Skillnaden mellan formelmassa och molekylmassa

Formelmassan , ibland även kallad formelvikten och representerad som PF, motsvarar summan av medelatomvikterna för alla atomer som finns i den empiriska formeln för ett kemiskt ämne . Å andra sidan motsvarar molekylmassan , även kallad molekylvikt och representerad som PM, medelmassan av en molekyl eller diskret enhet av en molekylär förening. Liksom formelmassan kan molekylmassan beräknas genom att addera medelatommassorna för de atomer som utgör molekylen och därför representeras i molekylformeln.

Trots att de är väsentligt olika är begreppen formelmassa och molekylmassa nära besläktade. Båda beräknas på samma sätt och båda används med samma avsikt. Med andra ord, ur praktisk synvinkel går de inte att skilja från varandra. Men ur en konceptuell synvinkel innebär de subtila skillnader som har att göra med korrekt användning av kemisk terminologi.

Molekylformler och empiriska formler

För att bättre förstå skillnaden mellan formelmassa och molekylmassa är det nödvändigt att klargöra skillnaden mellan empiriska formler och molekylformler, eftersom dessa massor i grund och botten inte är mer än summan av massorna av atomerna som finns i den ena eller den andra formel.

molekylär formel

Molekylformeln är en förenklad representation av den kemiska sammansättningen av ett molekylärt ämne. Det indikerar de typer av atomer som utgör en molekyl, såväl som det faktiska antalet atomer av varje typ som finns i dess struktur. I denna mening motsvarar begreppet molekylformel endast molekylära föreningar, det vill säga de som bildas av diskreta enheter som kallas molekyler, där alla atomer är kopplade till varandra med hjälp av kovalenta bindningar, och som uppvisar interaktioner. Svaga intermolekyler av van der Waals-typ.

Molekylformeln och jonföreningar

Det är ett mycket vanligt misstag att tala om molekylformeln i förhållande till jonföreningar. Till exempel sägs det ofta slarvigt att den ”molekylära” formeln för natriumklorid är NaCl. Detta representerar ett begreppsfel eftersom det inte finns några molekyler i natriumklorid eftersom det är en jonisk förening. Ingen natriumjon är bunden till en enda kloridjon för att bilda en diskret NaCl-enhet, men alla är bundna till alla andra av elektrostatiska attraktionskrafter, det vill säga genom jonbindning.

I ett fritt exempel skulle det motsvara att det i ett klassrum med 20 manliga elever och 20 kvinnliga elever, som knappt känner varandra, finns 20 förlovade par. Även om det i själva verket finns en hona för varje hane, betyder det inte att det finns någon koppling mellan dem förutom att de är på samma ställen. I det här fallet skulle det vara mer korrekt att säga att rummet består av lika många män och kvinnor. Detta är precis vad formeln för en jonförening försöker förmedla: NaCl betyder inte att natriumklorid består av ”par” av kloridjoner och natriumjoner, utan att det i natriumklorid finns samma andel av varje jon.

Molekylformeln och molekylmassan

Eftersom jonföreningar inte bildar molekyler är det felaktigt att tala om molekylformeln för en jonförening. Endast molekylära föreningar har en molekylformel. I förlängningen är det bara molekylära föreningar som har molekylmassa .

Exempel:

• Molekylformeln för bensen är C ₆ H ₆ och den har en molekylmassa på 78,11 amu.
• Molekylformeln för vatten är H ₂ O och den har en molekylmassa på 18,01 amu.
• Molekylformeln för glukos är C ₆ H ₁₂ O ₆ och den har en molekylmassa på 180,16 amu.
• Kaliumnitrat, som är en jonisk förening, har varken en molekylformel eller en molekylmassa. Vad den har är empirisk formel och massformel.

empirisk formel

Den empiriska formeln är det minsta förhållandet mellan heltal som kan finnas mellan atomerna som utgör ett kemiskt ämne. Baserat på lagen om bestämda proportioner, är varje ren substans, vare sig den är jonisk eller molekylär, uppbyggd av en uppsättning element som är associerade i en fast och väldefinierad proportion. Den empiriska formeln består alltså av minsta möjliga kombination av heltal med vilken denna andel kan representeras.

Till exempel, som vi har sett, är bensen en molekylär förening som består av 6 kol och 6 väten, så vi kan säga att i detta ämne är kol- och väteatomerna i förhållandet 6:6. Detta förhållande kan dock förenklas till ett med mindre heltal, vilket är 1:1. Av denna anledning kan vi säga att den empiriska formeln för bensen är CH.

Den empiriska formeln och jonföreningar

Till skillnad från molekylformler, som endast gäller molekylära föreningar, kan den empiriska formeln tillämpas på vilken typ av kemisk substans som helst, från rena grundämnen till joniska föreningar, som passerar genom molekylära föreningar. Med andra ord, det enda korrekta sättet att representera joniska föreningar är genom deras empiriska formel, medan molekylära föreningar kan representeras av både deras empiriska och molekylära formler.

Den empiriska formeln och formelmassan

Formelmassan representerar massan av en enhet av den empiriska formeln, och det är därifrån den får sitt namn. Av det föregående kan man sluta sig till att även om molekylära föreningar är associerade med en molekylmassa men inte joniska föreningar, är både de förra och de senare associerade med en massa med formeln .

Bestämning av formelmassan för en jonförening

En viktig punkt bör klargöras angående den empiriska formeln och formelmassan för joniska föreningar. Det finns vissa situationer där den empiriska formeln inte sammanfaller exakt med formeln vi använder för att representera vissa joniska föreningar, särskilt de som har kovalenta polyatomära joner med en förenklad formel, såsom oxalat (C 2 O 4 _2- ) _, ^tetrationat ( S ₄ O ₆ ^– ) eller peroxid (O ₂ ^2-). Detta beror på att en empirisk formel försöker representera den minsta andelen i vilken alla atomer i ett ämne finns, men när det gäller joniska föreningar är det viktigare att uttrycka den minsta andelen där jonerna som utgörs av finns. nämnda förening, men inte de individuella atomerna.

I denna mening måste vi ta hänsyn till att, när man uttrycker formeln för en jonisk förening, tas polyatomära joner som diskreta odelbara enheter, även om deras subskript kan förenklas ytterligare.

Exempel

För att illustrera detta, överväg kaliumoxalat, som är en jonisk förening som består av oxalatjoner (C ₂ O ₄ ^2- ) och kaliumkatjoner (K ^​​+ ). Två kalium krävs för varje oxalat, så formeln för denna förening är K ₂ C ₂ O ₄ . Även om denna formel skulle kunna förenklas till KCO ₂ (vilket faktiskt är den empiriska formeln för denna förening), för att bestämma formelmassan i detta fall utförs inte förenklingen eftersom den är. Betrakta oxalatjonen som en diskret enhet.

Denna praxis säkerställer att formlerna för joniska föreningar och deras respektive formelmassor alltid kan användas otvetydigt för att bestämma antalet joner av varje typ som finns i ett prov.

Beräkning av formelmassa och molekylmassa

Som redan nämnts, ur praktisk synvinkel beräknas och används både molekylmassan och formelmassan på samma sätt. I båda fallen används respektive formel, molekylär eller empirisk, beroende på fallet, och den genomsnittliga atommassan för alla närvarande atomer adderas.

Storlek och enheter av formelmassa och molekylmassa

När man har att göra med massor är det tydligt att både formel och molekylmassa måste uttryckas i massenheter. Som sagt, det är viktigt att notera att båda massorna har extremt små magnituder på grund av att de representerar massorna av endast ett fåtal atomer. Av denna anledning, istället för att använda enheter som gram eller kilogram för att representera formel eller molekylmassa, används atommassaenheter eller amu.

I denna mening är det felaktigt att säga att molekylmassan för vatten är 18 g, eftersom det i verkligheten är massan av en mol vattenmolekyler, inte bara en. I det här fallet förväxlas begreppen formel och molekylmassa med begreppen molmassa , vilket inte är detsamma.

exempel

• Bestäm molekylmassan för butansyra vars molekylformel är C ₃ H ₇ COOH.

Denna förening har 4 kolatomer, 8 väte och 2 syre, så dess molekylvikt eller molekylvikt är:

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

• Bestäm formelmassan för kalciumfosfat vars empiriska formel är 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

Med hjälp av formeln massa och molekylmassa

Den främsta anledningen till att de flesta bestämmer formelmassan för en jonisk förening eller molekylmassan för ett molekylärt ämne är att båda är numeriskt lika med sina respektive molära massor. Dessa representerar massan i gram av en mol substans, så formelmassan och molekylmassan tjänar till att indirekt bestämma antalet mol som finns i ett ämnesprov.

Genom antalet mol öppnar sig möjligheten att utföra alla typer av stökiometriska beräkningar, från antalet atomer, joner eller molekyler, till begränsande reagens, överskott av reagens och de olika typerna av utbyten, bland annat.

Sammanfattning av skillnader och likheter mellan formelmassa och molekylmassa

Följande tabell sammanfattar allt som diskuteras i den här artikeln.

Referenser

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

Molekylmassa och molekylvikt . (n.d.). Khan akademin. https://es.khanacademy.org/science/3-secondary-cyt/x2972e7ae3b16ef5b:unit-1-links-and-chemical-reactions/x2972e7ae3b16ef5b:balance-of-reactions-and-stoichiometri/v/molecular-mass och-molekylvikt

Medina, J. (2011). KEMI I: KLASS 4: Ämne 1 Stökiometri av föreningar. Professor Jhonny Medinas blogg. http://quimicaunouc.blogspot.com/p/masa-molecular-masa-formula-y-masa-molar.html

Merino, M. (2009). Molekylviktsdefinition — Definition.de . Definition av. https://definicion.de/molecular-weight/

Formelvikt (kemi) . (2017, 12 juni). specialiserade ordlistor. https://glosarios.servor-alicante.com/quimica/peso-formula