Una dintre unitățile de bază din Sistemul Internațional de Unități (SI) este unitatea de măsură a unei substanțe este molul.

cârtiță – aceasta este o astfel de cantitate dintr-o substanță care conține tot atâtea unități structurale ale unei substanțe date (molecule, atomi, ioni etc.) câte atomi de carbon există în 0,012 kg (12 g) dintr-un izotop de carbon 12 Cu .

Având în vedere că valoarea masei atomice absolute pentru carbon este m(C) \u003d 1,99 10  26 kg, puteți calcula numărul de atomi de carbon N DAR continut in 0,012 kg de carbon.

Un mol din orice substanță conține același număr de particule din această substanță (unități structurale). Numărul de unități structurale conținute într-o substanță cu o cantitate de un mol este 6,02 10 23 și a sunat numărul lui Avogadro (N DAR ).

De exemplu, un mol de cupru conține 6,02 10 23 atomi de cupru (Cu), iar un mol de hidrogen (H 2) conține 6,02 10 23 molecule de hidrogen.

Masă molară(M) este masa unei substanțe luate în cantitate de 1 mol.

Masa molară se notează cu litera M și are unitatea [g/mol]. În fizică, se utilizează dimensiunea [kg/kmol].

În cazul general, valoarea numerică a masei molare a unei substanțe coincide numeric cu valoarea masei sale moleculare relative (atomice relativă).

De exemplu, greutatea moleculară relativă a apei este:

Domnul (H 2 O) \u003d 2Ar (H) + Ar (O) \u003d 2 ∙ 1 + 16 \u003d 18 a.m.u.

Masa molară a apei are aceeași valoare, dar se exprimă în g/mol:

M (H2O) = 18 g/mol.

Astfel, un mol de apă care conține 6,02 10 23 molecule de apă (respectiv 2 6,02 10 23 atomi de hidrogen și 6,02 10 23 atomi de oxigen) are o masă de 18 grame. 1 mol de apă conține 2 moli de atomi de hidrogen și 1 mol de atomi de oxigen.

1.3.4. Relația dintre masa unei substanțe și cantitatea acesteia

Cunoscând masa unei substanțe și formula ei chimică, și deci valoarea masei sale molare, se poate determina cantitatea unei substanțe și, invers, cunoscând cantitatea unei substanțe, se poate determina masa acesteia. Pentru astfel de calcule, ar trebui să utilizați formulele:

unde ν este cantitatea de substanță, [mol]; m este masa substanței, [g] sau [kg]; M este masa molară a substanței, [g/mol] sau [kg/kmol].

De exemplu, pentru a găsi masa de sulfat de sodiu (Na 2 SO 4) în cantitate de 5 moli, găsim:

1) valoarea masei moleculare relative a Na 2 SO 4, care este suma valorilor rotunjite ale maselor atomice relative:

Domnul (Na 2 SO 4) \u003d 2Ar (Na) + Ar (S) + 4Ar (O) \u003d 142,

2) valoarea masei molare a substanței egală numeric cu aceasta:

M (Na2SO4) = 142 g/mol,

3) și, în final, o masă de 5 moli de sulfat de sodiu:

m = ν M = 5 mol 142 g/mol = 710 g

Raspuns: 710.

1.3.5. Relația dintre volumul unei substanțe și cantitatea acesteia

În condiții normale (n.o.), adică la presiune R , egal cu 101325 Pa (760 mm Hg) și temperatură T, egal cu 273,15 K (0 С), un mol de diferite gaze și vapori ocupă același volum, egal cu 22,4 l.

Volumul ocupat de 1 mol de gaz sau vapori la n.o. se numește volumul molargaz și are dimensiunea unui litru pe mol.

V mol \u003d 22,4 l / mol.

Cunoscând cantitatea de substanță gazoasă (ν ) și valoarea volumului molar (V mol) puteți calcula volumul său (V) în condiții normale:

V = ν V mol,

unde ν este cantitatea de substanță [mol]; V este volumul substanței gazoase [l]; V mol \u003d 22,4 l / mol.

Dimpotrivă, cunoscând volumul ( V) dintr-o substanță gazoasă în condiții normale, puteți calcula cantitatea acesteia (ν) :

Pentru a face acest lucru, trebuie să adăugați masele tuturor atomilor din această moleculă.

Exemplul 1. În molecula de apă H 2 O 2 atomi de hidrogen și 1 atom de oxigen. Masa atomică a hidrogenului = 1, iar oxigenul = 16. Prin urmare, masa moleculară a apei este de 1 + 1 + 16 = 18 unități de masă atomică, iar masa molară a apei = 18 g / mol.

Exemplul 2. Într-o moleculă de acid sulfuric H 2 SO 4 sunt 2 atomi de hidrogen, 1 atom de sulf și 4 atomi de oxigen. Prin urmare, greutatea moleculară a acestei substanțe va fi 1 2 + 32 + 4 16 \u003d 98 amu, iar masa molară va fi de 98 g / mol.

Exemplul 3. Într-o moleculă de sulfat de aluminiu Al 2 (SO 4) 3 2 atomi de aluminiu, 3 atomi de sulf și 12 atomi de oxigen. Greutatea moleculară a acestei substanțe este 27 2 + 32 3 + 16 12 = 342 amu, iar masa molară este de 342 g / mol.

Aluniță, masă molară

Masa molară este raportul dintre masa unei substanțe și cantitatea de substanță, adică. M(x) = m(x)/n(x), (1)

unde M(x) este masa molară a substanței X, m(x) este masa substanței X, n(x) este cantitatea de substanță X.

Unitatea SI pentru masa molară este kg/mol, dar unitatea g/mol este folosită în mod obișnuit. Unitatea de masă - g, kg.

Unitatea SI pentru cantitatea unei substanțe este molul.

Un mol este o astfel de cantitate dintr-o substanță care conține 6,02 10 23 de molecule din această substanță.

Orice problemă din chimie se rezolvă prin cantitatea de substanță. Trebuie să vă amintiți formulele de bază:

n(x) =m(x)/ M(x)

sau formula generală: n(x) =m(x)/M(x) = V(x)/Vm = N/N A , (2)

unde V(x) este volumul substanței X(l), V m este volumul molar al gazului la n.o. (22,4 l / mol), N - numărul de particule, NA - constanta lui Avogadro (6,02 10 23).

Exemplul 1. Se determină masa de iodură de sodiu NaI cu o cantitate de 0,6 mol.

Exemplul 2. Se determină cantitatea de substanță atomică de bor conținută în tetraboratul de sodiu Na 2 B 4 O 7 cântărind 40,4 g.

m (Na 2 B 4 O 7) \u003d 40,4 g.

Masa molară a tetraboratului de sodiu este de 202 g/mol. Determinați cantitatea de substanță 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. Amintiți-vă că 1 mol de moleculă de tetraborat de sodiu conține 2 moli de atomi de sodiu, 4 moli de atomi de bor și 7 moli de atomi de oxigen (vezi formula tetraboratului de sodiu). Atunci cantitatea de substanță a borului atomic este egală cu: n (B) \u003d 4 n (Na 2 B 4 O 7) \u003d 4 0,2 \u003d 0,8 mol.

Și capacitatea de a face calcule, desigur. De exemplu, o substanță binecunoscută este sulfuric. Se găsește atât de largă într-o varietate de industrii încât poartă pe bună dreptate numele de „chimie”. Ce este ea?

Scrieți formula exactă pentru acidul sulfuric: H2SO4. Acum luați tabelul periodic și vedeți care sunt masele atomice ale tuturor elementelor care îl compun. Aceste trei elemente sunt hidrogenul, sulful și oxigenul. Masa atomică a hidrogenului este 1, sulf - 32, oxigen - 16. Prin urmare, masa moleculară totală a acidului sulfuric, ținând cont de indici, este: 1 * 2 + 32 + 16 * 4 = 98 amu (unități de masă atomică ).

Și acum să ne amintim încă o aluniță: aceasta este suma substante, a cărui masă este numeric egală cu masa sa exprimată în unități atomice. Astfel, se dovedește că 1 mol de acid sulfuric cântărește 98 de grame. Iată masa sa molară. Problema rezolvata.

Să presupunem că vi se dau următoarele condiții: există 800 de mililitri dintr-o soluție 0,2 molară (0,2 M) de sare și se știe că în formă uscată această sare cântărește 25 de grame. Este necesar să-și calculeze molarul masa.

Mai întâi, amintiți-vă definiția unei soluții de 1 molar (1M). Aceasta este o soluție în care 1 conține 1 mol de oricare substante. În consecință, 1 litru de soluție 0,2 M ar conține 0,2 moli substante. Dar nu ai 1 litru, ci 0,8 litri. Prin urmare, de fapt, aveți 0,8 * 0,2 = 0,16 mol substante.

Și atunci totul devine mai ușor ca niciodată. Dacă 25 de grame de sare, conform condițiilor problemei, sunt 0,16 moli, care este cantitatea egală cu un mol? După ce ați făcut calculul într-un singur pas, veți găsi: 25 / 0,16 \u003d 156,25 grame. Masa molară a sării este de 156,25 grame/mol. Problema rezolvata.

În calculele dvs., ați folosit valori rotunjite pentru greutățile atomice ale hidrogenului, sulfului și oxigenului. Dacă doriți să faceți calcule cu mare precizie, rotunjirea nu este permisă.

Surse:

• masa molară de sare
• Calcularea echivalentului de masă molară

Masele de atomi sau molecule sunt extrem de mici, prin urmare, în fizica moleculară, în locul maselor de molecule și atomi înșiși, se obișnuiește să se folosească, la sugestia lui Dalton, valorile lor relative, comparând masa o moleculă sau un atom cu 1/12 din masa unui atom de carbon. Cantitatea de substanță care conține tot atâtea molecule sau atomi câte sunt în 12 grame de carbon se numește mol. Masa molară a unei substanțe (M) este masa unui mol. Masa molară este o mărime scalară, se măsoară în sistemul internațional SI în kilograme împărțite la un mol.

Instruire

Pentru a calcula molarul masa este suficient să cunoști două cantități: masa(m), exprimată în kilograme, și cantitatea de substanță (v), măsurată în moli, înlocuindu-le în formula: M \u003d m / v.
Exemplu. Să fie necesar să se determine molarul masa 100 g de apă în 3 moli. Pentru a face acest lucru, trebuie mai întâi masa apă din grame - 100g \u003d 0,01 kg. Apoi, înlocuiți valorile din formulă pentru molar: M \u003d m / v \u003d 0,01 kg / 3 mol \u003d 0,003 kg / mol.

Orice substanță este formată din particule cu o anumită structură (molecule sau atomi). Masa molară a unui compus simplu se calculează din sistemul periodic de elemente prin D.I. Mendeleev. Dacă este necesar să aflați acest parametru pentru o substanță complexă, atunci calculul se dovedește a fi lung și, în acest caz, cifra este căutată într-o carte de referință sau într-un catalog chimic, în special Sigma-Aldrich.

Conceptul de masă molară

Masa molară (M) - greutatea unui mol dintr-o substanță. Acest parametru pentru fiecare atom poate fi găsit în sistemul periodic de elemente, este situat chiar sub nume. Când se calculează masa compușilor, cifra este de obicei rotunjită la cea mai apropiată totalitate sau zecime. Pentru o înțelegere finală a de unde provine această valoare, este necesar să înțelegem conceptul de „aluniță”. Aceasta este cantitatea unei substanțe care conține numărul de particule ale acesteia din urmă, egal cu 12 g dintr-un izotop stabil de carbon (12 C). Atomii și moleculele substanțelor variază ca mărime într-o gamă largă, în timp ce numărul lor în mol este constant, dar masa crește și, în consecință, volumul.

Conceptul de „masă molară” este strâns legat de numărul Avogadro (6,02 x 10 23 mol -1). Această cifră indică un număr constant de unități (atomi, molecule) dintr-o substanță într-un mol.

Valoarea masei molare pentru chimie

Substanțele chimice intră în diferite reacții între ele. De obicei, ecuația oricărei interacțiuni chimice indică câte molecule sau atomi sunt utilizați. Astfel de denumiri se numesc coeficienți stoichiometrici. De obicei, acestea sunt specificate înaintea formulei. Prin urmare, caracteristica cantitativă a reacțiilor se bazează pe cantitatea de substanță și masa molară. Ele reflectă în mod clar interacțiunea atomilor și moleculelor între ele.

Calculul masei molare

Compoziția atomică a oricărei substanțe sau amestec de componente ale unei structuri cunoscute poate fi vizualizată din Tabelul Periodic al Elementelor. Compușii anorganici, de regulă, se scriu după formula moleculară, adică fără a desemna structura, ci doar numărul de atomi din moleculă. Substanțele organice pentru calcularea masei molare sunt desemnate în același mod. De exemplu, benzen (C6H6).

Cum se calculează masa molară? Formula include tipul și numărul de atomi din moleculă. Conform tabelului D.I. Mendeleev, se verifică masele molare ale elementelor și fiecare cifră este înmulțită cu numărul de atomi din formulă.

Pe baza greutății moleculare și a tipului de atomi, puteți calcula numărul lor într-o moleculă și puteți elabora o formulă pentru compus.

Masa molară a elementelor

Adesea, pentru a efectua reacții, calcule în chimia analitică și aranjarea coeficienților în ecuații, este necesară cunoașterea masei moleculare a elementelor. Dacă molecula conține un atom, atunci această valoare va fi egală cu cea a substanței. Dacă există două sau mai multe elemente, masa molară se înmulțește cu numărul lor.

Valoarea masei molare la calcularea concentratiilor

Acest parametru este utilizat pentru a converti aproape toate modurile de exprimare a concentrațiilor de substanțe. De exemplu, adesea apar situații pentru a determina fracția de masă pe baza cantității de substanță dintr-o soluție. Ultimul parametru este exprimat în unitatea mol/litru. Pentru a determina greutatea dorită, cantitatea de substanță este înmulțită cu masa molară. Valoarea primită este redusă de 10 ori.

Masa molară este utilizată pentru a calcula normalitatea unei substanțe. Acest parametru este utilizat în chimia analitică pentru efectuarea metodelor de analiză titrimetrică și gravimetrică, dacă este necesar să se efectueze reacția cu precizie.

Măsurarea masei molare

Prima experiență istorică a fost măsurarea densității gazelor în raport cu hidrogenul. Au fost efectuate studii suplimentare ale proprietăților coligative. Acestea includ, de exemplu, presiunea osmotică, care determină diferența de fierbere sau înghețare dintre o soluție și un solvent pur. Acești parametri se corelează direct cu numărul de particule de substanță din sistem.

Uneori, măsurarea masei molare este efectuată pe o substanță cu compoziție necunoscută. Anterior, se folosea o metodă precum distilarea izotermă. Esența sa constă în plasarea unei soluții a unei substanțe într-o cameră saturată cu vapori de solvenți. În aceste condiții, are loc condensarea vaporilor și temperatura amestecului crește, ajunge la echilibru și începe să scadă. Căldura de evaporare eliberată este calculată din modificarea indicelui de încălzire și răcire al soluției.

Principala metodă modernă de măsurare a masei molare este spectrometria de masă. Aceasta este modalitatea principală de identificare a amestecurilor de substanțe. Cu ajutorul instrumentelor moderne, acest proces are loc automat, doar inițial este necesar să se selecteze condițiile pentru separarea compușilor din probă. Metoda spectrometriei de masă se bazează pe ionizarea unei substanțe. Ca rezultat, se formează diverse fragmente încărcate ale compusului. Spectrul de masă indică raportul dintre masă și sarcina ionilor.

Determinarea masei molare pentru gaze

Se măsoară pur și simplu masa molară a oricărui gaz sau vapori. Este suficient să folosiți controlul. Același volum al unei substanțe gazoase este egal ca cantitate cu altul la aceeași temperatură. O modalitate cunoscută de a măsura volumul de abur este determinarea cantității de aer deplasat. Acest proces se realizează folosind o ieșire laterală care duce la dispozitivul de măsurare.

Utilizări practice ale masei molare

Astfel, conceptul de masă molară în chimie este folosit peste tot. Pentru a descrie procesul, a crea complexe polimerice și alte reacții, este necesar să se calculeze acest parametru. Un punct important este determinarea concentrației substanței active în substanța farmaceutică. De exemplu, folosind o cultură celulară, sunt investigate proprietățile fiziologice ale unui nou compus. În plus, masa molară este importantă în cercetarea biochimică. De exemplu, atunci când se studiază participarea la procesele metabolice ale elementului. Acum este cunoscută structura multor enzime, astfel încât este posibil să se calculeze greutatea moleculară a acestora, care este măsurată în principal în kilodaltoni (kDa). Astăzi, sunt cunoscute greutățile moleculare ale aproape tuturor componentelor sângelui uman, în special hemoglobina. Masa moleculară și masa molară a unei substanțe în anumite cazuri sunt sinonime. Diferențele lor constă în faptul că ultimul parametru este media pentru toți izotopii atomului.

Orice experimente microbiologice cu o determinare precisă a efectului unei substanțe asupra unui sistem enzimatic sunt efectuate folosind concentrații molare. De exemplu, în biocataliză și în alte domenii în care este necesar să se studieze activitatea enzimatică, sunt utilizate concepte precum inductori și inhibitori. Pentru a regla activitatea enzimei la nivel biochimic, este necesar să se studieze folosind precis mase molare. Acest parametru a intrat ferm în domeniul științelor naturale și inginerești precum fizica, chimia, biochimia, biotehnologia. Procesele astfel caracterizate devin mai inteligibile din punct de vedere al mecanismelor, determinarii parametrilor acestora. Tranziția de la știința fundamentală la știința aplicată nu este completă fără un indicator de masă molară, variind de la soluții fiziologice, sisteme tampon și terminând cu determinarea dozelor de substanțe farmaceutice pentru organism.

În chimie, nu se folosesc valorile maselor absolute ale moleculelor, ci se folosește valoarea masei moleculare relative. Acesta arată de câte ori masa unei molecule este mai mare decât 1/12 din masa unui atom de carbon. Această valoare este notată cu M r .

Greutatea moleculară relativă este egală cu suma maselor atomice relative ale atomilor săi constitutivi. Calculați greutatea moleculară relativă a apei.

Știți că o moleculă de apă conține doi atomi de hidrogen și un atom de oxigen. Apoi masa sa moleculară relativă va fi egală cu suma produselor masei atomice relative a fiecărui element chimic și numărul atomilor săi dintr-o moleculă de apă:

Cunoscând greutățile moleculare relative ale substanțelor gazoase, se pot compara densitățile acestora, adică se calculează densitatea relativă a unui gaz dintr-un altul - D (A / B). Densitatea relativă a gazului A pentru gazul B este egală cu raportul dintre masele lor moleculare relative:

Calculați densitatea relativă a dioxidului de carbon pentru hidrogen:

Acum calculăm densitatea relativă a dioxidului de carbon pentru hidrogen:

D(co.g./hidrogen.) = Mr (co.g.): Mr (hidrogen.) = 44:2 = 22.

Astfel, dioxidul de carbon este de 22 de ori mai greu decât hidrogenul.

După cum știți, legea lui Avogadro se aplică numai substanțelor gazoase. Dar chimiștii trebuie să aibă o idee despre numărul de molecule și în porțiuni de substanțe lichide sau solide. Prin urmare, pentru a compara numărul de molecule din substanțe, chimiștii au introdus valoarea - Masă molară .

Se notează masa molară M, este numeric egal cu greutatea moleculară relativă.

Raportul dintre masa unei substanțe și masa sa molară se numește cantitatea de materie .

Se notează cantitatea de substanță n. Aceasta este o caracteristică cantitativă a unei porțiuni dintr-o substanță, împreună cu masa și volumul. Cantitatea de substanță se măsoară în moli.

Cuvântul „aluniță” provine de la cuvântul „moleculă”. Numărul de molecule în cantități egale dintr-o substanță este același.

S-a stabilit experimental că 1 mol dintr-o substanță conține particule (de exemplu, molecule). Acest număr se numește numărul lui Avogadro. Și dacă îi adăugați o unitate de măsură - 1 / mol, atunci va fi o mărime fizică - constanta Avogadro, care se notează N A.

Masa molară se măsoară în g/mol. Semnificația fizică a masei molare este că această masă este 1 mol dintr-o substanță.

Conform legii lui Avogadro, 1 mol de orice gaz va ocupa același volum. Volumul unui mol de gaz se numește volum molar și se notează cu V n .

În condiții normale (și aceasta este 0 ° C și presiune normală - 1 atm. Sau 760 mm Hg sau 101,3 kPa), volumul molar este de 22,4 l / mol.

Apoi cantitatea de substanță gazoasă la n.o. poate fi calculat ca raportul dintre volumul gazului și volumul molar.

SARCINA 1. Ce cantitate de substanță corespunde cu 180 g de apă?

SARCINA 2. Să calculăm volumul la n.o., care va fi ocupat de dioxid de carbon în cantitate de 6 mol.

Bibliografie

1. Culegere de sarcini și exerciții la chimie: clasa a VIII-a: la manualul de P.A. Orzhekovsky și alții „Chimie, clasa a 8-a” / P.A. Orjekovski, N.A. Titov, F.F. Hegel. - M.: AST: Astrel, 2006. (p. 29-34)
2. Ushakova O.V. Caiet de chimie: clasa a VIII-a: la manualul de P.A. Orjekovski și alții „Chimie. Gradul 8” / O.V. Ushakova, P.I. Bespalov, P.A. Orjekovski; sub. ed. prof. P.A. Orzhekovsky - M.: AST: Astrel: Profizdat, 2006. (p. 27-32)
3. Chimie: clasa a VIII-a: manual. pentru general instituții / P.A. Orjekovski, L.M. Meshcheryakova, L.S. Pontak. M.: AST: Astrel, 2005. (§§ 12, 13)
4. Chimie: inorg. chimie: manual. pentru 8 celule. instituție generală / GE. Rudzitis, F.G. Feldman. - M .: Educație, SA „Manuale de la Moscova”, 2009. (§§ 10, 17)
5. Enciclopedie pentru copii. Volumul 17. Chimie / Capitolul. editat de V.A. Volodin, conducând. științific ed. I. Leenson. - M.: Avanta +, 2003.

1. O singură colecție de resurse educaționale digitale ().
2. Versiunea electronică a revistei „Chimie și viață” ().
3. Teste de chimie (online) ().

Teme pentru acasă

1.p.69 nr. 3; p.73 nr. 1, 2, 4 din manualul „Chimie: clasa a VIII-a” (P.A. Orzhekovsky, L.M. Meshcheryakova, L.S. Pontak. M .: AST: Astrel, 2005).

2. №№ 65, 66, 71, 72 din Culegerea de sarcini și exerciții la chimie: clasa a VIII-a: la manualul de P.A. Orzhekovsky și alții „Chimie, clasa a 8-a” / P.A. Orjekovski, N.A. Titov, F.F. Hegel. - M.: AST: Astrel, 2006.