Každý student, který pečlivě studoval periodickou tabulku, si pravděpodobně všiml, že kromě čísla chemického prvku obsahuje i informaci o hmotnosti jeho atomu. V tomto článku se podíváme na to, co je to molární hmotnost a kde se používá.
Co je to krtek?
Před zodpovězením otázky "jaká je molární hmotnost" je nutné pochopit tak důležitou veličinu v chemii, jako je mol.
V 19. století Amedeo Avogadro, pečlivě studoval Gay-Lussacův zákon pro ideální plyny v izochorickém procesu, dospěl k závěru, že stejné objemy různých látek za stejných podmínek (teplota a tlak) obsahují stejný počet atomů nebo molekul. Avogadrovy myšlenky byly v rozporu s tehdejšími teoriemi o chemické struktuře a chování plynných látek, takže byly přijaty až o půl století později.
Začátkem 20. století bylo pomocí modernějších technologií možné určit počet molekul vodíku ve 2 gramech tohoto plynu. Tato veličina se nazývá"mol". Samotný termín zavedl Wilhelm Ostwald, z latiny se překládá jako „hromada“, „shluk“.
V roce 1971 se krtek stal jednou ze 7 základních jednotek měření v soustavě SI. V současné době je 1 mol chápán jako počet atomů křemíku, který je obsažen v ideální kouli o hmotnosti 0,028085 kg. Samotný počet částic odpovídající 1 molu se nazývá Avogadrovo číslo. Je to přibližně 6,021023.
Co je to molární hmotnost?
Nyní se můžeme vrátit k tématu článku. Mol a molární hmotnost jsou dvě vzájemně související veličiny. Druhá je hmotnost jednoho molu jakékoli látky. Je zřejmé, že druh chemického prvku nebo složení molekuly konkrétního plynu přímo určuje molární hmotnost. Podle této definice lze napsat následující výraz:
M=ma NA.
Kde ma je hmotnost jednoho atomu, NA je Avogadrovo číslo. To znamená, že pro získání hodnoty M je nutné vynásobit hmotnost jedné částice (molekuly, atomu, atomového shluku) Avogadrovým číslem.
Jak je uvedeno v úvodu článku, každý prvek v periodické tabulce obsahuje informace o své atomové hmotnosti. Je to hmotnost v gramech na mol. Je zřejmé, že pro získání molární hmotnosti v kg / mol by měla být tabulková hodnota vydělena 1000. Například pro niob s číslem 41 vidíme číslo 92,9, to znamená, že 1 mol jeho atomů má hmotnost 92,9 gramů..
Kde se M používá v chemii?
Vím nyníco je molární hmotnost, zvažte, kde se v chemii používá.
Koncept látkového množství a molární hmotnosti hraje důležitou roli při přípravě chemických reakcí, protože se řídí pouze přísným poměrem činidel. Například reakce spalování vodíku s tvorbou molekuly vody je znázorněna níže:
2H2+ O2=2H2O.
Je vidět, že 2 moly vodíku, které mají hmotnost 4 gramy, beze zbytku reagují s 1 molem kyslíku o hmotnosti 32 gramů. V důsledku toho se vytvoří 2 moly molekul vody s indikátorem 36 gramů. Z těchto obrázků je zřejmé, že v procesu chemických přeměn dochází k zachování hmoty. Ve skutečnosti je hmotnost reakčních složek a produktů konverze mírně odlišná. Tento malý rozdíl je způsoben tepelným účinkem reakce. Hmotnostní rozdíl lze vypočítat pomocí Einsteinova vzorce pro vztah hmotnosti a energie.
V chemii je pojem molární hmotnosti také úzce spjat se stejnojmennou koncentrací. Obvykle jsou pevné látky, které jsou rozpustné v kapalinách, charakterizovány počtem molů v jednom litru, to znamená molární koncentrací.
Je důležité pochopit, že uvažovaná hodnota je konstantní pouze pro daný chemický prvek nebo konkrétní sloučeninu, například pro H2je to 2 g/mol a pro O 3 - 48 g/mol. Pokud je její hodnota pro jednu sloučeninu větší než pro jinou, znamená to, že samotná elementární částice první látky má větší hmotnost než druhá.
Plyny a jejich molární objem
Molární hmotnost také souvisí s ideální fyzikouplyny. Zejména se používá při určování objemu plynového systému za specifických vnějších podmínek, pokud je známo množství látky.
Ideální plyny jsou popsány Clapeyronovou-Mendelejevovou rovnicí, která vypadá takto:
PV=nRT.
Zde n je množství látky, které souvisí s molární hmotností následovně:
n=m / M.
Objem plynu lze určit, pokud jsou známy jeho m, teplota T a tlak P, pomocí následujícího vzorce:
V=mRT / (MP).
Molární objem je takový, který při 0 oC a tlaku jedné atmosféry zabírá 1 mol jakéhokoli plynu. Z výše uvedeného vzorce můžete vypočítat tuto hodnotu, je to 22,4 litrů.
