 massa atom karbon. Jumlah zat yang mengandung molekul atau atom sebanyak 12 gram karbon disebut mol. Massa molar suatu zat (M) adalah massa satu mol. Massa molar adalah besaran skalar, diukur dalam sistem SI internasional dalam kilogram dibagi dengan mol.
Petunjuk
Untuk menghitung molar massa cukup mengetahui dua besaran: massa(m), dinyatakan dalam kilogram, dan jumlah zat (v), diukur dalam mol, menggantikannya ke dalam rumus: M \u003d m / v.
Contoh. Biarkan perlu untuk menentukan molar massa 100 g air dalam 3 mol. Untuk melakukan ini, Anda harus terlebih dahulu massa air masuk dari gram - 100g \u003d 0,01kg. Selanjutnya, gantikan nilai dalam rumus, untuk molar: M \u003d m / v \u003d 0,01 kg / 3 mol \u003d 0,003 kg / mol.
Setiap zat terdiri dari partikel dengan struktur tertentu (molekul atau atom). Massa molar senyawa sederhana dihitung dari sistem periodik unsur oleh D.I. Mendeleev. Jika perlu untuk mengetahui parameter ini untuk zat yang kompleks, maka perhitungannya ternyata panjang, dan dalam hal ini gambar tersebut dicari di buku referensi atau katalog kimia, khususnya Sigma-Aldrich.
Konsep massa molar
Massa molar (M) - berat satu mol zat. Parameter untuk setiap atom ini dapat ditemukan dalam sistem periodik unsur, terletak tepat di bawah namanya. Saat menghitung massa senyawa, angka tersebut biasanya dibulatkan ke bilangan bulat terdekat atau kesepuluh. Untuk pemahaman akhir tentang dari mana nilai ini berasal, perlu dipahami konsep "mol". Ini adalah jumlah zat yang mengandung jumlah partikel yang terakhir, sama dengan 12 g isotop karbon stabil (12 C). Atom dan molekul zat bervariasi dalam ukuran pada rentang yang luas, sementara jumlah mereka dalam mol konstan, tetapi massanya meningkat dan, karenanya, volumenya.
Konsep "massa molar" berkaitan erat dengan bilangan Avogadro (6,02 x 10 23 mol -1). Angka ini menunjukkan jumlah konstan unit (atom, molekul) suatu zat dalam 1 mol.
Nilai massa molar untuk kimia
Zat kimia masuk ke dalam berbagai reaksi satu sama lain. Biasanya, persamaan interaksi kimia menunjukkan berapa banyak molekul atau atom yang digunakan. Sebutan seperti itu disebut koefisien stoikiometrik. Biasanya mereka ditentukan sebelum formula. Oleh karena itu, sifat kuantitatif reaksi didasarkan pada jumlah zat dan massa molar. Mereka jelas mencerminkan interaksi atom dan molekul satu sama lain.
Perhitungan massa molar
Komposisi atom dari setiap zat atau campuran komponen dari struktur yang diketahui dapat dilihat dari Tabel Periodik Unsur. Senyawa anorganik, sebagai aturan, ditulis dengan rumus empiris, yaitu, tanpa menunjuk struktur, tetapi hanya jumlah atom dalam molekul. Zat organik untuk menghitung massa molar ditentukan dengan cara yang sama. Misalnya, benzena (C 6 H 6).
Bagaimana cara menghitung massa molar? Rumus mencakup jenis dan jumlah atom dalam molekul. Menurut tabel D.I. Mendeleev, massa molar unsur diperiksa, dan setiap gambar dikalikan dengan jumlah atom dalam rumus.
Berdasarkan berat molekul dan jenis atom, Anda dapat menghitung jumlah mereka dalam molekul dan membuat rumus untuk senyawa tersebut.
Massa molar unsur
Seringkali, untuk melakukan reaksi, perhitungan dalam kimia analitik, dan pengaturan koefisien dalam persamaan, pengetahuan tentang massa molekul unsur diperlukan. Jika molekul mengandung satu atom, maka nilai ini akan sama dengan nilai zat. Jika ada dua atau lebih unsur, massa molar dikalikan dengan jumlahnya.
Nilai massa molar saat menghitung konsentrasi
Parameter ini digunakan untuk mengubah hampir semua cara untuk menyatakan konsentrasi zat. Misalnya, situasi sering muncul untuk menentukan fraksi massa berdasarkan jumlah zat dalam larutan. Parameter terakhir dinyatakan dalam satuan mol/liter. Untuk menentukan berat yang diinginkan, jumlah zat dikalikan dengan massa molar. Nilai yang diterima berkurang 10 kali lipat.
Massa molar digunakan untuk menghitung normalitas suatu zat. Parameter ini digunakan dalam kimia analitik untuk melakukan metode analisis titri- dan gravimetri, jika perlu untuk melakukan reaksi secara akurat.
Pengukuran massa molar
Pengalaman sejarah pertama adalah mengukur densitas gas dalam kaitannya dengan hidrogen. Studi lebih lanjut tentang sifat koligatif dilakukan. Ini termasuk, misalnya, tekanan osmotik, menentukan perbedaan didih atau beku antara larutan dan pelarut murni. Parameter ini berkorelasi langsung dengan jumlah partikel zat dalam sistem.
Terkadang pengukuran massa molar dilakukan pada zat yang komposisinya tidak diketahui. Sebelumnya, metode seperti distilasi isotermal digunakan. Esensinya terletak pada penempatan larutan suatu zat dalam ruang jenuh dengan uap pelarut. Dalam kondisi ini, kondensasi uap terjadi dan suhu campuran naik, mencapai kesetimbangan dan mulai menurun. Panas penguapan yang dilepaskan dihitung dari perubahan indeks pemanasan dan pendinginan larutan.
Metode modern utama untuk mengukur massa molar adalah spektrometri massa. Ini adalah cara utama untuk mengidentifikasi campuran zat. Dengan bantuan instrumen modern, proses ini terjadi secara otomatis, hanya pada awalnya perlu untuk memilih kondisi pemisahan senyawa dalam sampel. Metode spektrometri massa didasarkan pada ionisasi suatu zat. Akibatnya, berbagai fragmen bermuatan senyawa terbentuk. Spektrum massa menunjukkan rasio massa terhadap muatan ion.
Penentuan massa molar untuk gas
Massa molar dari setiap gas atau uap hanya diukur. Cukup menggunakan kontrol. Volume yang sama dari suatu zat gas adalah sama jumlahnya dengan yang lain pada suhu yang sama. Cara yang diketahui untuk mengukur volume uap adalah dengan menentukan jumlah udara yang dipindahkan. Proses ini dilakukan dengan menggunakan outlet samping yang mengarah ke alat pengukur.
Penggunaan praktis massa molar
Dengan demikian, konsep massa molar dalam kimia digunakan di mana-mana. Untuk menggambarkan proses, membuat kompleks polimer dan reaksi lainnya, perlu untuk menghitung parameter ini. Poin penting adalah penentuan konsentrasi zat aktif dalam zat farmasi. Misalnya, dengan menggunakan kultur sel, sifat fisiologis senyawa baru diselidiki. Selain itu, massa molar penting dalam penelitian biokimia. Misalnya, ketika mempelajari partisipasi dalam proses metabolisme elemen. Sekarang struktur banyak enzim diketahui, sehingga memungkinkan untuk menghitung berat molekulnya, yang terutama diukur dalam kilodalton (kDa). Saat ini, berat molekul hampir semua komponen darah manusia, khususnya hemoglobin, diketahui. Massa molekul dan molar suatu zat dalam kasus tertentu adalah sinonim. Perbedaan mereka terletak pada kenyataan bahwa parameter terakhir adalah rata-rata untuk semua isotop atom.
Setiap percobaan mikrobiologis dengan penentuan yang akurat dari efek suatu zat pada sistem enzim dilakukan dengan menggunakan konsentrasi molar. Misalnya, dalam biokatalisis dan area lain di mana perlu untuk mempelajari aktivitas enzimatik, konsep seperti penginduksi dan inhibitor digunakan. Untuk mengatur aktivitas enzim pada tingkat biokimia, perlu dipelajari dengan tepat menggunakan massa molar. Parameter ini telah dengan kuat memasuki bidang ilmu alam dan teknik seperti fisika, kimia, biokimia, bioteknologi. Proses yang dicirikan dengan cara ini menjadi lebih dapat dipahami dari sudut pandang mekanisme, penentuan parameternya. Peralihan dari ilmu dasar ke ilmu terapan tidak lengkap tanpa adanya indikator massa molar, mulai dari larutan fisiologis, sistem penyangga, dan diakhiri dengan penentuan takaran zat farmasi bagi tubuh.
Dalam kimia, nilai massa absolut molekul tidak digunakan, tetapi nilai massa molekul relatif digunakan. Ini menunjukkan berapa kali massa molekul lebih besar dari 1/12 massa atom karbon. Nilai ini dilambangkan dengan M r .
Berat molekul relatif sama dengan jumlah massa atom relatif dari atom-atom penyusunnya. Hitung berat molekul relatif air.
Anda tahu bahwa molekul air mengandung dua atom hidrogen dan satu atom oksigen. Maka massa molekul relatifnya akan sama dengan jumlah produk massa atom relatif setiap unsur kimia dan jumlah atomnya dalam molekul air:
Mengetahui berat molekul relatif zat gas, seseorang dapat membandingkan kerapatannya, mis., menghitung kerapatan relatif satu gas dari yang lain - D (A / B). Massa jenis relatif gas A untuk gas B sama dengan perbandingan massa molekul relatifnya:
Hitung kerapatan relatif karbon dioksida untuk hidrogen:
Sekarang kita menghitung kerapatan relatif karbon dioksida untuk hidrogen:
D(co.g./hydrogen.) = M r (co.g.) : M r (hydrogen.) = 44:2 = 22.
Jadi, karbon dioksida 22 kali lebih berat daripada hidrogen.
Seperti yang Anda ketahui, hukum Avogadro hanya berlaku untuk zat gas. Tetapi ahli kimia perlu memiliki gagasan tentang jumlah molekul dan bagian zat cair atau padat. Oleh karena itu, untuk membandingkan jumlah molekul dalam zat, ahli kimia memperkenalkan nilai - masa molar .
Massa molar dilambangkan M, secara numerik sama dengan berat molekul relatif.
Perbandingan antara massa suatu zat dengan massa molarnya disebut jumlah zat .
Jumlah suatu zat dilambangkan n. Ini adalah karakteristik kuantitatif dari sebagian zat, bersama dengan massa dan volume. Jumlah suatu zat diukur dalam mol.
Kata "mol" berasal dari kata "molekul". Jumlah molekul dalam jumlah yang sama dari suatu zat adalah sama.
Secara eksperimental telah ditetapkan bahwa 1 mol zat mengandung partikel (misalnya, molekul). Bilangan ini disebut bilangan Avogadro. Dan jika Anda menambahkan unit pengukuran ke dalamnya - 1 / mol, maka itu akan menjadi kuantitas fisik - konstanta Avogadro, yang dilambangkan dengan N A.
Massa molar diukur dalam g/mol. Arti fisik dari massa molar adalah bahwa massa ini adalah 1 mol zat.
Menurut hukum Avogadro, 1 mol gas apa pun akan menempati volume yang sama. Volume satu mol gas disebut volume molar dan dilambangkan dengan V n .
Dalam kondisi normal (dan ini adalah 0 ° C dan tekanan normal - 1 atm. Atau 760 mm Hg atau 101,3 kPa), volume molar adalah 22,4 l / mol.
Maka jumlah zat gas pada n.o. dapat dihitung sebagai perbandingan volume gas dengan volume molar.
TUGAS 1. Berapa jumlah zat yang sesuai dengan 180 g air?
TUGAS 2. Mari kita hitung volume pada n.o., yang akan ditempati oleh karbon dioksida dalam jumlah 6 mol.
Bibliografi
- Kumpulan tugas dan latihan kimia: kelas 8: ke buku teks oleh P.A. Orzhekovsky dan lainnya "Kimia, Kelas 8" / P.A. Orzhekovsky, N.A. Titov, F.F. Hegel. - M.: AST: Astrel, 2006. (hal. 29-34)
- Ushakova O.V. Buku kerja kimia: kelas 8: ke buku teks oleh P.A. Orzhekovsky dan lainnya. Kelas 8” / O.V. Ushakova, P.I. Bespalov, P.A. Orzhekovsky; di bawah. ed. prof. P.A. Orzhekovsky - M.: AST: Astrel: Profizdat, 2006. (hal. 27-32)
- Kimia: kelas 8: buku teks. untuk umum institusi / P.A. Orzhekovsky, L.M. Meshcheryakova, L.S. Pontak. M.: AST: Astrel, 2005. (§§ 12, 13)
- Kimia: inorg. kimia: buku teks. untuk 8 sel. institusi umum / G.E. Rudzitis, F.G. Feldman. - M .: Pendidikan, JSC "buku teks Moskow", 2009. (§§ 10, 17)
- Ensiklopedia untuk anak-anak. Jilid 17. Kimia / Bab. diedit oleh V.A. Volodin, memimpin. ilmiah ed. I.Leenson. - M.: Avanta +, 2003.
- Koleksi tunggal sumber daya pendidikan digital ().
- Versi elektronik dari jurnal "Chemistry and Life" ().
- Tes kimia (online) ().
Pekerjaan rumah
1.hal.69 No.3; hal.73 Nomor 1, 2, 4 dari buku teks "Kimia: kelas 8" (P.A. Orzhekovsky, L.M. Meshcheryakova, L.S. Pontak. M .: AST: Astrel, 2005).
2. №№ 65, 66, 71, 72 dari Kumpulan tugas dan latihan kimia: kelas 8: ke buku teks oleh P.A. Orzhekovsky dan lainnya "Kimia, Kelas 8" / P.A. Orzhekovsky, N.A. Titov, F.F. Hegel. - M.: AST: Astrel, 2006.
