Hur man beräknar molarmassa

Beräkningen av molmassan är väsentlig för att utföra alla stökiometriska beräkningar som involverar massan eller volymen av kemiska föreningar. Detta inkluderar beräkningar relaterade till både kemiska reaktioner och sammansättningen av de olika typer av föreningar som är kända för vetenskapen.

Vad är molmassa?

Som namnet antyder är molmassan inget annat än massan av en mol atomer, molekyler eller formelenheter. Det vill säga, det representerar summan av massorna av ett Avogadro-tal av dessa partiklar, eller, vad som är detsamma, av 6 022,10 ²³ partiklar.

Molmassa uttrycks i massenheter per mol eller massa per mol ^-1 . De vanligaste enheterna inom det vetenskapliga området och i de flesta länder som har antagit International System of Units är g/mol.

Det finns dock andra enheter som ofta används inom teknik, såsom kg/mol; I länder som USA och Liberia, där det imperialistiska systemet av enheter används, används ofta lb/lb-mol.

Steg för att beräkna molmassa

Att beräkna molmassan är mycket enkelt. Allt vi behöver är att lägga ihop molmassorna för alla atomer som utgör ett kemiskt ämne. För att göra detta behöver vi bara ett periodiskt system och känna till ämnets kemiska formel . Nedan är de steg som är nödvändiga för att beräkna molmassan för någon förening eller kemisk substans.

Steg 1: Skriv den kemiska formeln och bestäm vilka grundämnen som finns

Kemiska ämnen, både grundämnen och kemiska föreningar, kan representeras av olika typer av kemiska formler. I det enklaste fallet är formeln helt enkelt en ordnad lista över de grundämnen som utgör ämnet tillsammans med antalet atomer av varje grundämne som är närvarande.

Det finns dock fall där strukturformler presenteras som gör det svårt att beräkna molmassan, så det är att föredra att omvandla sådana strukturformler till mer lättlästa molekylformler.

Exempel:

Följande figur visar strukturformeln för natrium-2-oxopropanoat. Eftersom strukturen är skriven är det svårt att bestämma molmassan, så det första steget är att ta strukturformeln och bestämma dess molekylformel.

Som du kan se består föreningen i det här fallet av kol-, väte-, syre- och natriumatomer.

Steg 2: Räkna antalet atomer av varje närvarande element

Den andra viktiga informationen vi behöver är antalet atomer av varje typ i föreningen. Detta nummer är uppenbart i fall där vi har den enkla molekylformeln. Detta beror på att den enkla molekylformeln består just av en lista över symbolerna för varje element som utgör ämnet, med en sänkning som anger hur många gånger som nämnda element förekommer i strukturen. Man måste dock vara försiktig med molekylformler som har parenteser och andra grupperingstecken, eftersom dessa parentesers sänkningar multiplicerar alla interna sänkningar.

Det är bekvämt att ordna denna information i en liten tabell för att underlätta beräkningar senare. Förutom symbolen för varje element och antalet atomer av varje typ, kommer vi också att lägga till ytterligare två kolumner och en rad:

• En kolumn för atommassan för varje grundämne
• En annan kolumn för den totala molmassan som varje element bidrar till föreningens molära massa.
• En rad i slutet för beräkning av den totala molmassan.

Exempel:

När det gäller natrium-2-oxopropanoat som visas ovan är formeln C ₃ H ₃ NaO ₃ , så denna förening innehåller 3 C-atomer, 3 H-atomer, 1 Na-atom och 3 O-atomer. Tabellen skulle se ut så här:

Det totala antalet atomer är inte relevant för beräkningen av molmassan, men i vissa stökiometriska beräkningar är det användbart.

OBS: Försiktighet bör iakttas med sammansatta formler som innehåller hydreringsvatten. För det första eftersom det är mycket vanligt att man glömmer att lägga till väte- och syreatomerna i vattnet till det totala antalet av dessa atomer vid beräkningen av molmassan. För det andra, eftersom hydratiseringsvatten vanligtvis har en koefficient som anger antalet vattenmolekyler närvarande per enhet av den vattenfria föreningen, vilket innebär att det totala antalet H- och O-atomer som finns i vattnet måste multipliceras med nämnda koefficient för att beräkna molmassan korrekt.

Exempel:

När det gäller koppar(II)sulfatpentahydrat är varje kopparsulfatenhet associerad med 5 vattenmolekyler, vilket visas av den fullständiga formeln: CuSO 4 ·5H 2 _O. I _detta fall är det totala antalet väten 5 x 2 = 10 och det totala antalet syre är 4 + 5 x 1 = 9.

Steg 3: Hitta grundämnenas atommassa i ett periodiskt system

Värdena för de respektive molära atommassorna kan hittas i vilket periodiskt system som helst. Dessa visar faktiskt den relativa atommassan för varje element, men detta är numeriskt lika med molmassan, så allt du behöver göra är att lägga till enheterna g/mol (eller lb/lb-mol om du använder systemet) . imperial) vid placering av resultatet av beräkningarna.

Det periodiska systemet listar alla kända grundämnen sorterade efter deras atomnummer. Varje grundämne finns i en cell som innehåller olika mängder information, men nästan alla inkluderar de relativa atommassorna någonstans. För att veta vilka data som motsvarar atommassan bör du titta på legenden, som vanligtvis finns i det tomma utrymmet ovanför övergångsmetallerna.

Följande figur visar ett exempel på denna legend, och markerar fältet där den relativa atommassan för varje grundämne visas i det periodiska systemet.

Som vi kan se motsvarar atommassorna i det här fallet de data som finns i det övre vänstra hörnet av varje cell. Detta är dock inte alltid fallet, så det är viktigt att alltid granska förklaringen för att undvika att använda fel data.

När alla grundämnen vi behöver är lokaliserade fyller vi i tabellen med respektive atommassa.

Exempel

Fortsätter med exemplet med natrium-2-oxopropanoat, efter att ha lagt till atommassorna, ser tabellen ut så här:

Steg 4: Multiplicera och lägg till

För att hitta den totala massan som varje element bidrar till föreningens molära massa, måste vi multiplicera atommassan för var och en med antalet atomer av den typen som finns i formeln. När denna operation har utförts tillsätts alla resultat för att erhålla den molära massan. Vid denna tidpunkt tillsätts respektive enheter ( g/mol eller lb/lb-mol, beroende på vad som är fallet).

Exempel

I vårt exempel innebär detta att multiplicera värdena i den andra och tredje kolumnen, placera resultaten i den sista kolumnen och sedan lägga till dessa värden för att få molmassan:

Molmassa, atommassa, molekylmassa och formelmassa

Innan man lär sig hur man beräknar molmassa bör några ofta förvirrade relaterade begrepp kortfattas förtydligas. Dessa är begreppen atommassa, molekylmassa och formelmassa , som ofta används omväxlande med molmassa. De är dock inte samma sak.

Som kan utläsas av namnen motsvarar atom-, molekyl- och formelmassan massan av en atom, en molekyl respektive en formelenhet. Däremot representerar molmassan massan av en mol av sådana partiklar. Dessutom, eftersom de är massor, uttrycks dessa tre variabler i massenheter som kan vara gram, kilogram, pund eller något annat, även om det är vanligt att använda en speciell enhet som kallas atommassaenheten.

Trots deras skillnader, med tanke på definitionen av molen och atommassaenheten, är den senare numeriskt lika med molmassan, som representerar källan till förvirringen.

Atom- och molekylmassa och relativa formler

På en begreppsmässig nivå är det ett misstag att tala om att beräkna en molmassa genom att lägga till atommassor. Men på en praktisk nivå gör det ingen skillnad, eftersom molära atommassor och atommassor uttryckt i amu (atommassaenheter) är numeriskt lika.

Men både denna förvirring och eventuella problem med imperialistiska enheter löses genom att använda relativa massenheter istället för absoluta värden. Dessa relativa massor består av respektive atom- eller molekylmassa dividerad med en tolftedel av massan av kol-12-isotopen. Denna division gör att enheter upphävs och därför är alla relativa massor dimensionslösa och kan användas i alla sammanhang helt enkelt genom att multiplicera med den absoluta eller molära massan av kol-12 dividerat med 12.

Exempel på beräkning av molmassa

Beräkning av molmassan av järnsulfatheptahydrat

Steg 1: Formeln för denna förening är Fe ₂ (SO ₄ ) ₃ · 7H ₂ O, så den består av järn (Fe), svavel (S), syre (O) och väte (H).

Steg 2: Det totala antalet för varje element är:

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

Steg 3: De relativa atommassorna som erhålls från det periodiska systemet är:

• Tro = 55 845
• S = 32 060
• ELLER = 15 999
• H = 1 008

Steg 4:

Referenser

BERÄKNING AV MOLARMASSA . (2021, 26 januari). Kurs för UNAM. https://cursoparalaunam.com/calculo-de-la-masa-molar

Hur beräknar man molekylvikten ? Exempel och övningar . (2021, 18 maj). Unibetas. https://unibetas.com/molecular-weight/

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

Exempel på Molar Mass . (2015, 18 oktober). Chemistry.NET. https://www.quimicas.net/2015/10/ejemplos-de-masa-molar_18.html

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

Meyer. (nd). Säkerhetsdatablad – Järnsulfathydrat . Meyer kemiska reagenser. http://reactivosmeyer.com.mx/datos/pdf/reactivos/hds_1345.pdf