MOLÁRNA HMOTNOSŤ: AKO SA POČÍTA, PRÍKLADY A VYRIEŠENÉ CVIČENIA - CHÉMIA - 2025

Molárna hmotnosť je intenzívna vlastnosť hmoty, ktorá sa týka molárneho koncept s meraním hmotnostnej. Stručne povedané, je to množstvo hmoty zodpovedajúce jednému molu látky; to znamená, čo Avogadrovo číslo „váži“ (6 622 10 ²³ ) daných častíc.

Jeden mól akejkoľvek látky bude obsahovať rovnaký počet častíc (ióny, molekuly, atómy atď.); jeho hmotnosť sa však bude líšiť, pretože jeho molekulárne rozmery sú definované počtom atómov a izotopov, ktoré tvoria jeho štruktúru. Čím je atóm alebo molekula masívnejšia, tým väčšia je jej molárna hmotnosť.

Rozdiel medzi molárnymi hmotnosťami rôznych látok možno povrchne zaznamenať zjavným množstvom ich vzorky. Zdroj: Gabriel Bolívar.

Napríklad predpokladajme, že sa zhromaždí presne jeden mól pre päť rôznych zlúčenín (horný obrázok). Použitím váhy sa zmerala hmotnosť každého zhluku vyjadrená nižšie. Táto hmotnosť zodpovedá molárnej hmotnosti. Zo všetkých má fialová zlúčenina najsvetlejšie častice, zatiaľ čo tmavo modrá zlúčenina má najťažšie častice.

Všimnite si, že je uvedený zovšeobecnený a zveličený trend: čím vyššia je molárna hmotnosť, tým menšie množstvo vzorky musí byť umiestnené na váhy. Tento objem látky je však tiež vysoko závislý od stavu agregácie každej zlúčeniny a od jej hustoty.

Ako sa vypočíta molárna hmotnosť?

definícia

Molárna hmotnosť sa môže vypočítať na základe jej definície: množstvo na mól látky:

M = gram látky / mol látky

V skutočnosti je g / mol jednotka, v ktorej je obvykle vyjadrená molárna hmotnosť, spolu s kg / mol. Ak teda vieme, koľko molov máme zo zmesi alebo prvku a vážime ju, dostaneme sa priamo k jeho molárnej hmotnosti pomocou jednoduchého delenia.

elements

Molárna hmotnosť sa netýka iba zlúčenín, ale aj prvkov. Pojem krtkovia nediskriminujú vôbec. Preto pomocou periodickej tabuľky lokalizujeme relatívne atómové hmotnosti pre prvok, ktorý je predmetom záujmu, a jeho hodnotu vynásobíme 1 g / mol; To je avogadrova konštanta, M _U .

Napríklad relatívna atómová hmotnosť stroncia je 87,62. Ak chceme mať atómovú hmotnosť, bola by 87,62 amu; ak však hľadáme jeho molárnu hmotnosť, bude to 87,62 g / mol (87,62,1 g / mol). Molárne hmotnosti všetkých ostatných prvkov sa teda získajú rovnakým spôsobom bez toho, aby sa toto znásobenie muselo uskutočňovať.

zlúčeniny

Molová hmotnosť zlúčeniny, nie je väčšia ako súčet relatívnych atómových hmotností atómov vynásobené M _U .

Napríklad, molekula vody, H ₂ O, má tri atómy: dve vodíka a jeden atóm kyslíka. Relatívne atómové hmotnosti H a O sú 1,008 a 15,999. Pridáme teda ich hmotnosti vynásobením počtom atómov prítomných v molekule zlúčeniny:

2H (1,008) = 2,016

10 (15,999) = 15,999

M (H ₂ O) = (2,016 + 15999) 1 g / mol = 18,015 g / mol

Na konci je dosť bežné vynechať M _U :

M (H ₂ O) = (2,016 + 15999) = 18,015 g / mol

Molárnou hmotnosťou sa rozumejú jednotky g / mol.

Príklady

Jedna z najznámejších molárnych hmôt bola práve uvedená: voda, 18 g / mol. Tí, ktorí sú oboznámení s týmito výpočtami, sa dostanú do bodu, v ktorom sú schopní zapamätať si niektoré molárne masy bez toho, aby ich museli hľadať alebo počítať, ako sa to stalo vyššie. Niektoré z týchto molárnych hmôt, ktoré slúžia ako príklady, sú nasledujúce:

-O ₂ : 32 g / mol

-N ₂ : 28 g / mol

NH ₃ : 17 g / mol

CH ₄ : 16 g / mol

-Čo ₂ : 44 g / mol

-HCl: 36,5 g / mol

H ₂ SO ₄ : 98 g / mol

CH ₃ COOH: 60 g / mol

-Fe: 56 g / mol

Všimnite si, že dané hodnoty sú zaokrúhlené. Na presnejšie účely by sa molárne hmotnosti mali vyjadriť na viac desatinných miest a mali by sa počítať so správnymi a presnými relatívnymi atómovými hmotnosťami.

Riešené cvičenia

Cvičenie 1

Analytickými metódami sa odhadovalo, že roztok vzorky obsahuje 0,0267 mólov analytu D. Tiež je známe, že jeho hmotnosť zodpovedá 14% vzorky, ktorej celková hmotnosť je 76 gramov. Vypočítajte molárnu hmotnosť predpokladaného analytu D.

Musíme určiť hmotnosť D, ktorá sa rozpustí v roztoku. Postupujeme:

Hmotnosť (D) = 76 g 0,14 = 10,64 g D

To znamená, že vypočítame 14% zo 76 gramov vzorky, ktoré zodpovedajú gramom analytu D. Potom nakoniec použijeme definíciu molárnej hmotnosti, pretože máme dostatok údajov na jej výpočet:

M (D) = 10,64 g D / 0,0267 mol D

= 398,50 g / mol

Ktorý sa prekladá ako: jeden mol (6,022 x 10 ²³ ) molekúl Y má hmotnosť rovná 398.50 gramov. Vďaka tejto hodnote vieme, koľko z Y chceme vážiť na váhe v prípade, že si prajeme napríklad pripraviť roztok s molárnou koncentráciou 5 - 10 ^-3 M; to znamená, rozpustiť 0,1993 gramu Y v jednom litri rozpúšťadla:

5 ^10-3 (mol / l) (398,50 g / mol) = 0,1903 g

Cvičenie 2

Vypočítajte molárnej hmotnosti kyseliny citrónovej s vedomím, že jej molekulárnej vzorec je C ₆ H ₈ O ₇ .

Rovnaký vzorec C ₆ H ₈ O ₇ uľahčuje pochopenie výpočtu, pretože nám hovorí naraz počtom C, H a atómy kyslíka, ktoré sú v kyseline citrónovej. Preto opakujeme rovnaký krok ako pri vode:

6 ° C (12,0107) = 72,0642

8H (1,008) = 8,064

7O (15,999) = 111,993

M (kyselina citrónová) = 72,0642 + 8,064 +111,993

= 192,1212 g / mol

Cvičenie 3

Vypočíta sa molárna hmotnosť pentahydrátu síranu meďnatého, CuSO ₄ · 5H ₂ O.

Už predtým vieme, že molárna hmotnosť vody je 18,015 g / mol. To nám pomáha zjednodušiť výpočty, pretože ich momentálne vynechávame a zameriavame sa na bezvodú soľ CuSO ₄ .

Máme relatívnu atómovú hmotnosť medi a síry 63,546 a síry 32,065. Pri týchto údajoch postupujeme rovnako ako pri cvičení 2:

1 Cu (63 546) = 63 546

1S (32,065) = 32,065

4O (15,999) = 63,996

M (CuSO ₄ ) = 63,546 + 32,065 + 63,996

= 159,607 g / mol

Zaujíma nás však molárna hmotnosť pentahydrátovej soli, nie bezvodej. Aby sme to dosiahli, musíme k výsledku pridať zodpovedajúcu hmotnosť vody:

5 H ₂ O = 5 · (18,015) = 90.075

M (CuSO ₄ · 5H ₂ O) = 159,607 + 90,075

= 249,682 g / mol

Referencie

1. Whitten, Davis, Peck a Stanley. (2008). chémia (8. vydanie). CENGAGE Learning.
2. Wikipedia. (2020). Molárna hmota. Obnovené z: en.wikipedia.org
3. Nissa Garcia. (2020). Čo je to molárna masa? Definícia, vzorec a príklady. Štúdia. Obnovené z: study.com
4. Kristy M. Bailey. (SF). Výučba stechiometrie -
   nájdenie molárnej hmotnosti Získané z: occc.edu
5. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (2. decembra 2019). Príklad molekulovej hmotnosti. Získané z: thinkco.com