2.11: Molární Hmotnost
Jak jsme viděli v Množství Látky: Mol, tam není žádný vztah mezi hmotnosti nebo objemu látky a počet molekul. Ale pak jsme definovali množství látky, n, reprezentovat počet částic. Množství je proto užitečné při určování toho, kolik z každé látky bude reagovat. Zatímco 1 g Hg, nebo 1 cm3 Hg, reaguje s hmotnost nebo objem Br2, že není ve spojení s koeficienty chemické rovnice, 1 mol Hg vždy reaguje s 1 mol Br2, protože jeden atom Hg reaguje s jedinou molekulu Br2:
to, Co potřebujeme, je pohodlný způsob, jak převést masy na částky, a potřebné konverzní faktor se nazývá molární hmotnost. Molární množství je takové, které bylo děleno množstvím látky. Například velmi užitečným molárním množstvím je molární hmotnost M:
\
je často vhodné vyjádřit fyzikální veličiny na jednotku množství látky (na mol), protože tímto způsobem se porovnávají stejné počty atomů nebo molekul. Taková molární množství nám často říkají něco o samotných atomech nebo molekulách. Pokud je například molární objem jedné pevné látky větší než objem druhé, je rozumné předpokládat, že molekuly první látky jsou větší než molekuly druhé látky. (Porovnání molárních objemů kapalin, a zejména plynů, by nutně neposkytlo stejné informace, protože molekuly by nebyly tak pevně zabaleny.)
je téměř triviální získat molární hmotnost, protože atomové a molekulové hmotnosti vyjádřené v gramech nám dávají hmotnosti 1 mol látky.
Například \(\PageIndex{1}\): Molární Hmotnost,
Získat molární hmotnost (a) Hg a (b) Hg2Br2.
Řešení
a) atomová hmotnost rtuti je 200.59, a tak 1 mol Hg váží 200.59 g.
\ (M_ {\text{Hg}}=\frac{m_ {\text{Hg}}}{n_ {\text{Hg}}} = \frac{\text{200}\text{.59 g}}{\text{1 mol}}= \text{200.59 g mol}^{-1}\)
b) Podobně pro Hg2Br2 molekulární hmotnost je 560.98, a tak
\
molární hmotnost je číselně stejné jako atomové nebo molekulové hmotnosti, ale to v jednotkách g / mol. Rovnice, která definuje molární hmotnost, má stejnou formu jako rovnice definující hustotu a avogadrovu konstantu. Stejně jako v případě hustoty nebo konstanty Avogadro není nutné vzorec zapamatovat ani manipulovat. Jednoduše si pamatujte, že hmotnost a množství látky souvisí s molární hmotností.
\
molární hmotnost se snadno získá z atomových hmotností a může být použita jako konverzní faktor, pokud se jednotky zruší.
příklad \(\PageIndex{2}\): krtci
Vypočítejte množství oktanu (C8H18) v 500 g této kapaliny.
Řešení
Jakýkoliv problém zahrnující interconversion hmoty a množství látky vyžaduje molární hmotnost,
\
množství látky bude hmotnost x konverzní faktor, který umožňuje zrušení jednotky:
\
v tomto případě byl reciproční molární hmotnost vhodným konverzním faktorem.
Avogadrova konstanta, molární hmotnost a hustota mohou být použity v kombinaci k řešení složitějších problémů.
příklad \(\PageIndex{3}\): molekuly
kolik molekul by bylo přítomno v 25,0 ml čistého tetrachlormethanu (CCl4)?
roztok
v předchozích příkladech jsme ukázali, že počet molekul lze získat z množství látky pomocí konstanty Avogadro. Množství látky může být získáno z hmotnosti použitím molární hmotnosti a hmotnosti z objemu pomocí hustoty. Cestovní mapu, řešení tohoto problému je,
\
nebo zkrácený zápis
\
silniční mapa nám říká, že musíme se podívat na hustotu CCl4:
\
molární hmotnost musí být vypočteny z Tabulky Atomových Vah.
\
a připomínáme, že konstanta Avogadro je
\
Poslední množství (N) v cestovní mapě pak lze získat počínaje prvním (V) a použitím následných konverzních faktorů:
\begin{align}\textit{N}&& 25\text{ cm}^{3}\cdot\tfrac{\text{1.595 g}} {1 \text{ cm}^{3}}\cdot\tfrac {1 \text{ mol}} {\text{153.81 g}}\cdot\tfrac {6.022\cdot10^{23} \text{ molecules}}{1 \text{ mol}} \\&&1.56\cdot10^{23} \text{ molecules} \end{align}
Notice that in this problem we had to combine techniques from previous examples. To do this you must remember relationships among quantities. Například byl dán objem a věděli jsme, že se dá převést na odpovídající hmotnost pomocí hustoty, a tak jsme se podívali na hustotu v tabulce. Psaním cestovní mapy nebo alespoň viděním v oku vaší mysli můžete sledovat takové vztahy, určit, jaké konverzní faktory jsou potřebné, a poté je použít k vyřešení problému.
Přispěvatelé a Pravomocí
-
Ed Vitz (Kutztown University), John W. Moore (UW-Madison), Justin Shorb (Hope College), Xavier Prat-Resina (University of Minnesota Rochester), Tim Wendorff, a Adam Hahn.
Leave a Reply