Κάθε μαθητής που μελέτησε προσεκτικά τον περιοδικό πίνακα, πιθανότατα παρατήρησε ότι, εκτός από τον αριθμό ενός χημικού στοιχείου, περιέχει πληροφορίες για το βάρος του ατόμου του. Σε αυτό το άρθρο, θα δούμε τι είναι η μοριακή μάζα και πού χρησιμοποιείται.
Τι είναι ο σπίλος;
Πριν απαντήσετε στην ερώτηση "ποια είναι η μοριακή μάζα", είναι απαραίτητο να κατανοήσετε μια τόσο σημαντική ποσότητα στη χημεία όπως η μοριακή.
Τον 19ο αιώνα, ο Amedeo Avogadro, μελετώντας προσεκτικά τον νόμο Gay-Lussac για τα ιδανικά αέρια σε μια ισοχωρική διαδικασία, κατέληξε στο συμπέρασμα ότι ίσοι όγκοι διαφορετικών ουσιών υπό ίδιες συνθήκες (θερμοκρασία και πίεση) περιέχουν ίσο αριθμό ατόμων ή μορίων. Οι ιδέες του Avogadro έρχονταν σε αντίθεση με τις θεωρίες εκείνης της εποχής για τη χημική δομή και συμπεριφορά των αερίων ουσιών, έτσι έγιναν αποδεκτές μόλις μισό αιώνα αργότερα.
Στις αρχές του 20ου αιώνα, με τη βοήθεια πιο σύγχρονων τεχνολογιών, ήταν δυνατό να προσδιοριστεί ο αριθμός των μορίων υδρογόνου σε 2 γραμμάρια αυτού του αερίου. Αυτή η ποσότητα ονομάζεται"μολ". Ο ίδιος ο όρος εισήχθη από τον Wilhelm Ostwald, από τα λατινικά μεταφράζεται ως "σωρός", "cluster".
Το 1971, το mole έγινε μία από τις 7 βασικές μονάδες μέτρησης στο σύστημα SI. Επί του παρόντος, 1 mole νοείται ως ο αριθμός των ατόμων πυριτίου που περιέχεται σε μια ιδανική σφαίρα με μάζα 0,028085 kg. Ο ίδιος ο αριθμός των σωματιδίων που αντιστοιχεί σε 1 mole ονομάζεται αριθμός Avogadro. Είναι περίπου 6,021023.
Τι είναι η μοριακή μάζα;
Τώρα μπορούμε να επιστρέψουμε στο θέμα του άρθρου. Η μοριακή και η μοριακή μάζα είναι δύο αλληλένδετες ποσότητες. Το δεύτερο είναι το βάρος ενός mol οποιασδήποτε ουσίας. Προφανώς, ο τύπος του χημικού στοιχείου ή η σύνθεση του μορίου ενός συγκεκριμένου αερίου καθορίζει άμεσα τη μοριακή μάζα. Σύμφωνα με αυτόν τον ορισμό, μπορεί να γραφεί η ακόλουθη έκφραση:
M=ma NA.
Όπου ma είναι η μάζα ενός ατόμου, NA είναι ο αριθμός του Avogadro. Δηλαδή, για να ληφθεί η τιμή του M, είναι απαραίτητο να πολλαπλασιάσουμε το βάρος ενός σωματιδίου (μόριο, άτομο, ατομικό σύμπλεγμα) με τον αριθμό Avogadro.
Όπως σημειώθηκε στην εισαγωγή του άρθρου, κάθε στοιχείο στον περιοδικό πίνακα περιέχει πληροφορίες για την ατομική του μάζα. Είναι το βάρος σε γραμμάρια ανά mole. Προφανώς, για να ληφθεί η μοριακή μάζα σε kg / mol, η τιμή του πίνακα θα πρέπει να διαιρεθεί με το 1000. Για παράδειγμα, για το νιόβιο στον αριθμό 41, βλέπουμε τον αριθμό 92,9, δηλαδή 1 mol από τα άτομα του έχει βάρος 92,9 γραμμάρια.
Πού χρησιμοποιείται το M στη χημεία;
Ξέρω τώρατι είναι η μοριακή μάζα, σκεφτείτε πού χρησιμοποιείται στη χημεία.
Η έννοια της ποσότητας της ουσίας και του μοριακού βάρους παίζει σημαντικό ρόλο στην προετοιμασία των χημικών αντιδράσεων, καθώς συμβαδίζουν μόνο με μια αυστηρή αναλογία αντιδραστηρίων. Για παράδειγμα, η αντίδραση της καύσης του υδρογόνου με το σχηματισμό ενός μορίου νερού φαίνεται παρακάτω:
2H2+ O2=2H2O.
Μπορεί να φανεί ότι 2 moles υδρογόνου, που έχουν μάζα 4 γραμμαρίων, αντιδρούν χωρίς υπολείμματα με 1 mole οξυγόνου βάρους 32 γραμμαρίων. Ως αποτέλεσμα, σχηματίζονται 2 mole μορίων νερού, με δείκτη 36 γραμμάρια. Από αυτά τα σχήματα είναι σαφές ότι στη διαδικασία των χημικών μετασχηματισμών η μάζα διατηρείται. Στην πραγματικότητα, το βάρος των αντιδρώντων και των προϊόντων μετατροπής είναι ελαφρώς διαφορετικό. Αυτή η μικρή διαφορά οφείλεται στη θερμική επίδραση της αντίδρασης. Η διαφορά μάζας μπορεί να υπολογιστεί χρησιμοποιώντας τον τύπο του Αϊνστάιν για να συσχετίσει το βάρος και την ενέργεια.
Στη χημεία, η έννοια της μοριακής μάζας σχετίζεται επίσης στενά με τη συγκέντρωση του ίδιου ονόματος. Συνήθως, τα στερεά που είναι διαλυτά σε υγρά χαρακτηρίζονται από τον αριθμό των mol σε ένα λίτρο, δηλαδή τη μοριακή συγκέντρωση.
Είναι σημαντικό να κατανοήσουμε ότι η υπό εξέταση τιμή είναι σταθερή μόνο για ένα δεδομένο χημικό στοιχείο ή μια συγκεκριμένη ένωση, για παράδειγμα, για H2είναι 2 g/mol, και για O 3 - 48 g/mol. Εάν η τιμή του για μια ένωση είναι μεγαλύτερη από ότι για μια άλλη, τότε αυτό σημαίνει ότι το ίδιο το στοιχειώδες σωματίδιο της πρώτης ουσίας έχει μεγαλύτερη μάζα από τη δεύτερη.
Αέρια και ο μοριακός όγκος τους
Η μοριακή μάζα σχετίζεται επίσης με την ιδανική φυσικήαέρια. Συγκεκριμένα, χρησιμοποιείται κατά τον προσδιορισμό του όγκου ενός συστήματος αερίου υπό συγκεκριμένες εξωτερικές συνθήκες, εάν η ποσότητα της ουσίας είναι γνωστή.
Τα ιδανικά αέρια περιγράφονται από την εξίσωση Clapeyron-Mendeleev, η οποία μοιάζει με:
PV=nRT.
Εδώ n είναι η ποσότητα της ουσίας που σχετίζεται με τη μοριακή μάζα ως εξής:
n=m / M.
Ο όγκος ενός αερίου μπορεί να προσδιοριστεί εάν είναι γνωστά το m, η θερμοκρασία T και η πίεση P, χρησιμοποιώντας τον ακόλουθο τύπο:
V=mRT / (MP).
Μοριακός όγκος είναι αυτός που, σε 0 oC και πίεση μίας ατμόσφαιρας, καταλαμβάνει 1 mol οποιουδήποτε αερίου. Από τον παραπάνω τύπο, μπορείτε να υπολογίσετε αυτή την τιμή, είναι 22,4 λίτρα.
