Sådan beregnes molær masse

Beregningen af ​​molær masse er afgørende for at udføre enhver støkiometrisk beregning, der involverer massen eller volumen af ​​kemiske forbindelser. Dette omfatter beregninger relateret til både kemiske reaktioner og sammensætningen af ​​de forskellige typer forbindelser, som videnskaben kender.

Hvad er molær masse?

Som navnet antyder, er den molære masse ikke mere end massen af ​​et mol atomer, molekyler eller formelenheder. Det vil sige, det repræsenterer summen af ​​masserne af et Avogadro-tal af disse partikler, eller hvad der er det samme, af 6.022,10 ²³ partikler.

Molmasse er udtrykt i masseenheder pr. mol eller masse pr. mol ^-1 . De mest almindeligt anvendte enheder inden for det videnskabelige område og i de fleste lande, der har vedtaget det internationale system af enheder, er g/mol.

Der er dog andre enheder, der ofte bruges i teknik, såsom kg/mol; I lande som USA og Liberia, hvor det kejserlige system af enheder bruges, bruges ofte lb/lb-mol.

Trin til at beregne molær masse

Beregning af molmassen er meget enkel. Alt, hvad vi behøver, er at lægge molmasserne sammen af ​​alle de atomer, der udgør et kemisk stof. For at gøre dette behøver vi kun et periodisk system og kender stoffets kemiske formel . Nedenfor er de nødvendige trin for at beregne molmassen af ​​enhver forbindelse eller kemisk stof.

Trin 1: Skriv den kemiske formel og bestem, hvilke grundstoffer der er til stede

Kemiske stoffer, både grundstoffer og kemiske forbindelser, kan repræsenteres af forskellige typer kemiske formler. I det enkleste tilfælde er formlen blot en ordnet liste over de grundstoffer, der udgør stoffet, sammen med antallet af atomer af hvert grundstof, der er til stede.

Der er dog tilfælde, hvor der præsenteres strukturformler, der gør det vanskeligt at beregne molmassen, så det er at foretrække at konvertere sådanne strukturformler til lettere at læse molekylære formler.

Eksempel:

Den følgende figur viser strukturformlen for natrium-2-oxopropanoat. Som strukturen er skrevet, er det svært at bestemme molmassen, så det første skridt er at tage strukturformlen og bestemme dens molekylære formel.

Som du kan se, består forbindelsen i dette tilfælde af kulstof-, brint-, oxygen- og natriumatomer.

Trin 2: Tæl antallet af atomer af hvert tilstedeværende grundstof

Den anden vigtige information, vi har brug for, er antallet af atomer af hver type i forbindelsen. Dette tal er tydeligt i tilfælde, hvor vi har den simple molekylære formel. Dette sker, fordi den simple molekylære formel netop består af en liste over symbolerne for hvert element, der udgør stoffet, med et underskrift, der angiver det antal gange, det nævnte element optræder i strukturen. Der skal dog udvises forsigtighed med molekylære formler, der har parenteser og andre grupperingstegn, da disse parentesers nedskrevne gange alle interne nedskrevne.

Det er praktisk at arrangere disse oplysninger i en lille tabel for at lette beregninger senere. Ud over symbolet for hvert element og antallet af atomer af hver type, vil vi også tilføje yderligere to kolonner og en række:

• En søjle for hvert grundstofs atommasse
• En anden kolonne for den totale molære masse, som hvert element bidrager til den molære masse af forbindelsen.
• En række til sidst til beregning af den samlede molære masse.

Eksempel:

I tilfælde af natrium-2-oxopropanoat vist ovenfor er formlen C ₃ H ₃ NaO ₃ , så denne forbindelse indeholder 3 C-atomer, 3 H-atomer, 1 Na-atom og 3 O-atomer. Tabellen ville se sådan ud:

Det samlede antal atomer er ikke relevant for beregningen af ​​molmassen, men i nogle støkiometriske beregninger er det nyttigt.

BEMÆRK: Der skal udvises forsigtighed med sammensatte formler, der indeholder hydreringsvand. For det første fordi det er meget almindeligt at glemme at tilføje vandets brint- og oxygenatomer til det samlede antal af disse atomer under beregningen af ​​molmassen. For det andet, fordi hydratiseringsvand normalt har en koefficient, der angiver antallet af tilstedeværende vandmolekyler pr. enhed af den vandfri forbindelse, hvilket indebærer, at det samlede antal H- og O-atomer til stede i vandet skal ganges med nævnte koefficient for at beregne molmassen korrekt.

Eksempel:

I tilfælde af kobber(II)sulfatpentahydrat er hver kobbersulfatenhed forbundet med 5 vandmolekyler, som vist med den fulde formel: CuSO 4 ·5H 2 _O. I _dette tilfælde er det samlede antal hydrogener 5 x 2 = 10 og det samlede antal oxygener er 4 + 5 x 1 = 9.

Trin 3: Find grundstoffernes atommasse på et periodisk system

Værdierne af de respektive molære atommasser kan findes i ethvert periodisk system. Disse viser faktisk den relative atommasse af hvert element, men dette er numerisk lig med molmassen, så alt du skal gøre er at tilføje enhederne g/mol (eller lb/lb-mol, hvis du bruger systemet) . imperial), når resultatet af beregningerne placeres.

Det periodiske system viser alle kendte grundstoffer ordnet efter deres atomnummer. Hvert element er i en celle, der indeholder varierende mængder af information, men næsten alle inkluderer de relative atommasser et eller andet sted. For at vide, hvilke data der svarer til atommassen, bør du se på legenden, som generelt findes i det tomme rum over overgangsmetallerne.

Den følgende figur viser et eksempel på denne legende, der fremhæver feltet, hvor den relative atommasse af hvert grundstof vises på det pågældende periodiske system.

Som vi kan se, svarer atommasserne i dette tilfælde til de data, der findes i øverste venstre hjørne af hver celle. Dette er dog ikke altid tilfældet, så det er vigtigt altid at gennemgå forklaringen for at undgå at bruge forkerte data.

Når alle de grundstoffer, vi skal bruge, er placeret, udfylder vi tabellen med de respektive atommasser.

Eksempel

Fortsætter med eksemplet med natrium 2-oxopropanoat, efter tilsætning af atommasserne, ser tabellen sådan ud:

Trin 4: Multiplicer og tilføj

For at finde den samlede masse, som hvert grundstof bidrager til den molære masse af forbindelsen, skal vi gange atommassen af ​​hver med antallet af atomer af den type, der er til stede i formlen. Når denne operation er udført, tilføjes alle resultater for at opnå den molære masse. På dette tidspunkt tilføjes de respektive enheder ( g/mol eller lb/lb-mol, alt efter tilfældet).

Eksempel

I vores eksempel betyder det at gange værdierne i anden og tredje kolonne, placere resultaterne i den sidste kolonne og derefter tilføje disse værdier for at få den molære masse:

Molmasse, atommasse, molekylmasse og formelmasse

Før man lærer at beregne molær masse, bør nogle ofte forvirrede relaterede begreber kort afklares. Disse er begreberne atommasse, molekylær masse og formelmasse , som ofte bruges i flæng med molær masse. De er dog ikke ens.

Som det kan udledes af navnene, svarer atom-, molekyl- og formelmasse til massen af ​​henholdsvis et atom, et molekyle og en formelenhed. I modsætning hertil repræsenterer den molære masse massen af ​​et mol af sådanne partikler. Derudover er disse tre variabler, der er masser, udtrykt i masseenheder, der kan være gram, kilogram, pund eller enhver anden, selvom det er sædvanligt at bruge en speciel enhed kaldet atommasseenheden.

På trods af deres forskelle, givet definitionen af ​​molen og atommasseenheden, er sidstnævnte numerisk lig med molmassen, som repræsenterer kilden til forvirringen.

Atom- og molekylmasser og relative formler

På et konceptuelt niveau er det en fejl at tale om at beregne en molær masse ved at tilføje atommasser. Men på et praktisk niveau gør det ingen forskel, da molære atommasser og atommasser udtrykt i amu (atommasseenheder) er numerisk lige store.

Men både denne forvirring og eventuelle problemer med imperialistiske enheder løses ved at bruge relative masseenheder i stedet for absolutte værdier. Disse relative masser består af de respektive atomare eller molekylære masser divideret med en tolvtedel af massen af ​​kulstof-12 isotopen. Denne opdeling får enheder til at annullere, og derfor er alle relative masser dimensionsløse og kan bruges i enhver sammenhæng blot ved at gange med den absolutte eller molære masse af kulstof-12 divideret med 12.

Eksempel på beregning af molær masse

Beregning af molmassen af ​​ferrisulfatheptahydrat

Trin 1: Formlen for denne forbindelse er Fe ₂ (SO ₄ ) ₃ · 7H ₂ O, så den består af jern (Fe), svovl (S), oxygen (O) og hydrogen (H).

Trin 2: Det samlede antal af hvert element er:

• Tro = 2
• S = 1 x 3 = 3
• Eller = 4 x 3 + 7 x 1 = 19
• H = 7 x 2 = 14

Trin 3: De relative atommasser opnået fra det periodiske system er:

• Tro = 55.845
• S = 32.060
• ELLER = 15.999
• H = 1.008

Trin 4:

Referencer

BEREGNING AF MOLARMASSEN . (2021, 26. januar). Kursus for UNAM. https://cursoparalaunam.com/calculo-de-la-masa-molar

Hvordan beregner man molekylvægten ? Eksempler og øvelser . (2021, 18. maj). Unibetas. https://unibetas.com/molecular-weight/

Molekylvægt koncept . (nd). Wow. https://www.guao.org/tercer_ano/quimica/concepto_de_peso_molecular-concepto_de_peso_molecular

Eksempler på molær masse . (2015, 18. oktober). Chemistry.NET. https://www.quimicas.net/2015/10/ejemplos-de-masa-molar_18.html

Guerra M., L. (2019). Støkiometriske reaktioner . UAEH. https://www.uaeh.edu.mx/docencia/P_Presentaciones/b_sahagun/2019/lgm-quiminorganica.pdf

Meyer. (nd). Sikkerhedsdatablad – Ferrisulfathydrat . Meyer kemiske reagenser. http://reactivosmeyer.com.mx/datos/pdf/reactivos/hds_1345.pdf