2.11: moolimassa
kuten aineen määrässä nähtiin: mooleilla ei ole yhteyttä aineen massan tai tilavuuden ja molekyylien määrän välillä. Mutta sitten määrittelimme aineen määrän, n, edustamaan hiukkasten määrää. Määrä on siis hyödyllinen määritettäessä, kuinka suuri osa kustakin aineesta reagoi. Siinä missä 1 g Hg: tä eli 1 cm3 Hg: tä reagoi sellaisella br2: n massalla tai tilavuudella, joka ei liity kemiallisen yhtälön kertoimiin, 1 mol Hg reagoi aina 1 mol: n br2: n kanssa, koska yksi Hg: n atomi reagoi yhden br2: n molekyylin kanssa:
tarvitaan kätevä tapa muuntaa massat suureiksi, ja tarvittavaa muuntokerrointa kutsutaan moolimassa. Moolimäärä on sellainen, joka on jaettu aineen määrällä. Esimerkiksi erittäin hyödyllinen moolimäärä on moolimassa M:
\
on usein kätevää ilmaista fysikaalisia suureita aineen yksikkömäärää (moolia) kohti, koska tällä tavalla verrataan yhtä monta atomia tai molekyyliä. Tällaiset moolimäärät kertovat usein jotakin itse atomeista tai molekyyleistä. Jos esimerkiksi yhden kiinteän aineen moolitilavuus on suurempi kuin toisen, on kohtuullista olettaa, että ensimmäisen aineen molekyylit ovat suurempia kuin toisen. (Nesteiden ja erityisesti kaasujen moolimäärien vertailu ei välttämättä antaisi samaa tietoa, koska molekyylit eivät olisi yhtä tiiviisti pakattuja.)
moolimassan saaminen on lähes triviaalia, sillä grammoina ilmaistut atomi-ja molekyylipainot antavat aineen massaksi 1 mol.
esimerkki \(\PageIndex{1}\): moolimassa
saadaan a) Hg: n ja B) Hg2Br2: n moolimassa.
liuos
a) elohopean atomipaino on 200,59, joten 1 mol Hg painaa 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) vastaavasti hg2br2: n molekyylipaino on 560.98, joten
\
moolimassa on numeerisesti sama kuin atomi-tai molekyylipaino, mutta sen yksikköinä on grammoja moolia kohti. Moolimassan määrittelevällä yhtälöllä on sama muoto kuin tiheyden määrittelevillä, ja Avogadron vakiolla. Kuten tiheyden tai Avogadron vakion tapauksessa, kaavaa ei tarvitse muistaa tai manipuloida. Muista vain, että massa ja aineen määrä liittyvät moolimassan kautta.
\
moolimassa saadaan helposti atomipainoista ja sitä voidaan käyttää muuntokertoimena, mikäli yksiköt kumoavat.
esimerkki \(\PageIndex{2}\): moolit
lasketaan oktaanin (C8H18) määrä 500 grammassa tätä nestettä.
ratkaisu
mikä tahansa ongelma, johon liittyy massan ja aineen määrän toisiintuminen edellyttää moolimassaa
\
aineen määrä on massa kertaa muuntokerroin, joka mahdollistaa yksikköjen mitätöinnin:
\
tässä tapauksessa moolimassan käänteisarvo oli sopiva muuntokerroin.
Avogadron vakiota, moolimassaa ja tiheyttä voidaan käyttää yhdessä monimutkaisempien ongelmien ratkaisemiseen.
esimerkki \(\PageIndex{3}\): molekyylejä
kuinka monta molekyyliä olisi 25, 0 ml: ssa puhdasta hiilitetrakloridia (CCl4)?
liuos
aiemmissa esimerkeissä osoitimme, että molekyylien määrä voidaan saada aineen määrästä käyttämällä Avogadron vakiota. Aineen määrä voidaan saada massasta moolimassan avulla ja massa tilavuudesta tiheyden avulla. Tiekartta ongelman ratkaisemiseksi on
\
tai pikakirjoituksessa
\
tiekartta kertoo, että meidän on etsittävä CCl4: n tiheyttä:
\
moolimassa on laskettava Atomipainojen taulukosta.
\
ja muistamme, että Avogadron vakio on
\
tiekartan viimeinen Suure (N) voidaan sitten saada aloittamalla ensimmäisestä (V) ja soveltamalla peräkkäisiä muuntokertoimia:
\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. Esimerkiksi tilavuus annettiin, ja tiesimme, että se voitaisiin muuntaa vastaavaksi massaksi tiheyden avulla, ja niin katsoimme tiheyttä taulukossa. Kun kirjoitat tiekartan tai ainakin näet sen mielessäsi, voit pitää kirjaa tällaisista suhteista, määrittää, mitä muuntokertoimia tarvitaan ja sitten käyttää niitä ongelman ratkaisemiseen.
avustajat ja attribuutit
-
Ed Vitz (Kutztown University), John W. Moore (UW-Madison), Justin Shorb (Hope College), Xavier Prat-Resina (University of Minnesota Rochester), Tim Wendorff ja Adam Hahn.
Leave a Reply