Відносна молекулярна маса. Відносна молекулярна маса Молярна маса хімічних елементів таблиця
У хімії надзвичайно важливим є поняття "молекулярна маса". Молекулярну масу часто плутають із молярною масою. Чим відрізняються ці величини, і які властивості мають?
Молекулярна маса
Атоми та молекули – найдрібніші частинки будь-яких хімічних речовин. Якщо постаратися висловити їхню масу в грамах, то вийде число, в якому перед комою буде близько 20 нулів. Тому вимірювати масу таких одиницях, як грами, незручно. Щоб вийти з цієї ситуації, слід якусь дуже малу масу прийняти за одиницю, а всі інші маси висловлювати по відношенню до неї. Як ця одиниця використовують 1/12 маси атома вуглецю.
Відносна молекулярна маса це маса молекули речовини, яку вимірюють в атомних одиницях маси. Молекулярна маса дорівнює відношенню маси молекули тієї чи іншої речовини до 1/12 маси атома вуглецю. Вона показує, у скільки разів маса молекули певної речовини більша за 1/12 маси атома вуглецю.
Рис. 1. Таблиця молекулярних мас органічних речовин.
Атомна одиниця маси (а. е. м.) дорівнює 1,66 * 10 -24 ступеня і являє собою 1/12 частина маси атома вуглецю, тобто атома ізотопу елемента вуглецю масове число якого дорівнює 12. Хімічний елемент в природі може мати кілька стійких ізотопів, тому, коли говорять про відносну атомну масу елемента або, як часто говорять, про атомну масу елемента A, то обов'язково враховують атомну масу всіх стійких нуклідів.
Молекулярну масу часто плутають із молярною масою, одиницею виміру якої є г/моль. І справді чисельно ці дві величини є абсолютно ідентичними, проте розмірність у них абсолютно різна.
Відносну молекулярну масу можна знайти, склавши між собою атомні маси
Щоб обчислити молекулярну масу простих і складних речовиннеобхідно знайти суму відносних атомних мас атомів, що входять до складу молекули. Наприклад, відносна молекулярна маса води Mr (H 2 O), яка складається, як відомо, із двох атомів водню та одного атома кисню, дорівнює 1*2+16=18.
Це означає, що маса молекули води у 18 разів більша за 1/12 маси атома вуглецю. А молекулярна маса повітря дорівнює 29.
Рис. 2. Формула відносної молекулярної маси.
Атомна маса
Атомна маса хімічного елемента – також одне з найважливіших позначень хімії. Атомна маса – це середня величиназ атомних мас стійких природних ізотопів цього елемента з урахуванням їхнього відносного вмісту в природі (їх природного поширення). Так, у природі існують два стійкі ізотопи елемента хлору Cl з масовими числами 35 і 37:
Ar(Cl)=(34.97*0.7553)+(36.95*0.2447)=35.45 – саме така величина прийнята елемента хлору як його відносної атомної маси.
Вперше обчислення атомних терезів було зроблено Д. Дальтоном. Атомні ваги елементів він відносив до атомної ваги водню, взявши його за одиницю. Проте обчислені відповідно до його принципу «найбільшої простоти» вага атома кисню та інших елементів виявилися неправильними.
Рис. 3. Д. Дальтон.
Справжні атомні маси є мізерними. Атом водню важить 1,674 * 10 -24 ступеня грам, кисню 26,67 * 10 -24 ступеня грам, а вуглецю 19,993 * 10 -24 ступеня грам.
Що ми дізналися?
У шкільній програмі з хімії (8 клас) велика увага приділяється таким поняттям, як відносна атомна та молекулярна маса речовини. Учні вивчають їх відмінності та особливості, а також навчаються визначати маси газів та речовин.
Тест на тему
Оцінка доповіді
Середня оцінка: 4.3. Усього отримано оцінок: 207.
Атоми і молекули – дрібні частки речовини, у ролі одиниці виміру можна вибрати масу однієї з атомів і виражати маси інших атомів відповідно до обраної. То що таке молярна маса, і яка її розмірність?
Що таке молярна маса?
Основоположником теорії атомних мас був учений Дальтон, який склав таблицю атомних мас та прийняв масу атома водню за одиницю.
Молярна маса – це маса одного молячи речовини. Моль, у свою чергу, – кількість речовини, в якій міститься певна кількість найдрібніших частинок, що беруть участь у хімічних процесах. Кількість молекул, які у одному молі, називають числом Авогадро. Ця величина є постійною і змінюється.
Рис. 1. Формула числа Авогадро.
Отже, молярна маса речовини – це маса одного моля, у якому перебуває 6,02*10^23 елементарних частинок.
Число Авогадро отримало свою назву на честь італійського вченого Амедео Авагадро, який довів, що кількість молекул у однакових обсягах газів завжди однакова
Молярна маса у Міжнародній системі СІ вимірюється в кг/моль, хоча зазвичай цю величину виражають у грам/моль. Ця величина позначається англійською літерою M, а формула молярної маси виглядає так:
де m – маса речовини, а v – кількість речовини.
Рис. 2. Розрахунок молярної маси.
Як знайти молярну масу речовини?
Обчислити молярну масу тієї чи іншої речовини допоможе таблиця Д. І. Менделєєва. Візьмемо будь-яку речовину, наприклад, сірчану кислоту. Її формула виглядає так: H 2 SO 4 . Тепер звернемося до таблиці і подивимося, яка атомна маса кожного з елементів, що входять до складу кислоти. Сірчана кислотаскладається із трьох елементів – водень, сірка, кисень. Атомна маса цих елементів відповідно – 1, 32, 16.
Виходить, що сумарна молекулярна маса дорівнює 98 атомних одиниць маси (1*2+32+16*4). Таким чином ми з'ясовували, що один моль сірчаної кислоти важить 98 грам.
Молярна маса речовини чисельно дорівнює відносної молекулярної маси, якщо структурними одиницями речовини є молекули. Молярна маса речовини може бути дорівнює відносної атомної масі, якщо структурними одиницями речовини є атоми.
Аж до 1961 року за атомну одиницю маси приймали атом кисню, але з цілий атом яке 1/16 частина. При цьому хімічна та фізична одиниці маси не були однаковими. Хімічна була на 0,03% більша, ніж фізична.
В даний час у фізиці та хімії прийнято єдину систему вимірювання. Як стандартна е.а.м. обрана 1/12 частина маси атома вуглецю.
Рис. 3. Формула одиниці атомної маси вуглецю.
Молярна маса будь-якого газу чи пари вимірюється дуже легко. Досить використати контроль. Один і той же обсяг газоподібної речовини дорівнює кількості речовини іншому при однаковій температурі. Відомим способом вимірювання об'єму пари є визначення кількості витісненого повітря. Такий процес здійснюється з використанням бічного відведення, що веде до вимірювального пристрою.
Поняття молярної маси є дуже важливим для хімії. Її розрахунок необхідний створення полімерних комплексів і безлічі інших реакцій. У фармацевтиці за допомогою молярної маси визначають концентрацію цієї речовини у субстанції. Також молярна маса важлива при провидінні біохімічних досліджень (обмінний процес в елементі).
В наш час завдяки розвитку науки відомі молекулярні маси практично всіх складових крові, у тому числі й гемоглобіну.
Що ми дізналися?
У 8 класі з хімії важливою темою є "молярна маса речовини". Молярна маса – важливе фізичне та хімічне поняття. Молярна маса – характеристика речовини, відношення маси речовини до кількості молей цієї речовини, тобто маса одного молячи речовини. вимірюється вона кг/моль або грам/моль.
Тест на тему
Оцінка доповіді
Середня оцінка: 4.2. Усього отримано оцінок: 331.
ВИЗНАЧЕННЯ
Ставлення маси (m) речовини до його кількості (n) називають молярною масою речовини:
Молярну масу зазвичай виражають у г/моль, рідше кг/кмоль. Оскільки одному молі будь-якої речовини міститься однакове число структурних одиниць, то молярна маса речовини пропорційна масі відповідної структурної одиниці, тобто. відносної атомної маси даної речовини (M r):
де - коефіцієнт пропорційності, однаковий для всіх речовин. Відносна молекулярна маса – величина безрозмірна. Її обчислюють, використовуючи відносні атомні маси хімічних елементів, зазначених у Періодичній системі Д.І. Менделєєва.
Як відомо, молекулярна маса молекули дорівнює сумі відносних атомних мас атомів, що входять до складу молекули:
Mr(HX) = Ar(H) + Ar(X).
M(HX) = Mr(HX) = Ar(H) + Ar(X).
Для того, щоб легше не витрачати щоразу час на розрахунок молярної маси конкретної речовини використовують таблицю молярних мас, яка виглядає так:
Приклади розв'язання задач
ПРИКЛАД 1
| Завдання | Складіть формули двох оксидів міді, якщо масові частки міді у них 79,9% та 88,8%. |
| Рішення |
? 1 (О) = 100% - ? 1 (Cu) = 100% - 79,9% = 20,1%; ω 2 (О) = 100% - ω 2 (Cu) = 100% - 88,8% = 11,2%. Позначимо кількість моль елементів, що входять до складу з'єднання за «х» (мідь) та «у» (кисень). Тоді мольне відношення буде виглядати наступним чином (значення відносних атомних мас, взятих з Періодичної таблиці Д.І. Менделєєва округлим до цілих чисел): x:y = 1 (Cu)/Ar(Cu) : 1 (O)/Ar(O); x: y = 79,9/64: 20,1/16; x: y = 1,25: 1,25 = 1: 1. Отже, формула першого оксиду міді матиме вигляд CuO. x:y = ω 2 (Cu)/Ar(Cu) : ω 2 (O)/Ar(O); x: y = 88,8/64: 11,2/16; x: y = 1,39: 0,7 = 2: 1. Отже, формула другого оксиду міді матиме вигляд Cu 2 O. |
| Відповідь | CuO та Cu 2 O |
ПРИКЛАД 2
| Завдання | Складіть формули двох оксидів заліза, якщо масові частки заліза в них 77,8% та 70,0%. |
| Рішення | Масова частка елемента Х у молекулі складу НХ розраховується за такою формулою: ω(Х) = n×Ar(X)/M(HX)×100%. Знайдемо масову частку в кожному з оксидів міді: ? 1 (О) = 100% - ? 1 (Fe) = 100% - 77,8% = 22,2%; ω 2 (О) = 100% - ω 2 (Fe) = 100% - 70,0% = 30,0%. Позначимо кількість моль елементів, що входять до складу з'єднання за «х» (залізо) та «у» (кисень). Тоді мольне відношення буде виглядати наступним чином (значення відносних атомних мас, взятих з Періодичної таблиці Д.І. Менделєєва округлим до цілих чисел): x:y = 1 (Fe)/Ar(Fe) : 1 (O)/Ar(O); x: y = 77,8/56: 22,2/16; x: y = 1,39: 1,39 = 1: 1. Отже, формула першого оксиду заліза матиме вигляд FeO. x:y = 2 (Fe)/Ar(Fe) : 2 (O)/Ar(O); x: y = 70/56: 30/16; x: y = 1,25: 1,875 = 1: 1,5 = 2: 3. Значить формула другого оксиду заліза матиме вигляд Fe 2 O 3 . |
| Відповідь | FeO, Fe 2 O 3 |
Хімія – наука крайнощів. У тому сенсі, що фактичні, реальні, що описують реальність числа в ній або дуже малі, або дуже великі. Дуже багатьох злякало число з 23 нулями. Це справді багато. Адже стільки одиниць (штук) міститься в одному молі речовини. Ви хотіли б проводити розрахунки з такими колосальними числами? Це не зручно. Але в наш час будь-який школяр вирішує завдання з хімії за допомогою аркуша паперу та простого калькулятора. Це можливо завдяки особливій мові спрощення, створеної хіміками. І одне з головних словосполучень цієї мови – «молярна маса».
Формула за визначенням
Визначити молярну масу просто: масу речовини слід розділити з його хімічну кількість. Тобто ви дізнаєтесь, скільки важить один моль цієї речовини. Є й інший шлях визначити молярну масу, але головне - не заплутатися. Молярна маса дорівнює чисельно атомної чи молекулярної масі. Але одиниці виміру різні.
А взагалі навіщо?
У яких ситуаціях може знадобитися молярна маса? Класичний приклад – необхідність виявити формулу речовини. Далеко не всі речовини і не у всіх ситуаціях можна визначити за хімічним властивостямі зовнішньому вигляду, іноді необхідно рахувати кількісні співвідношення. Якщо знаєте фактичні кількості речовин, можна обчислити вид атомів та його пропорції у речовині. І вам знадобиться допомога старого хіміка. Дійсно, дуже старого. Самого Менделєєва.
Зв'язки понять
Чим допоможе таблиця великого вченого? Молярна маса речовини за кількістю дорівнює атомної (для атомарних речовин та чистих металів) або молекулярної маси, але вимірюється в інших одиницях. Ця характеристика речовини буде в грамах на моль, молекулярна - в атомних одиницях маси. Як вийшло, що ці числа однакові? Ті значення, які ви бачите в таблиці елементів, були обчислені досвідченим шляхом. Кожен вид атомів вдалося зважити та визначити його масу у зручних одиницях. Тому ви бачите не мінус двадцять сьомий ступінь, а цілком пристойні числа, найчастіше в межах одиниці та сотні. Є й елементи-важковаговики, але в шкільних задачниках вони зазвичай не згадуються.
Якщо не всі цифри під рукою
А якщо речовина складається з молекул і ви знаєте, що це? Як шукається молярна маса речовини, якщо немає маси його та хімічної кількості одночасно за умовами задачі? Це просто, знаходьте кожен вид атомів (елемент) у таблиці та множите атомні маси на кількість атомів у молекулі для різних елементів. А потім просто сумуєте - і отримуєте молекулярну масу, яка буде точно співпадати з молярною. Для сучасних юних хіміків все вже підготовлено – для відомої формули речовини шукану величину вирахувати не становить жодної проблеми.
Якщо ви розумієте суть хімії, вона видасться вам дуже легкою. Основне навантаження при освоєнні цієї науки - це вивчати і запам'ятовувати властивості конкретних речовин, тоді як загальні процеси та описи - простіше нікуди. Один раз зрозумієте, потренуєтесь - ніколи в житті не заплутаєтеся.
Не секрет, що хімічні знаки дозволяють зобразити склад складної речовини як формул.
Хімічна формула- це умовний запис складу речовини за допомогою хімічних знаків та індексів.
Формули розрізняють молекулярні, структурні, електронні та інші.
Молекулярні формули(H3P04, Fe203, А1(ОН)3, Na2S04, 02 і т.д.) показують якісний (тобто з яких елементів складається речовина) та кількісний (тобто скільки атомів кожного елемента є в речовині) склад.
Структурні формулипоказують порядок з'єднання атомів у молекулі, з'єднуючи атоми рисками (одна рисочка - одна хімічний зв'язокміж двома атомами у молекулі).
Відносна атомна та молекур'яна маса
Відносна атомна масавещестав чи елемента - це безрозмірна величина. Чому безрозмірна, адже маса має мати розмірність?
Причина в тому, що атомна маса речовини в кг дуже мала і виражається порядком 10 мінус 27 ступеня. Щоб у розрахунках не враховувати цей показник, масу кожного елемента призвели до відношенню 1/12 маси ізотопу вуглецю. З цієї причини відносна атомна маса вуглецю становить 12 одиниць.
Сучасні значення відносних атомних мас наведено в періодичній системі елементів Д.І.Менделєєва. Для більшості елементів вказано
Середньоарифметичні значення атомних мас природної суміші ізотопів цих елементів.
Наприклад, відносна маса водню дорівнює 1, а кисню 16.
Відносна молекулярна маса простих та складних речовин чисельно дорівнює сумі відносних атомних мас атомів, що входять до складу молекули.
Наприклад, відносна молекулярна маса води, що складається з двох атомів водню та одного атома кисню, дорівнює
За хімічною формулою можна вирахувати як хімічний склад, і молекулярну масу.
Кількісний склад, що визначається за хімічними формулами, має велике значення для численних розрахунків, які виробляються за хімічним складом.
Обчислення відносної молекулярної маси речовини за хімічною формулою проводиться шляхом додавання творів відносних атомних мас елементів на відповідні індекси в хімічній формулі.
Як розраховується молекулярна маса речовини, ми розглянули трохи вище.
І саме це завдання автоматизує наш хімічний калькулятор.
Знаючи молекулярну масу речовини, нам не варто розрахувати і молярну масу.
Міль- є кількість речовини системи, що містить стільки ж структурних елементів, скільки міститься атомів у вуглеці-12 масою 12 грам
Таким чином, молярна маса речовини з точністю відповідає відносної молекулярної маси та має розмірність грам/моль.
Таким чином молярна маса води дорівнює 18 г/моль.
Молярну масу речовини можна визначити як відношення маси даної порції речовинидо кількості речовиниу цій порції
Відмітні особливості
Щодо інших калькуляторів, що розраховують молярну масу речовини, цей калькулятор має такі особливості:
Формула може містити дужки, наприклад
Формула може містити коефіцієнт
Якщо є необхідність розрахунку масових часток кожного хімічного елемента у формулі, то варто скористатися калькулятором.
Молярні маси яких хімічних елементів не заокруглюються?
Логічно, припустити якщо ви прочитали, звідки з'являється поняття "відносна маса", що "не заокруглена" маса буде в одного елемента - вуглецю . Чи зустрічатимуться інші хімічні елементи з "неокругленими" масами? Сумніваюсь.
синтаксис
molar формула[!]
де формула – довільна формула хімічної речовини.
Увага! Хімічні елементи у формулі мають бути зазначені так, як у таблиці Менделєєва.
простий приклад покаже яка ціна помилки не дотримуватися регістру (великі або малі символи) букв
Якщо напишемо CO - це вуглець і кисень, і якщо напишемо Co - це кобальт.
У будь-яку частину формули, можна вставити службовий символ (знак оклику).
Що він нам дає?
Він всі параметри огругляет до рівня точності, який використовується в шкільній програмі. Це дуже зручно для тих, хто вирішує шкільні завдання.
Наприклад, молярна маса води в шкільних підручниках дорівнює 18, а якщо враховувати більш точні алгоритми, то отримуємо що молярна маса дорівнює 18.01528. Різниця невелика, але якщо робити розрахунок, наприклад масової частки хімічної речовини, виходить невелика, але дуже неприємна розбіжність у вихідних параметрах, яка може ввести в оману недосвідчених користувачів калькулятора.
Приклади
пишемо запит molar NaMgU3O24C18H27
отримуємо відповідь
Якщо ж у вхідних параметрах написати символ- знак оклику, то отримаємо таку відповідь
