Διαφορά μεταξύ μάζας τύπου και μοριακής μάζας

Η μάζα του τύπου , που μερικές φορές ονομάζεται επίσης βάρος τύπου και αναπαρίσταται ως PF, αντιστοιχεί στο άθροισμα των μέσων ατομικών βαρών όλων των ατόμων που υπάρχουν στον εμπειρικό τύπο μιας χημικής ουσίας. Από την άλλη πλευρά, η μοριακή μάζα , που ονομάζεται επίσης μοριακό βάρος και αντιπροσωπεύεται ως PM, αντιστοιχεί στη μέση μάζα ενός μορίου ή διακριτής μονάδας μιας μοριακής ένωσης. Όπως η μάζα του τύπου, η μοριακή μάζα μπορεί να υπολογιστεί προσθέτοντας τις μέσες ατομικές μάζες των ατόμων που αποτελούν το μόριο και επομένως αντιπροσωπεύονται στον μοριακό τύπο.

Παρά το γεγονός ότι είναι ουσιαστικά διαφορετικές, οι έννοιες της μάζας του τύπου και της μοριακής μάζας συνδέονται στενά. Και τα δύο υπολογίζονται με τον ίδιο τρόπο και τα δύο χρησιμοποιούνται με την ίδια πρόθεση. Με άλλα λόγια, από πρακτική άποψη δεν διακρίνονται μεταξύ τους. Ωστόσο, από εννοιολογική άποψη, υποδηλώνουν λεπτές διαφορές που έχουν να κάνουν με τη σωστή χρήση της χημικής ορολογίας.

Μοριακοί τύποι και εμπειρικοί τύποι

Για να κατανοήσουμε καλύτερα τη διαφορά μεταξύ της μάζας του τύπου και της μοριακής μάζας, είναι απαραίτητο να διευκρινιστεί η διαφορά μεταξύ εμπειρικών τύπων και μοριακών τύπων, καθώς, βασικά, αυτές οι μάζες δεν είναι τίποτα άλλο από το άθροισμα των μαζών των ατόμων που υπάρχουν σε ένα ή η άλλη φόρμουλα.

μοριακός τύπος

Ο μοριακός τύπος είναι μια απλοποιημένη αναπαράσταση της χημικής σύστασης μιας μοριακής ουσίας. Υποδεικνύει τους τύπους των ατόμων που συνθέτουν ένα μόριο, καθώς και τον πραγματικό αριθμό των ατόμων κάθε τύπου που υπάρχουν στη δομή του. Με αυτή την έννοια, η έννοια του μοριακού τύπου αντιστοιχεί μόνο σε μοριακές ενώσεις, δηλαδή σε εκείνες που σχηματίζονται από διακριτές μονάδες που ονομάζονται μόρια, στις οποίες όλα τα άτομα συνδέονται μεταξύ τους μέσω ομοιοπολικών δεσμών και που παρουσιάζουν αλληλεπιδράσεις. Αδύναμα διαμοριακά τύπου van der Waals.

Ο μοριακός τύπος και οι ιοντικές ενώσεις

Είναι πολύ συνηθισμένο λάθος να μιλάμε για τον μοριακό τύπο σε σχέση με τις ιοντικές ενώσεις. Για παράδειγμα, συχνά απρόσεκτα λέγεται ότι ο «μοριακός» τύπος του χλωριούχου νατρίου είναι το NaCl. Αυτό αντιπροσωπεύει ένα εννοιολογικό λάθος, καθώς, καθώς είναι μια ιοντική ένωση, δεν υπάρχουν μόρια στο χλωριούχο νάτριο. Κανένα ιόν νατρίου δεν συνδέεται με ένα μόνο ιόν χλωρίου για να σχηματίσει μια διακριτή μονάδα NaCl, αλλά όλα συνδέονται με όλα τα άλλα μέσω ηλεκτροστατικών δυνάμεων έλξης, δηλαδή μέσω ιοντικού δεσμού.

Σε ένα ελεύθερο παράδειγμα, αυτό θα ισοδυναμούσε με το να πούμε ότι σε μια τάξη με 20 μαθητές και 20 φοιτήτριες, που μόλις και μετά βίας γνωρίζονται, υπάρχουν 20 αρραβωνιασμένα ζευγάρια. Αν και, στην πραγματικότητα, υπάρχει ένα θηλυκό για κάθε αρσενικό, αυτό δεν σημαίνει ότι υπάρχει κάποια σχέση μεταξύ τους εκτός από το γεγονός ότι βρίσκονται στα ίδια μέρη. Σε αυτή την περίπτωση, θα ήταν πιο σωστό να πούμε ότι το δωμάτιο αποτελείται από ίσο αριθμό αρσενικών και θηλυκών. Αυτό ακριβώς επιδιώκει να αποδώσει ο τύπος μιας ιοντικής ένωσης: Το NaCl δεν σημαίνει ότι το χλωριούχο νάτριο αποτελείται από “ζευγή” ιόντων χλωρίου και ιόντων νατρίου, αλλά ότι στο χλωριούχο νάτριο υπάρχει η ίδια αναλογία κάθε ιόντος.

Ο μοριακός τύπος και η μοριακή μάζα

Εφόσον οι ιοντικές ενώσεις δεν σχηματίζουν μόρια, δεν είναι σωστό να μιλάμε για τον μοριακό τύπο μιας ιοντικής ένωσης. Μόνο οι μοριακές ενώσεις έχουν μοριακό τύπο. Κατ’ επέκταση, μόνο οι μοριακές ενώσεις έχουν μοριακή μάζα .

Παραδείγματα:

• Ο μοριακός τύπος του βενζολίου είναι C ₆ H ₆ και έχει μοριακή μάζα 78,11 amu.
• Ο μοριακός τύπος του νερού είναι H ₂ O και έχει μοριακή μάζα 18,01 amu.
• Ο μοριακός τύπος της γλυκόζης είναι C ₆ H ₁₂ O ₆ και έχει μοριακή μάζα 180,16 amu.
• Το νιτρικό κάλιο, ως ιοντική ένωση, δεν έχει ούτε μοριακό τύπο ούτε μοριακή μάζα. Αυτό που έχει είναι εμπειρικός τύπος και τύπος μάζας.

συνοπτικός τύπος

Ο εμπειρικός τύπος είναι η ελάχιστη αναλογία ακέραιων αριθμών που μπορεί να υπάρχει μεταξύ των ατόμων που αποτελούν μια χημική ουσία. Με βάση τον νόμο των καθορισμένων αναλογιών, κάθε καθαρή ουσία, είτε είναι ιοντική είτε μοριακή, αποτελείται από ένα σύνολο στοιχείων που συνδέονται σε μια σταθερή και καλά καθορισμένη αναλογία. Ο εμπειρικός τύπος αποτελείται, λοιπόν, από τον μικρότερο δυνατό συνδυασμό ακεραίων με τους οποίους μπορεί να αναπαρασταθεί αυτή η αναλογία.

Για παράδειγμα, όπως είδαμε, το βενζόλιο είναι μια μοριακή ένωση που αποτελείται από 6 άνθρακες και 6 υδρογόνα, οπότε μπορούμε να πούμε ότι, σε αυτήν την ουσία, τα άτομα άνθρακα και υδρογόνου βρίσκονται σε αναλογία 6:6. Ωστόσο, αυτή η αναλογία μπορεί να απλοποιηθεί σε έναν με μικρότερους ακέραιους αριθμούς, που είναι 1:1. Για το λόγο αυτό, μπορούμε να πούμε ότι ο εμπειρικός τύπος του βενζολίου είναι CH.

Ο εμπειρικός τύπος και οι ιοντικές ενώσεις

Σε αντίθεση με τους μοριακούς τύπους, που ισχύουν μόνο για μοριακές ενώσεις, ο εμπειρικός τύπος μπορεί να εφαρμοστεί σε κάθε τύπο χημικής ουσίας, από καθαρά στοιχεία έως ιοντικές ενώσεις, που διέρχονται από μοριακές ενώσεις. Με άλλα λόγια, ο μόνος σωστός τρόπος αναπαράστασης των ιοντικών ενώσεων είναι μέσω του εμπειρικού τους τύπου, ενώ οι μοριακές ενώσεις μπορούν να αναπαρασταθούν τόσο από τον εμπειρικό όσο και από τον μοριακό τους τύπο.

Ο εμπειρικός τύπος και ο τύπος μάζα

Ο τύπος μάζα αντιπροσωπεύει τη μάζα μιας μονάδας του εμπειρικού τύπου και από εκεί πήρε το όνομά της. Από τα προηγούμενα μπορεί να συναχθεί ότι, ενώ οι μοριακές ενώσεις συνδέονται με μοριακή μάζα αλλά όχι με ιοντικές ενώσεις, τόσο η πρώτη όσο και η δεύτερη συνδέονται με μια μάζα του τύπου .

Προσδιορισμός της μάζας του τύπου μιας ιοντικής ένωσης

Ένα σημαντικό σημείο πρέπει να διευκρινιστεί σχετικά με τον εμπειρικό τύπο και τη μάζα του τύπου των ιοντικών ενώσεων. Υπάρχουν ορισμένες περιπτώσεις στις οποίες ο εμπειρικός τύπος δεν συμπίπτει ακριβώς με τον τύπο που χρησιμοποιούμε για να αναπαραστήσουμε ορισμένες ιοντικές ενώσεις, ιδιαίτερα εκείνες που έχουν ομοιοπολικά πολυατομικά ιόντα με απλοποιήσιμο τύπο, όπως οξαλικό (C 2 O 4 _2- ) _, ^{τετραθειονικό} ( S ₄ O ₆ ^– ) ή υπεροξείδιο (O ₂ ^2-). Αυτό συμβαίνει επειδή ένας εμπειρικός τύπος επιδιώκει να αναπαραστήσει την ελάχιστη αναλογία στην οποία βρίσκονται όλα τα άτομα μιας ουσίας, αλλά στην περίπτωση των ιοντικών ενώσεων, είναι πιο σημαντικό να εκφραστεί η ελάχιστη αναλογία στην οποία βρίσκονται τα ιόντα που αποτελούν. την εν λόγω ένωση, αλλά όχι τα μεμονωμένα άτομα.

Υπό αυτή την έννοια, πρέπει να λάβουμε υπόψη ότι, όταν εκφράζουμε τον τύπο μιας ιοντικής ένωσης, τα πολυατομικά ιόντα λαμβάνονται ως διακριτές αδιαίρετες μονάδες, ακόμη και αν οι δείκτες τους μπορούν να απλοποιηθούν περαιτέρω.

Παράδειγμα

Για να το δείξετε αυτό, σκεφτείτε το οξαλικό κάλιο, το οποίο είναι μια ιοντική ένωση που αποτελείται από οξαλικά ιόντα (C ₂ O ₄ ^2- ) και κατιόντα καλίου (K ⁺ ). Απαιτούνται δύο κάλιο για κάθε οξαλικό, επομένως ο τύπος αυτής της ένωσης είναι K ₂ C ₂ O ₄ . Αν και αυτός ο τύπος θα μπορούσε να απλοποιηθεί σε KCO ₂ (που είναι στην πραγματικότητα ο εμπειρικός τύπος αυτής της ένωσης), για τους σκοπούς του προσδιορισμού της μάζας του τύπου σε αυτήν την περίπτωση η απλοποίηση δεν πραγματοποιείται επειδή είναι Θεωρήστε το οξαλικό ιόν ως μια διακριτή μονάδα.

Αυτή η πρακτική διασφαλίζει ότι οι τύποι των ιοντικών ενώσεων και οι αντίστοιχες μάζες του τύπου τους μπορούν πάντα να χρησιμοποιηθούν χωρίς αμφιβολία για τον προσδιορισμό του αριθμού των ιόντων κάθε τύπου που υπάρχουν σε ένα δείγμα.

Υπολογισμός μάζας και μοριακής μάζας τύπου

Όπως αναφέρθηκε ήδη, από πρακτική άποψη τόσο η μοριακή μάζα όσο και η μάζα του τύπου υπολογίζονται και χρησιμοποιούνται με τον ίδιο τρόπο. Και στις δύο περιπτώσεις, χρησιμοποιείται ο αντίστοιχος τύπος, μοριακός ή εμπειρικός, ανάλογα με την περίπτωση, και προστίθενται οι μέσες ατομικές μάζες όλων των ατόμων που υπάρχουν.

Μέγεθος και μονάδες τύπου μάζα και μοριακή μάζα

Όταν ασχολούμαστε με μάζες, είναι σαφές ότι τόσο ο τύπος όσο και η μοριακή μάζα πρέπει να εκφράζονται σε μονάδες μάζας. Τούτου λεχθέντος, είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι και οι δύο μάζες έχουν εξαιρετικά μικρά μεγέθη λόγω του ότι αντιπροσωπεύουν τις μάζες λίγων μόνο ατόμων. Για το λόγο αυτό, αντί να χρησιμοποιούνται μονάδες όπως γραμμάρια ή κιλά για την αναπαράσταση του τύπου ή της μοριακής μάζας, χρησιμοποιούνται μονάδες ατομικής μάζας ή amu.

Υπό αυτή την έννοια, είναι λάθος να λέμε ότι η μοριακή μάζα του νερού είναι 18 g, αφού στην πραγματικότητα είναι η μάζα ενός μορίου μορίων νερού, όχι μόνο ενός. Σε αυτή την περίπτωση, οι έννοιες του τύπου και της μοριακής μάζας συγχέονται με αυτές της μοριακής μάζας , που δεν είναι το ίδιο.

παραδείγματα

• Προσδιορίστε τη μοριακή μάζα του βουτανοϊκού οξέος του οποίου ο μοριακός τύπος είναι C ₃ H ₇ COOH.

Αυτή η ένωση έχει 4 άτομα άνθρακα, 8 υδρογόνο και 2 οξυγόνο, επομένως η μοριακή της μάζα ή το μοριακό της βάρος είναι:

PM _C3H7COOH = (4 x PA _C ) + (8 x PA _H ) + (2 x PA _O ) = (4 x 12 amu) + (8 x 1 amu) + (2 x 16 amu) = 88 amu

• Προσδιορίστε τη μάζα του τύπου του φωσφορικού ασβεστίου του οποίου ο εμπειρικός τύπος είναι Ca ₃ (PO ₄ ) ₂

PF _Ca3(PO4)2 = (3 x PA _Ca ) + (2 x PA _P ) + (8 x PA _O ) = (3 x 40 amu) + (2 x 31 amu) + (8 x 16 amu) = 310 uma

Χρησιμοποιώντας τον τύπο μάζα και μοριακή μάζα

Ο κύριος λόγος που οι περισσότεροι άνθρωποι καθορίζουν τη μάζα του τύπου μιας ιοντικής ένωσης ή τη μοριακή μάζα μιας μοριακής ουσίας είναι επειδή και οι δύο είναι αριθμητικά ίσες με τις αντίστοιχες μοριακές τους μάζες. Αυτά αντιπροσωπεύουν τη μάζα σε γραμμάρια ενός mole ουσίας, επομένως η μάζα του τύπου και η μοριακή μάζα χρησιμεύουν για τον έμμεσο προσδιορισμό του αριθμού των mole που υπάρχουν σε οποιοδήποτε δείγμα ουσίας.

Μέσω του αριθμού των γραμμομορίων, ανοίγει η δυνατότητα διεξαγωγής όλων των ειδών στοιχειομετρικών υπολογισμών, από τον αριθμό των ατόμων, ιόντων ή μορίων, έως τα περιοριστικά αντιδραστήρια, την περίσσεια αντιδραστηρίων και τους διαφορετικούς τύπους αποδόσεων, μεταξύ άλλων.

Περίληψη των διαφορών και ομοιοτήτων μεταξύ της μάζας του τύπου και της μοριακής μάζας

Ο παρακάτω πίνακας συνοψίζει όλα όσα συζητήθηκαν σε αυτό το άρθρο.

βιβλιογραφικές αναφορές

Πώς να υπολογίσετε το Μοριακό Βάρος; Παραδείγματα και ασκήσεις . (2021, 18 Μαΐου). Ηλεκτρονικό μάθημα εισαγωγικών εξετάσεων Unibetas. https://unibetas.com/molecular-weight/

Μοριακή μάζα και μοριακό βάρος . (ν.δ.). Ακαδημία Khan. https://es.khanacademy.org/science/3-secondary-cyt/x2972e7ae3b16ef5b:unit-1-links-and-chemical-reactions/x2972e7ae3b16ef5b:balance-of-reactions-and-stoichiometry-moss/ και μοριακού βάρους

Medina, J. (2011). ΧΗΜΕΙΑ Ι: ΤΑΞΗ 4η: Θέμα 1ο Στοιχειομετρία ενώσεων. Blog του καθηγητή Jhonny Medina. http://quimicaunouc.blogspot.com/p/masa-molecular-masa-formula-y-masa-molar.html

Merino, M. (2009). Ορισμός μοριακού βάρους — Definition.de . Ορισμός του. https://definicion.de/molecular-weight/

Φόρμουλα Βάρος (Χημεία) . (2017, 12 Ιουνίου). εξειδικευμένα γλωσσάρια. https://glosarios.servidor-alicante.com/quimica/peso-formula