Общая молекулярная масса как найти

From Wikipedia, the free encyclopedia

The molecular mass (m) is the mass of a given molecule: it is measured in daltons or atomic mass (Da or u).^[1]^[2] Different molecules of the same compound may have different molecular masses because they contain different isotopes of an element. The related quantity relative molecular mass, as defined by IUPAC, is the ratio of the mass of a molecule to the unified atomic mass unit (also known as the dalton) and is unitless. The molecular mass and relative molecular mass are distinct from but related to the molar mass. The molar mass is defined as the mass of a given substance divided by the amount of a substance and is expressed in g/mol. That makes the molar mass an average of many particles or molecules, and the molecular mass the mass of one specific particle or molecule. The molar mass is usually the more appropriate figure when dealing with macroscopic (weigh-able) quantities of a substance.

The definition of molecular weight is most authoritatively synonymous with relative molecular mass; however, in common practice, it is highly variable. When the molecular weight is used with the units Da or u, it is frequently as a weighted average similar to the molar mass but with different units. In molecular biology, the mass of macromolecules is referred to as their molecular weight and is expressed in kDa, although the numerical value is often approximate and representative of an average.

The terms molecular mass, molecular weight, and molar mass are often used interchangeably in areas of science where distinguishing between them is unhelpful. In other areas of science, the distinction is crucial. The molecular mass is more commonly used when referring to the mass of a single or specific well-defined molecule and less commonly than molecular weight when referring to a weighted average of a sample. Prior to the 2019 redefinition of SI base units quantities expressed in daltons (Da or u) were by definition numerically equivalent to otherwise identical quantities expressed in the units g/mol and were thus strictly numerically interchangeable. After the 20 May 2019 redefinition of units, this relationship is only nearly equivalent.

The molecular mass of small to medium size molecules, measured by mass spectrometry, can be used to determine the composition of elements in the molecule. The molecular masses of macromolecules, such as proteins, can also be determined by mass spectrometry; however, methods based on viscosity and light-scattering are also used to determine molecular mass when crystallographic or mass spectrometric data are not available.

Calculation[edit]

Molecular masses are calculated from the atomic masses of each nuclide present in the molecule, while relative molecular masses are calculated from the standard atomic weights^[3] of each element. The standard atomic weight takes into account the isotopic distribution of the element in a given sample (usually assumed to be “normal”). For example, water has a relative molecular mass of 18.0153(3), but individual water molecules have molecular masses which range between 18.010 564 6863(15) Da (¹H
₂¹⁶O) and 22.027 7364(9) Da (²H
₂¹⁸O).

Atomic and molecular masses are usually reported in daltons which is defined relative to the mass of the isotope ¹²C (carbon 12). Relative atomic and molecular mass values as defined are dimensionless. However, the “unit” Dalton is still used in common practice. For example, the relative molecular mass and molecular mass of methane, whose molecular formula is CH₄, are calculated respectively as follows:

The uncertainty in molecular mass reflects variance (error) in measurement not the natural variance in isotopic abundances across the globe. In high-resolution mass spectrometry the mass isotopomers ¹²C¹H₄ and ¹³C¹H₄ are observed as distinct molecules, with molecular masses of approximately 16.031 Da and 17.035 Da, respectively. The intensity of the mass-spectrometry peaks is proportional to the isotopic abundances in the molecular species. ¹²C ²H ¹H₃ can also be observed with molecular mass of 17 Da.

Determination[edit]

Mass spectrometry[edit]

In mass spectrometry, the molecular mass of a small molecule is usually reported as the monoisotopic mass, that is, the mass of the molecule containing only the most common isotope of each element. Note that this also differs subtly from the molecular mass in that the choice of isotopes is defined and thus is a single specific molecular mass of the many possibilities. The masses used to compute the monoisotopic molecular mass are found on a table of isotopic masses and are not found on a typical periodic table. The average molecular mass is often used for larger molecules since molecules with many atoms are unlikely to be composed exclusively of the most abundant isotope of each element. A theoretical average molecular mass can be calculated using the standard atomic weights found on a typical periodic table, since there is likely to be a statistical distribution of atoms representing the isotopes throughout the molecule. The average molecular mass of a sample, however, usually differs substantially from this since a single sample average is not the same as the average of many geographically distributed samples.

Mass photometry[edit]

Mass photometry (MP) is a rapid, in-solution, label-free method of obtaining the molecular mass of proteins, lipids, sugars & nucleic acids at the single-molecule level. The technique is based on interferometric scattered light microscopy.^[4] Contrast from scattered light by a single binding event at the interface between the protein solution and glass slide is detected and is linearly proportional to the mass of the molecule. This technique is also capable of measuring sample homogeneity,^[5] detecting protein oligomerisation state, characterisation of complex macromolecular assemblies (ribosomes, GroEL, AAV) and protein interactions such as protein-protein interactions.^[6] Mass photometry can measure molecular mass to an accurate degree over a wide range of molecular masses (40kDa – 5MDa).

Hydrodynamic methods[edit]

To a first approximation, the basis for determination of molecular mass according to Mark–Houwink relations^[7] is the fact that the intrinsic viscosity of solutions (or suspensions) of macromolecules depends on volumetric proportion of the dispersed particles in a particular solvent. Specifically, the hydrodynamic size as related to molecular mass depends on a conversion factor, describing the shape of a particular molecule. This allows the apparent molecular mass to be described from a range of techniques sensitive to hydrodynamic effects, including DLS, SEC (also known as GPC when the eluent is an organic solvent), viscometry, and diffusion ordered nuclear magnetic resonance spectroscopy (DOSY).^[8] The apparent hydrodynamic size can then be used to approximate molecular mass using a series of macromolecule-specific standards.^[9] As this requires calibration, it’s frequently described as a “relative” molecular mass determination method.

Static light scattering[edit]

It is also possible to determine absolute molecular mass directly from light scattering, traditionally using the Zimm method. This can be accomplished either via classical static light scattering or via multi-angle light scattering detectors. Molecular masses determined by this method do not require calibration, hence the term “absolute”. The only external measurement required is refractive index increment, which describes the change in refractive index with concentration.

References[edit]

^ International Bureau of Weights and Measures (2006), The International System of Units (SI) (PDF) (8th ed.), p. 126, ISBN 92-822-2213-6, archived (PDF) from the original on 2021-06-04, retrieved 2021-12-16
^ Mohr, Peter J.; Taylor, Barry N.; Newell, David B. (2011). “CODATA Recommended Values of the Fundamental Physical Constants: 2010”. Database developed by J. Baker, M. Douma, and S. Kotochigova. National Institute of Standards and Technology, Gaithersburg, MD 20899.
^ “Atomic Weights and Isotopic Compositions for All Elements”. NIST. Retrieved 2007-10-14.
^ Young et al. (2018). Quantitative imaging of single biological macromolecules. Science 360, 423-427. DOI: https://doi.org/10.1126/science.aar5839
^ Sonn-Segev, A., Belacic, K., Bodrug, T. et al. Quantifying the heterogeneity of macromolecular machines by mass photometry. Nat Commun 11, 1772 (2020). https://doi.org/10.1038/s41467-020-15642-w
^ Soltermman et al. Quantifying protein-protein interactions by molecular counting using mass photometry. Angew. Chem Int Ed, 2020, 59(27), 10774-10779
^ Paul, Hiemenz C., and Lodge P. Timothy. Polymer Chemistry. Second ed. Boca Raton: CRC P, 2007. 336, 338–339.
^ Johnson Jr., C. S. (1999). “Diffusion ordered nuclear magnetic resonance spectroscopy: principles and applications”. Progress in Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy. 34 (3–4): 203–256. doi:10.1016/S0079-6565(99)00003-5.
^ Neufeld, R.; Stalke, D. (2015). “Accurate Molecular Weight Determination of Small Molecules via DOSY-NMR by Using External Calibration Curves with Normalized Diffusion Coefficients” (PDF). Chem. Sci. 6 (6): 3354–3364. doi:10.1039/C5SC00670H. PMC 5656982. PMID 29142693.

External links[edit]

A Free Android application for molecular and reciprocal weight calculation of any chemical formula
Stoichiometry Add-In for Microsoft Excel for calculation of molecular weights, reaction coefficients and stoichiometry.

Источник

Как найти молекулярную массу (молекулярный вес)

На чтение 2 мин. Просмотров 478 Опубликовано 05.06.2021

Молекулярная масса или молекулярная масса – это общая масса соединения. Он равен сумме индивидуальных атомных масс каждого атома в молекуле. Определить молекулярную массу соединения легко, выполнив следующие действия:

Определите молекулярную формулу молекулы.
Используйте периодическую таблицу для определения атомной массы каждого элемента в молекуле.
Умножьте атомную массу каждого элемента на количество атомов этого элемента в молекуле. Это число представлено нижним индексом рядом с символом элемента в молекулярной формуле.
Сложите эти значения вместе для каждого отдельного атома в молекуле.

Итоговой будет молекулярная масса соединения.

Содержание

Пример простого расчета молекулярной массы
Пример расчета комплексной молекулярной массы
Советы для достижения успеха

Пример простого расчета молекулярной массы

Например, чтобы найти молекулярную массу NH ₃, первым делом нужно найти атомные массы азота (N) и водорода (H).

H = 1,00794
N = 14,0067

Затем умножьте атомную массу каждый атом числом атомов в соединении. Имеется один атом азота (для одного атома индекс не дается). Есть три атома водорода, как указано в нижнем индексе.

молекулярная масса = (1 x 14,0067) + (3 x 1,00794)
молекулярная масса. mass = 14.0067 + 3.02382
молекулярная масса = 17.0305

Обратите внимание, что калькулятор даст ответ 17.03052, но полученный ответ содержит меньше значащих цифр. потому что в расчетах используется шесть значащих цифр в значениях атомной массы.

Пример расчета комплексной молекулярной массы

Вот более сложный пример: найдите молекулярную массу (молекулярную массу) Ca ₃ (PO ₄) ₂.

Из периодической таблицы атомные массы каждого элемента равны:

Ca = 40.078
P = 30.973761
O = 15.9994

Сложная часть состоит в том, чтобы выяснить, сколько каждого атома присутствует в сложный. Есть три атома кальция, два атома фосфора и восемь атомов кислорода. Как ты это получил? Если часть соединения указана в круглых скобках, умножьте нижний индекс, следующий сразу за символом элемента, на нижний индекс, закрывающий круглые скобки.

молекулярная масса = (40,078 x 3 ) + (30,97361 x 2) + (15,9994 x 8)
молекулярная масса = 120,234 + 61,94722 + 127,9952
молекулярная масса = 310,17642 (из калькулятора)
молекулярная масса = 310,18

В окончательном ответе используется правильное количество значащих цифр. В данном случае это пять цифр (от атомной массы кальция).

Советы для достижения успеха

Помните, что если после символа элемента не указан нижний индекс, это означает, что имеется один атом.
Нижний индекс применяется к символу атома, за которым он следует. Умножьте нижний индекс на атомный вес атома.
Сообщите свой ответ, указав правильное количество значащих цифр. Это будет наименьшее количество значащих цифр в значениях атомных масс. Следите за правилами округления и усечения, которые зависят от ситуации.

Источник

Как определить молекулярную массу

Определения молекулярной массы вещества – это довольно специфическое, но важное умение, которое требуется для качественного изучения курса химии или физики. Данная тема относится к одному из базовых школьных разделов, на которых строится умения решать расчетные задачи, причем как на контрольной или на самостоятельной работе, так и во время практических занятий. И даже если уже не придется заниматься собственным образованием, то полученные знания могут пригодиться для ответов на вопросы своих пытливых детей.

Вам понадобится

Таблица Д.И. Менделеева, ручка, калькулятор

Инструкция

Если внимательно рассмотреть таблицу химических элементов Дмитрия Ивановича Менделеева, то можно увидеть, что она имеет вид многоквартирного многоэтажного дома, в котором находятся «жильцы» – химические элементы. Каждый из них имеет фамилию (название) и химический символ. Причем каждый из элементов живет в своей собственной квартире, а потому имеет порядковый номер. Эта информация представлена во всех клеточках таблицы.

Однако там стоит еще одна цифра, на первый взгляд совсем непонятная. Мало того, она указана с несколькими значениями после запятой, что делается для большей точности. Именно на это число и нужно обратить внимание, потому что это и есть относительная атомная масса. Причем эта характеристика – величина постоянная, которую не требуется запоминать и можно найти по таблице. Кстати даже на ЕГЭ по химии таблица Д.И. Менделеева является справочным материалом, доступным для использования, и у каждого лежит в индивидуальном пакете – КИМе.

Молекулярная масса, а точнее относительная молекулярная масса вещества обозначается буквами (Mr) складывается из относительных атомных масс (Ar), образующих молекулу, элементов. Относительная атомная масса – это как раз та, загадочная цифра, которая стоит в каждой клеточке таблицы. Для расчетов необходимо эти значения округлять до целого числа. Исключением является только атом хлора, у которого относительная атомная масса составляет 35,5. Единиц измерения эта характеристика не имеет.

Пример 1. Найдите молекулярную массу гидроксида калия (KOH)
Молекула гидроксида калия состоит из одного атома калия (К), одного атома кислорода (О) и одного атома водорода (Н). Следовательно, находим:
Mr (KOH) = Ar (К) + Ar (О) + Ar (Н)
По таблице Д.И. Менделеева находим значения относительных атомных масс элементов:
Ar (К) = 39, Ar (О) = 16, Ar (Н) = 1
Отсюда: Mr (KOH) = 39 + 16 + 1 = 56

Пример 2. Найдите молекулярную массу серной кислоты (H2SO4 аш-два-эс-о-четыре)
Молекула серной кислоты состоит из двух атомов водорода (Н), одного атома серы (S) и четырех атомов кислорода (О). Следовательно, находим:
Mr (H2SO4) = 2Ar (H) + Ar (S) + 4Ar (O)
По таблице Д.И. Менделеева находим значения относительных атомных масс элементов:
Ar (К) = 39, Ar (О) = 16, Ar (Н) = 1
Отсюда: Mr (H2SO4) = 2 х 2 + 32 + 4 х 16 = 98

Видео по теме

Обратите внимание

При расчетах сначала выполняется умножение или деление, а только потом сложение или вычитание

Полезный совет

При определении относительной атомной массы округляйте значения, которые находятся в таблице Д.И. Менделеева до целого числа

Источники:

как вычислить молекулярную массу
Молекулярной массы определение

Войти на сайт

или

Забыли пароль?
Еще не зарегистрированы?

This site is protected by reCAPTCHA and the Google Privacy Policy and Terms of Service apply.

Источник

Относительная атомная и молекулярная масса
Количество вещества. Постоянная Авогадро
Молярная масса
Молярный объем
Задачи

п.1. Относительная атомная и молекулярная масса

Массы атомов и молекул, из которых состоят вещества, очень малы. Поэтому их чаще измеряют не в килограммах, а используют внесистемную единицу – атомную единицу массы.

Атомная единица массы – внесистемная единица, равная 1/12 массы свободного покоящегося атома углерода (^{12}mathrm{C}), находящегося в основном состоянии. $$ 1 text{а. е. м}approx 1,66cdot 10^{-27} text{кг} $$

Относительная атомная масса – это физическая величина, показывающая, во сколько раз масса данного атома больше атомной единицы массы: $$ A_rapprox frac{m_{at}}{1,66cdot 10^{-27}} $$

Относительную атомную массу проще всего найти, пользуясь таблицей Менделеева.

Например:
(A_r(mathrm{H})=1,00797 text{а. е. м}) – относительная атомная масса водорода
(A_r(mathrm{C})=12,01115 text{а. е. м}) – относительная атомная масса углерода
(A_r(mathrm{N})=14,0067 text{а. е. м}) – относительная атомная масса азота
(A_r(mathrm{O})=15,9994 text{а. е. м}) – относительная атомная масса кислорода

На практике при решении учебных задач относительные атомные массы округляют и единицу измерения а.е.м. не пишут.

Например: $$ A_r(mathrm{H})=1, A_r(mathrm{C})=12, A_r(mathrm{N})=14, A_r(mathrm{O})=16 $$

Относительная молекулярная масса вещества – это физическая величина, показывающая, во сколько раз масса одной молекулы данного вещества больше атомной единицы массы: $$ M_rapprox frac{m_{mol}}{1,66cdot 10^{-27}} $$ Относительная молекулярная масса равна сумме относительных атомных масс всех атомов, из которых состоит данное вещество: $$ M_r=sum A_r $$

Например:
Найдем относительную молекулярную массу молекулы воды (mathrm{H_2O}), которая состоит из двух атомов водорода и одного атома кислорода $$ M_r(mathrm{H_2O})=2A_r(mathrm{H})+A_r(mathrm{O})=2cdot 1+16=18 $$

Масса молекулы вещества равна произведению относительной молекулярной массы данного вещества на величину 1 а.е.м., выраженную в килограммах: $$ m_{mol}approx 1,66cdot 10^{-27}cdot M_r (text{кг}) $$

Например:
Масса молекулы водорода $$ m(mathrm{H_2O})=approx 1,66cdot 10^{-27}cdot 18approx 2,99cdot 10^{-26} (text{кг}) $$

п.2. Количество вещества. Постоянная Авогадро

Моль – количество вещества системы, содержащей столько же структурных элементов (атомов, молекул, ионов), сколько содержится атомов в углероде-12 массой 0,012 кг.
В 1 моле любого вещества содержится одинаковое количество частиц $$ N_Aapprox 6,022cdot 10^{23} $$ Число (N_A) называют постоянной Авогадро.

Количество вещества – физическая величина, равная отношению числа однотипных структурных элементов (атомов, молекул, ионов), содержащихся в веществе, к числу Авогадро: $$ nu=frac{N}{N_A} $$ Единицей измерения количества вещества в СИ является моль.

Например:
В 5 молях углерода будет содержаться (N=5cdot N_Aapprox 6,022cdot 10^{23}approx 3,01cdot 10^{24}) атомов углерода. Причём, всё равно, будут ли эти атомы углерода образовывать уголь, графит или алмаз.

Аналогично, в 5 молях воды будет (N=5cdot N_Aapprox 3,01cdot 10^{24}) молекул воды. Причём, независимо от того, в каком агрегатном состоянии находится вода: в виде пара, жидкости или льда.

Т.е., «количество вещества» всегда говорит нам о «количестве частиц», независимо от других параметров.

п.3. Молярная масса

Молярная масса – это масса 1 моля вещества.
Из определения 1 моля вещества и относительной молекулярной массы следует, что молярная масса равна $$ mu=M_rcdot 10^{-3}frac{text{кг}}{text{моль}} $$

Например:
Молярная масса воды $$ mu(mathrm{H_2O})=M_r(mathrm{H_2O})cdot 10^{-3}=18cdot 10^{-3}frac{text{кг}}{text{моль}} $$

Алгоритм определения молярной массы вещества с помощью таблицы Менделеева
Шаг 1. По таблице Менделеева найти относительные атомные массы (A_{ri}) для всех элементов, входящих в молекулу вещества.
Шаг 2. Найти относительную молекулярную массу как сумму всех относительных атомных масс $$ M_r=sum_i A_{ri} $$ Шаг 3. Записать молярную массу в виде $$ mu=M_rcdot 10^{-3}frac{text{кг}}{text{моль}} $$

Например:
Найдем молярную массу этилового спирта begin{gather*} A_r(mathrm{C})=12, A_r(mathrm{H})=1, A_r(mathrm{O})=16\ M_r(mathrm{C_2H_5OH})= 2A_r(mathrm{C})+6A_r(mathrm{H}) +A_r(mathrm{O})=2cdot 12+6cdot 1+16=46\ mu(mathrm{C_2H_5OH})=46cdot 10^{-3}frac{text{кг}}{text{моль}} end{gather*}

п.4. Молярный объем

Молярный объем – это объем 1 моля вещества.
Молярный объем равен отношению молярной массы к плотности вещества: $$ V_{mu}=frac{mu}{rho} $$

Например:
Молярный объем воды begin{gather*} V_{mu}(mathrm{H_2O})=frac{18cdot 10^{-3} text{кг/моль}}{10^3 text{кг/м}^3}=18cdot 10^{-6}frac{text{м}^3}{text{моль}}=18frac{text{cм}^3}{text{моль}}=18frac{text{мл}}{text{моль}} end{gather*} Т.е. 1 моль воды занимает объем 18 мл (столовая ложка).

При нормальных условиях (t=0°C, ρ=1 атм) молярные объемы всех идеальных газов одинаковы и равны: $$ V_{mu text{газ}}=22,4frac{text{л}}{text{моль}} $$

Это свойство газов часто используется при изучении различных веществ и явлений в физике и химии.

п.5. Задачи

Задача 1. Масса кристалла серы равна 16 г. Сколько молекул серы (mathrm{S_8}) содержится в этом кристалле? (Ответ округлите до двух значащих цифр).

Дано:
(m=16 text{г}=16cdot 10^{-3} text{кг})
(A_r=32)
(N_A=6,022cdot 10^{23})
__________________
(N-?)

Относительная молекулярная масса одной молекулы $$ M_r=8cdot A_r=8cdot 32=256 $$ Молярная масса $$ mu=256cdot 10^{-3}frac{text{кг}}{text{моль}} $$ Количество вещества в кристалле серы: $$ nu=frac{N}{N_A}=frac{m}{mu} $$ Количество молекул в кристалле серы: $$ N=frac{m}{mu}N_A $$ $$ N=frac{1,6cdot 10^{-3}}{256cdot 10^{-3}}cdot 6,022cdot 10^{23}approx 3,8cdot 10^{22} $$ Ответ: (3,8cdot 10^{22})

Задача 2*. В кислородном генераторе на космическом корабле было получено 1,6 кг кислорода (mathrm{O_2}). Одному космонавту по норме требуется 600 литров кислорода в сутки. Считая условия для газа приблизительно нормальными, определите, на сколько часов космонавту хватит полученного кислорода.

Дано:
(m=1,6 text{кг})
(V_t=600frac{text{л}}{text{сут}}=25frac{text{л}}{text{ч}})
(A_r=16)
(V_{mu}=22,4frac{text{л}}{text{моль}})
__________________
(t-?)

Относительная молекулярная масса молекулы кислорода $$ M_r=2cdot A_r=32 $$ Молярная масса кислорода $$ mu=32cdot 10^{-3}frac{text{кг}}{text{моль}} $$ Количество вещества в полученном кислороде $$ nu=frac{m}{nu}=frac{V}{V_{mu}} $$ Объем полученного кислорода $$ V=frac{m}{mu}=V_{mu} $$ Количество часов для дыхания одного человека begin{gather*} t=frac{V}{V_t}=frac{m}{mu}frac{V_{mu}}{V_t}\[6pt] t=frac{1,6 text{кг}}{32cdot 10^{-3} text{кг/моль}}cdot frac{22,4 text{л/моль}}{25 text{л/ч}}=44,8 text{ч} end{gather*} Ответ: 44,8 ч.

Источник

В этой статье мы коснемся нескольких краеугольных понятий в химии, без которых совершенно невозможно
решение задач. Старайтесь понять смысл физических величин, чтобы усвоить эту тему.

Я постараюсь приводить как можно больше примеров по ходу этой статьи, в ходе изучения вы увидите множество примеров
по данной теме.

Относительная атомная масса – A_r

Представляет собой массу атома, выраженную в атомных единицах массы. Относительные атомные массы указаны в периодической
таблице Д.И. Менделеева. Так, один атом водорода имеет атомную массу = 1, кислород = 16, кальций = 40.

Относительная молекулярная масса – M_r

Относительная молекулярная масса складывается из суммы относительных атомных масс всех атомов, входящих в состав вещества.
В качестве примера найдем относительные молекулярные массы кислорода, воды, перманганата калия и медного купороса:

M_r (O₂) = (2 × A_r(O)) = 2 × 16 = 32

M_r (H₂O) = (2 × A_r(H)) + A_r(O) = (2 × 1) + 16 = 18

M_r (KMnO₄) = A_r(K) + A_r(Mn) + (4 × A_r(O)) = 39 + 55 + (4 * 16) = 158

M_r (CuSO₄*5H₂O) = A_r(Cu) + A_r(S) + (4 × A_r(O)) + (5 × ((A_r(H) × 2) +
A_r(O))) = 64 + 32 + (4 × 16) + (5 × ((1 × 2) + 16)) = 160 + 5 * 18 = 250

Моль и число Авогадро

Моль – единица количества вещества (в системе единиц СИ), определяемая как количество вещества, содержащее столько же структурных единиц
этого вещества (молекул, атомов, ионов) сколько содержится в 12 г изотопа ¹²C, т.е. 6 × 10²³.

Число Авогадро (постоянная Авогадро, N_A) – число частиц (молекул, атомов, ионов) содержащихся в одном моле любого вещества.

Больше всего мне хотелось бы, чтобы вы поняли физический смысл изученных понятий. Моль – международная единица количества вещества, которая
показывает, сколько атомов, молекул или ионов содержится в определенной массе или конкретном объеме вещества. Один моль любого вещества
содержит 6.02 × 10²³ атомов/молекул/ионов – вот самое важное, что сейчас нужно понять.

Иногда в задачах бывает дано число Авогадро, и от вас требуется найти, какое вам дали количество вещества (моль). Количество вещества в химии
обозначается N, ν (по греч. читается “ню”).

Рассчитаем по формуле: ν = N/N_A количество вещества 3.01 × 10²³ молекул воды и 12.04 × 10²³ атомов углерода.

Мы нашли количества вещества (моль) воды и углерода. Сейчас это может показаться очень абстрактным, но, иногда не зная, как найти
количество вещества, используя число Авогадро, решение задачи по химии становится невозможным.

Молярная масса – M

Молярная масса – масса одного моля вещества, выражается в “г/моль” (грамм/моль). Численно совпадает с изученной нами ранее
относительной молекулярной массой.

Рассчитаем молярные массы CaCO₃, HCl и N₂

M (CaCO₃) = A_r(Ca) + A_r(C) + (3 × A_r(O)) = 40 + 12 + (3 × 16) = 100 г/моль

M (HCl) = A_r(H) + A_r(Cl) = 1 + 35.5 = 36.5 г/моль

M (N₂) = A_r(N) × 2 = 14 × 2 = 28 г/моль

Полученные знания не должны быть отрывочны, из них следует создать цельную систему. Обратите внимание: только что мы рассчитали
молярные массы – массы одного моля вещества. Вспомните про число Авогадро.

Получается, что, несмотря на одинаковое число молекул в 1 моле (1 моль любого вещества содержит 6.02 × 10²³ молекул),
молекулярные массы отличаются. Так, 6.02 × 10²³ молекул N₂ весят 28 грамм, а такое же количество молекул
HCl – 36.5 грамм.

Это связано с тем, что, хоть количество молекул одинаково – 6.02 × 10²³, в их состав входят разные атомы, поэтому и
массы получаются разные.

Часто в задачах бывает дана масса, а от вас требуется рассчитать количество вещества, чтобы перейти к другому веществу в реакции.
Сейчас мы определим количество вещества (моль) 70 грамм N₂, 50 грамм CaCO₃, 109.5 грамм HCl. Их молярные
массы были найдены нам уже чуть раньше, что ускорит ход решения.

ν (CaCO₃) = m(CaCO₃) : M(CaCO₃) = 50 г. : 100 г/моль = 0.5 моль

ν (HCl) = m(HCl) : M(HCl) = 109.5 г. : 36.5 г/моль = 3 моль

Иногда в задачах может быть дано число молекул, а вам требуется рассчитать массу, которую они занимают. Здесь нужно использовать
количество вещества (моль) как посредника, который поможет решить поставленную задачу.

Предположим нам дали 15.05 × 10²³ молекул азота, 3.01 × 10²³ молекул CaCO₃ и 18.06 × 10²³ молекул
HCl. Требуется найти массу, которую составляет указанное число молекул. Мы несколько изменим известную формулу, которая поможет нам связать
моль и число Авогадро.

Теперь вы всесторонне посвящены в тему. Надеюсь, что вы поняли, как связаны молярная масса, число Авогадро и количество вещества.
Практика – лучший учитель. Найдите самостоятельно подобные значения для оставшихся CaCO₃ и HCl.

Молярный объем

Молярный объем – объем, занимаемый одним молем вещества. Примерно одинаков для всех газов при стандартной температуре
и давлении составляет 22.4 л/моль. Он обозначается как – V_M.

Подключим к нашей системе еще одно понятие. Предлагаю найти количество вещества, количество молекул и массу газа объемом
33.6 литра. Поскольку показательно молярного объема при н.у. – константа (22.4 л/моль), то совершенно неважно, какой газ мы
возьмем: хлор, азот или сероводород.

Запомните, что 1 моль любого газа занимает объем 22.4 литра. Итак, приступим к решению задачи. Поскольку какой-то газ
все же надо выбрать, выберем хлор – Cl₂.

Моль (количество вещества) – самое гибкое из всех понятий в химии. Количество вещества позволяет вам перейти и к
числу Авогадро, и к массе, и к объему. Если вы усвоили это, то главная задача данной статьи – выполнена 🙂

Относительная плотность и газы – D

Относительной плотностью газа называют отношение молярных масс (плотностей) двух газов. Она показывает, во сколько раз одно вещество
легче/тяжелее другого. D = M (1 вещества) / M (2 вещества).

В задачах бывает дано неизвестное вещество, однако известна его плотность по водороду, азоту, кислороду или
воздуху. Для того чтобы найти молярную массу вещества, следует умножить значение плотности на молярную массу
газа, по которому дана плотность.

Запомните, что молярная масса воздуха = 29 г/моль. Лучше объяснить, что такое плотность и с чем ее едят на примере.
Нам нужно найти молярную массу неизвестного вещества, плотность которого по воздуху 2.5

Предлагаю самостоятельно решить следующую задачку (ниже вы найдете решение): “Плотность неизвестного вещества по
кислороду 3.5, найдите молярную массу неизвестного вещества”

Относительная плотность и водный раствор – ρ

Пишу об этом из-за исключительной важности в решении
сложных задач, высокого уровня, где особенно часто упоминается плотность. Обозначается греческой буквой ρ.

Плотность является отражением зависимости массы от вещества, равна отношению массы вещества к единице его объема. Единицы
измерения плотности: г/мл, г/см³, кг/м³ и т.д.

Для примера решим задачку. Объем серной кислоты составляет 200 мл, плотность 1.34 г/мл. Найдите массу раствора. Чтобы не
запутаться в единицах измерения поступайте с ними как с самыми обычными числами: сокращайте при делении и умножении – так
вы точно не запутаетесь.

Иногда перед вами может стоять обратная задача, когда известна масса раствора, плотность и вы должны найти объем. Опять-таки,
если вы будете следовать моему правилу и относится к обозначенным условным единицам “как к числам”, то не запутаетесь.

В ходе ваших действий “грамм” и “грамм” должны сократиться, а значит, в таком случае мы будем делить массу на плотность. В противном случае
вы бы получили граммы в квадрате 🙂

К примеру, даны масса раствора HCl – 150 грамм и плотность 1.76 г/мл. Нужно найти объем раствора.

Массовая доля – ω

Массовой долей называют отношение массы растворенного вещества к массе раствора. Важно заметить, что в понятие раствора входит
как растворитель, так и само растворенное вещество.

Массовая доля вычисляется по формуле ω (вещества) = m (вещества) / m (раствора). Полученное число будет показывать массовую долю
в долях от единицы, если хотите получить в процентах – его нужно умножить на 100%. Продемонстрирую это на примере.

Решим несколько иную задачу и найдем массу чистой уксусной кислоты в широко известной уксусной эссенции.

Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение
(в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов
без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования,
обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.

Источник

Calculation[edit]