Единица измерения молярной массы

МКТ — это просто!

alt

Узнай стоимость своей работы

Бесплатная оценка заказа!

Оценим за полчаса!

«Ничто не существует, кроме атомов и пустого пространства …» — Демокрит «Любое тело может делиться до бесконечности» — Аристотель

Цель МКТ — это объяснение строения и свойств различных макроскопических тел и тепловых явлений, в них протекающих, движением и взаимодействием частиц, из которых состоят тела. Макроскопические тела — это большие тела, состоящие из огромного числа молекул. Тепловые явления — явления, связанные с нагреванием и охлаждением тел.

Основные утверждения МКТ

1.

Вещество состоит из частиц (молекул и атомов). 2. Между частицами есть промежутки. 3. Частицы беспорядочно и непрерывно движутся.

alt

Узнай стоимость своей работы

Бесплатная оценка заказа!
Читайте также:  Амфотерные органические и неорганические соединения

Оценим за полчаса!

4. Частицы взаимодействуют друг с другом (притягиваются и отталкиваются).

Подтверждение МКТ:

1.

экспериментальное — механическое дробление вещества; растворение вещества в воде; сжатие и расширение газов; испарение; деформация тел; диффузия; опыт Бригмана: в сосуд заливается масло, сверху на масло давит поршень, при давлении 10 000 атм масло начинает просачиваться сквозь стенки стального сосуда; — диффузия; броуновское движение частиц в жидкости под ударами молекул; — плохая сжимаемость твердых и жидких тел; значительные усилия для разрыва твердых тел; слияние капель жидкости; 2. прямое — фотографирование, определение размеров частиц.

Единица измерения молярной массы

Броуновское движение

Броуновское движение — это тепловое движение взвешенных частиц в жидкости (или газе). Броуновское движение стало доказательством непрерывного и хаотичного (теплового) движения молекул вещества. — открыто английским ботаником  Р. Броуном в 1827 г. — дано теоретическое объяснение на основе МКТ А. Эйнштейном в 1905 г.

— экспериментально подтверждено французским физиком Ж. Перреном.

  • Размеры частиц
  • Диаметр любого атома составляет около см.

Единица измерения молярной массы

Число молекул в веществе

где V — объем вещества, Vo — объем одной молекулы

Масса одной молекулы

где m — масса вещества, N — число молекул в веществе Единица измерения массы в СИ: [m]= 1 кг В атомной физике массу обычно измеряют в атомных единицах массы (а.е.м.).

Условно принято считать за 1 а.е.м. :

Единица измерения молярной массы

Относительная молекулярная масса вещества

Для удобства расчетов вводится величина — относительная молекулярная масса вещества. Массу молекулы любого вещества можно сравнить с 1/12 массы молекулы углерода.

Единица измерения молярной массы

где числитель — это масса молекулы, а знаменатель — 1/12 массы атома углерода

— это величина безразмерная, т.е. не имеет единиц измерения

Относительная атомная масса химического элемента

Единица измерения молярной массы

где числитель — это масса атома, а знаменатель — 1/12 массы атома углерода

— величина безразмерная, т.е. не имеет единиц измерения Относительная атомная масса каждого химического элемента дана в таблице Менделеева.

Другой способ определения относительной молекулярной массы вещества

Относительная молекулярная масса вещества равна сумме относительных атомных масс химических элементов, входящих в состав молекулы вещества. Относительную атомную массу любого химического элемента берем из таблицы Менделеева!)

Количество вещества (ν) определяет относительное число молекул в теле.

где N — число молекул в теле, а Na — постоянная Авогадро Единица измерения количества вещества в системе СИ: [ν]= 1 моль

1 моль — это количество вещества, в котором содержится столько молекул (или атомов), сколько атомов содержится в углероде массой 0,012 кг.

Запомни! В 1 моле любого вещества содержится одинаковое число атомов или молекул!

  1. Но!
  2. Постоянная Авогадро
  3. Число атомов в 1 моле любого вещества называют числом Авогадро или постоянной Авогадро:

Одинаковые количества вещества для разных веществ имеют разную массу! Единица измерения молярной массы

Молярная масса

Молярная масса  (M) — это масса вещества, взятого  в одном моле, или иначе — это масса одного моля вещества.

  • где
  • — масса молекулы — постоянная Авогадро
  • Единица измерения молярной массы: [M]=1 кг/моль.
  • Эти формулы получаются в результате подстановки вышерассмотренных формул.
  • Масса любого количества вещества

Единица измерения молярной массы

и формула для 7 класса

(плотность х объем)

Количество вещества

Число молекул в веществе

Единица измерения молярной массы

Молярная масса

Масса одной молекулы

Единица измерения молярной массы

Связь между относительной молекулярной массой и молярной массой

Единица измерения молярной массы Назад в раздел «10-11 класс»

Молекулярная физика. Термодинамика — Класс!ная физика

Основные положения МКТ. Масса и размер молекул. Количество вещества. — Взаимодействие молекул. Строение твердых тел, жидкостей и газов. — Идеальный газ. Основное уравнение МКТ. — Температура. Тепловое равновесие.

Абсолютная шкала температур. — Уравнение состояния идеального газа. — Изопроцессы. Газовые законы. — Взаимные превращения жидкостей и газов. Влажность воздуха. — Твердые тела. Кристаллические тела. Аморфные тела.

Источник: http://class-fizika.ru/10_29.html

АТОМНО-МОЛЕКУЛЯРНОЕ УЧЕНИЕ

Массы атомов и молекул очень малы, и использовать для численного выражения их величин общепринятую единицу измерения — килограмм — неудобно. Поэтому для выражения масс атомов и молекул используют другую единицу измерения — атомную единицу массы (а.е.м.).

Атомная единица массы (а.е.м.) — единица измерения масс атомов, молекул и элементарных частиц. За атомную единицу массы принята 1/12 массы нуклида углерода 12С. Масса этого нуклида в единицах СИ равна 1,9927·10-26 кг.

Единица измерения молярной массы

Относительная атомная масса (устаревший термин — атомный вес) — масса атома, выраженная в атомных единицах массы (а.е.м.). Обозначается Аr.

Большинство природных химических элементов представляют собой смесь изотопов. Поэтому за относительную атомную массу элемента принимают среднее значение относительной атомной массы природной смеси его изотопов с учетом их содержания в земных условиях. Именно эти значения и приведены в Периодической системе.

Например, кислород имеет три изотопа 16О, 17О и 18O, их атомные массы и содержание в природной смеси приведены в таблице ниже.

Изотоп Содержание в природной смеси, атомн. % ni Атомная масса изотопа а.е.м. Аr,i
16О 99,759 15,995
17О 0,037 16,999
18О 0,204 17,999

Среднее значение атомной массы с учетом вклада каждого изотопа вычисляется по следующей формуле:

Единица измерения молярной массы

Подставив в эту формулу соответствующие значения из таблицы для атомной массы кислорода, получим:

Аr = 15,995·0,99759 + 16,999·0,0037 + 17,999·0,0204 = 15,999 а.е.м.

Атомная масса и массовое число — совершенно различные понятия: первое — масса атома, выраженная в а.е.м., а второе — число нуклонов в ядре. Атомная масса — дробная величина (имеет целое значение только для изотопа 12С), в отличие от массового числа, которое является всегда целым.

Численно эти величины очень близки; например, для водорода атомная масса равна 1,0078, а массовое число равно 1, для гелия атомная масса равна 4,0026, а массовое число — 4.

Относительные атомные массы имеют дробные значения по следующим причинам:

  1. Большинство элементов, существующих в природе, представляют смесь нескольких изотопов, и в Периодической системе указывается среднее значение относительной атомной массы смеси природного изотопного состава.
  2. Для моноизотопных элементов (например, 23Na) это значение будет также дробным, т. к. масса нуклонов, выраженная в а.е.м., не является целым числом и при образовании ядра часть массы нуклонов переходит в энергию, в соответствии с уравнением Есвязи = Δm·c2, где с = 3·108 м/с — скорость света в вакууме.

При образовании любой связи всегда выделяется энергия, на что и расходуется часть массы связывающихся частиц.

В случае образования химических связей эта величина очень мала, поэтому изменением массы здесь пренебрегают и считают, что масса образовавшейся частицы равна сумме масс частиц, участвующих в ее образовании.

При образовании же ядра выделяется очень большая энергия, и «дефект массы» хорошо заметен.

Молекулярная масса

Молекулярная масса — масса молекулы, выраженная в а.е.м. Масса молекулы практически равна сумме относительных атомных масс входящих в нее атомов.

Если же вещество состоит не из молекул, а, например, из ионов (NaCl), или является олигомером [(Н2О)n], то относительную молекулярную массу указывают для формульной единицы вещества. Под формульной единицей вещества следует понимать химический состав наименьшего количества данного вещества.

Моль — единица измерения количества вещества. Обозначается ν. 1 моль — это такое количество вещества, в котором содержится столько же структурных единиц (атомов, молекул, ионов, радикалов), сколько атомов содержится в 0,012 кг изотопа углерода 12С, а именно:

  • NA = 6,022·1023 моль-1 — число Авагадро
  • Молярная масса вещества (М) равна отношению массы этого вещества (m) к его количеству (ν):
  • Прежнее определение: масса одного моля вещества, численно равна его молекулярной массе, но выражается в единицах [г/моль].

Различие в понятиях: «молярная масса» и «молекулярная масса», похожи по звучанию, но относятся к разному числу объектов: первое — это масса одного моля вещества (т.е. масса 6,022·1023 молекул), а второе — масса одной молекулы, и выражены они в разных единицах — [г/моль] и [а.е.м.] соответственно.

Понятие «количество вещества» и, соответственно, единица его измерения — моль используются в большинстве химических расчетов. Эта величина однозначно связана с массой, числом структурных единиц и объемом (если это газ или пары) вещества. Если задано количество вещества, то эти величины легко рассчитать.

Единица измерения молярной массы

Молярная масса и молярный объем

Поскольку в одном моле любого вещества содержится одинаковое число структурных единиц, то молярная масса вещества пропорциональна массе соответствующей структурной единицы, т. е. относительной молекулярной (или атомной) массе данного вещества:

Единица измерения молярной массы

В самом деле, для изотопа углерода 12С Аr = 12, а молярная масса атомов (по определению понятия «моль») равна 12 г/моль. Следовательно, численные значения двух масс совпадают, а значит, К = 1.

Отсюда следует, что молярная масса вещества, выраженная в граммах на моль, имеет то же численное значение, что и его относительная молекулярная (атомная) масса.

Так, молярная масса атомарного водорода равна 1,008 г/моль, молекулярного водорода — 2,016 г/моль, молекулярного кислорода — 31,999 г/моль.

Согласно закону Авогадро одно и то же число молекул любого газа занимает при одинаковых условиях один и тот же объем. С другой стороны, 1 моль любого вещества содержит (по определению) одинаковое число частиц.

Читайте также:  Молярная масса хрома (cr), формула и примеры

Отсюда следует, что при определенных температуре и давлении 1 моль любого вещества в газообразном состоянии занимает один и тот же объем. Нетрудно рассчитать, какой объем занимает один моль газа при нормальных условиях, т. е.

при нормальном атмосферном давлении (101,325 кПа) и температуре 273 К. Например, экспери-ментально установлено, что масса 1 л кислорода при нормальных условиях равна 1,43 г.

Следовательно, объем, занимаемый при тех же условиях одним молем кислорода (32 г), составит 32 : 1,43 = 22,4 л. То же число получим, рассчитав объем одного моля водорода, диоксида углерода и т.д.

Отношение объема, занимаемого веществом, к его количеству называется молярным объемом вещества.

Как следует из изложенного, при нормальных условиях молярный объем любого газа равен 22,4 л/моль (точнее, Vn = 22,414 л/моль).

Это утверждение справедливо для такого газа, когда другими видами взаимодействия его молекул между собой, кроме их упругого столкновения, можно пренебречь. Такие газы называются идеальными.

Для неидеальных газов, называемых реальными, молярные объемы различны и несколько отличаются от точного значения. Однако в большинстве случаев различие сказывается лишь в четвертой и последующих значащих цифрах.

Молярная масса газа

Для определения относительной молекулярной массы вещества обычно находят численно равную ей молярную массу вещества (в г/моль). Если вещество находится в газообразном состоянии, то его молярная масса может быть найдена с помощью закона Авогадро.

По этому закону равные объемы газов, взятых при одинаковой температуре и одинаковом давлении, содержат равное число молекул.

Отсюда следует, что массы двух газов, взятых в одинаковых объемах, должны относиться друг к другу, как их молекулярные массы или как численно равные их молярные массы:

Единица измерения молярной массы

Отношение массы данного газа к массе другого газа, взятого в том же объеме, при той же температуре и том же давлении, называется относительной плотностью первого газа по второму.

Например, при нормальных условиях масса диоксида углерода в объеме 1 л равна 1,98 г, а масса водорода в том же объеме и при тех же условиях — 0,09 г, откуда плотность оксида углерода по водороду составит: 1,98 : 0,09 = 22.

  1. Обозначим относительную плотность газа m1/m2 буквой D. Тогда:
  2. Молярная масса газа равна его плотности по отношению к другому газуу умноженной на молярную массу второго газа.
  3. Часто плотности различных газов определяют по отношению к водороду, как самому легкому из всех газов. Поскольку молярная масса водорода с точностью до сотых равна 2 г/моль, то в этом случае уравнение для расчета молярных масс принимает вид:
  4. Вычисляя, например, по этому уравнению молярную массу диоксида углерода, плотность которого по водороду, как указано выше, равна 22, находим:

откуда Единица измерения молярной массы

Нередко также молярную массу газа вычисляют, исходя из его плотности по воздуху.

Хотя воздух представляет собой смесь нескольких газов, все же можно говорить о средней молярной массе воздуха, определенной из плотности воздуха по водороду.

Найденная таким путем молярная масса воздуха равна 29 г/моль. Обозначив плотность исследуемого газа по воздуху через D получим следующее уравнение для вычисления молярных масс:

Единица измерения молярной массы

Молярную массу вещества (а следовательно, и его относительную молекулярную массу) можно определить и другим способом, используя понятие о молярном объеме вещества в газообразном состоянии.

Для этого находят объем, занимаемый при нормальных условиях определенной массой данного вещества в газообразном состоянии, а затем вычисляют массу 22,4 л этого вещества при тех же условиях.

Полученная величина и выражает молярную массу вещества.

Пример: 0,7924 г хлора при 0°С и давлении 101,325 кПа занимают объем, равный 250 мл. Вычислить относительную молекулярную массу хлора. Находим массу хлора, содержащегося в объеме 22,4 л (22400 мл): m = 22400*0,7924/250 ≈ 71 г. Следовательно, молярная масса хлора равна 71 г/моль, а относительная молекулярная масса хлора равна 71.

Измерения объемов газов обычно проводят при условиях, отличных от нормальных. Для приведения объема газа к нормальным условиям можно пользоваться уравнением, объединяющим газовые законы Бойля-Мариотта и Гей-Люссака:

Единица измерения молярной массы

Молярные массы газов можно вычислить также, пользуясь уравнением состояния идеального газа — уравнением Клапейрона-Менделеева:

Единица измерения молярной массы

Если объем и давление газа выражены в других единицах измерения, то значение газовой постоянной в уравнении Клапейрона-Менделеева примет другое значение. Оно может быть рассчитано по формуле, вытекающей из объединенного закона газового состояния для моля вещества при нормальных условиях:

Единица измерения молярной массы

Пример: Какое значение газовой постоянной следует взять для расчета параметров газа, взятого при давлении 10 атм в объеме 100 л?

Находим значение газовой постоянной исходя из того, что нормальные условия — это такие условия, когда ро ≈ 101,3 кПа ≈ 760 мм.рт.ст. ≈ 1 торр ≈ 100 бар ≈ 1 атм. Объем же, занимаемый 1 молем газа при нормальных условиях, равен Vo ≈ 22,4 л, температура То ≈ 273 К. Тогда R = 1·22,4/273 = 0,082 атм·л/(моль·К).

Описанными способами можно определять молярные массы не только газов, но и всех веществ, переходящих при нагревании (без разложения) в газообразное состояние. Для этого навеску исследуемого вещества превращают в пар и измеряют его объем, температуру и давление.

Последующие вычисления производят так же, как и при определении молярных масс газов. Молярные массы, определенные этими способами, не вполне точны, потому что рассмотренные газовые законы и уравнение Клапейрона-Менделеева строго справедливы лишь при очень малых давлениях.

Более точно молярные массы вычисляют на основании данных анализа вещества.

Доли вещества

Массовая доля вещества А в системе — отношение его массы к массе всей системы (часто эту величину выражают в %):

Объемная доля компонента — отношение объема компонента к объему всей системы:

Мольная доля компонента — отношение количества вещества (моль) компонента А к общему количеству молей всех компонентов системы:

Парциальное давление газа

При определении молекулярных масс газов очень часто приходится измерять объем газа, собранного над водой и потому насыщенного водяным паром.

Определяя в этом случае давление газа, необходимо вводить поправку на парциальное давление водяного пара. При обычных условиях различные газы смешиваются друг с другом в любых соотношениях.

При этом каждый газ, входящий в состав смеси, характеризуется своим парциальным давлением.

Парциальное давление — это давление (pi) которое производило бы имеющееся в смеси количество данного газа, если бы оно одно занимало при той же температуре весь объем, занимаемый смесью.

Пример: Пусть над водой собрано 570 мл газа при температуре 20°С и давлении 104,1 кПа. Это давление складывается из двух величин — парциального давления самого газа и давления насыщенного водяного пара.

Последнее при каждой температуре имеет вполне определенную величину, в частности при 20°С оно равно 2,34 кПа. Следовательно, парциальное давление газа в данном случае равно 104,1 — 2,34 = 101,76 кПа.

Приводя измеренный объем газа к нормальным условиям, следует подставить в уравнение не общее давление газовой смеси (104,1 кПа), а парциальное давление газа (101,76 кПа):

Если не учитывать поправку на давление паров воды, то вместо найденного объема получим:

Ошибка составит 13 мл, т. е. около 2,5%, что можно допустить только при ориентировочных расчетах.

Эквивалент. Количество вещества эквивалентов

Из закона постоянства состава следует, что элементы соединяются друг с другом в строго определенных количественных соотношениях. Поэтому в химии введено понятие эквивалента (слово «эквивалентный» в переводе означает «равноценный»).

Эквивалентом называют условные частицы вещества в целое число раз меньшие, чем соответствующие им формульные единицы.

В формульной единице вещества может содержаться 1, 2, 3, …, в общем случае zB, эквивалентов вещества. Число zB называют эквивалентным числом или числом эквивалентности.

Эквивалентное число зависит от природы реагирующих веществ, типа и степени осуществления химической реакции. Поэтому различают эквивалентные числа элемента в составе соединения, отдельных групп, ионов и молекул.

В обменных реакциях эквивалентное число вещества определяют по стехиометрии реакции.

В окислительно-восстановительных реакциях значения эквивалентного числа окислителя и восстановителя определяют по числу электронов, которые принимает 1 формульная единица окислителя или принимает 1 формульная единица восстановителя.

Если известно количество вещества, то количество вещества эквивалентов всегда в число эквивалентности раз больше (или равно) количества вещества:

В практических расчетах наиболее часто пользуются молярной массой эквивалентов.

Молярной массой эквивалентов вещества В называется отношение массы вещества В к его количеству вещества эквивалентов:

Многие элементы образуют несколько соединений друг с другом. Из этого следует, что эквивалент элемента и его молярная масса эквивалентов могут иметь различные значения, смотря по тому, из состава какого соединения они были вычислены.

Но во всех таких случаях различные эквиваленты (или молярные массы эквивалентов) одного и того же элемента относятся друг к другу, как небольшие целые числа. Например, молярные массы эквивалентов углерода, вычисленные исходя из состава диоксида и оксида углерода, равны соответственно 3 г/моль и б г/моль; отношение этих величин равно 1 : 2.

В подавляющем большинстве соединений молярная масса эквивалентов водорода равна 1, а кислорода — 8 г/моль.

Наряду с понятием молярной массы эквивалентов вещества иногда удобно пользоваться понятием объема эквивалентов газообразного вещества В. Данный объем рассчитывается как молярный объем данного газа, деленный на число эквивалентности вещества:

Понятие об эквивалентах, молярных массах эквивалентов и объемах эквивалентов газообразного вещества распространяется также на сложные вещества. Эквивалентом сложного вещества является такое его количество, которое взаимодействует без остатка с одним эквивалентом любого другого вещества. Такой расчет возможен благодаря закону эквивалентов.

Источник: http://proofgen.ru/Atmodoct/Atmodoct3.html

Молекулярная масса

АБВГДЕЖЗИКЛМНОПРСТУФХЦЧШЩЭЮЯ

Молекулярная масса, сумма масс атомов, входящих в состав данной молекулы; выражается в атомных единицах массы (а.е. м.). Поскольку 1 а.е.м.

(иногда называемая дальтон, D) равна 1/12 массы атома нуклида 12С и в единицах массы СИ составляет 1,66057.10-27 кг, то умножение молекулярной массы на 1,66057.10-27 дает абс. массу молекулы в килограммах.

Чаще пользуются безразмерной величиной Мотн-относительной молекулярной массой: Мотн =Mx/D, где Мх-масса молекулы x, выраженная в тех же единицах массы (кг, г или др.), что и D.

Молекулярная масса характеризует среднюю массу молекулы с учетом изотопного состава всех элементов, образующих данное хим. соединение. Иногда молекулярную массу определяют для смеси разл. в-в известного состава, напр. для воздуха «эффективную» молекулярную массу можно принять равной 29.

Абс. массами молекул удобно оперировать в области физики субатомных процессов и радиохимии, где путем измерения энергии частиц, согласно теории относительности, определяют их абс. массы. В химии и хим. технологии необходимо применять макроскопич. единицы измерения кол-ва в-ва.

Число любых частиц (молекул, атомов, электронов или мысленно выделяемых в в-ве групп частиц, напр. пар ионов Na+ и Сl- в кристаллич. решетке NaCl), равное Авогадро постоянной NА = 6,022.1023, составляет макроскопич. единицу кол-ва в-ва-моль. Тогда можно записать: Мотн = Mx.NA/(D.NA),T.е. относительная молекулярная масса равна отношению массы моля в-ва к NAD.

Если в-во состоит из молекул с ковалентными связями между составляющими их атомами, то величина Mx.NA представляет собой м о л я рн у ю м а с с у этого в-ва, единицы измерения к-рой кг-моль (киломоль, кМ). Для в-в, не содержащих молекул, а состоящих из атомов, ионов или радикалов, определяется ф о р-м у л ь н а я м о л я р н а я м а с с а, т.е.

масса NA частиц, соответствующих принятой формуле в-ва (однако в СССР часто и в этом случае говорят о молекулярной массе, что неверно).

Ранее в химии использовали понятия грамм-молекула, грамм-атом, грамм-ион, теперь-моль молекул, моль атомов, моль ионов, подразумевая под этим NA молекул, атомов, ионов и соотв. их молярные массы, выраженные в граммах или килограммах.

Традиционно употребляют в качестве синонима термин «молекулярный (молярный) вес», т. к. определение массы производится с помощью весов. Но, в отличие от веса, зависящего от географич. координат, масса является постоянным параметром кол-ва в-ва (при обычных скоростях движения частиц в условиях хим.

р-ций), поэтому правильнее говорить «молекулярная масса».

Большое число устаревших терминов и понятий, касающихся молекулярной массы, объясняется тем, что до эры космич. полетов в химии не придавали значения различию между массой и весом, к-рое обусловлено разностью значений ускорения своб. падения на полюсах (9,83 м.с-2) и на экваторе (9,78 м.

с-2); при расчетах силы тяжести (веса) обычно пользуются средним значением, равным 9,81 м.с-2. Кроме того, развитие понятия молекулы (как и атома) было связано с исследованием макроскопич. кол-в в-ва в процессах их хим. (реакции) или физ. (фазовые переходы) превращений, когда не была разработана теория строения в-ва (19 в.

) и предполагалось, что все хим. соед. построены только из атомов и молекул.

Методы определения. Исторически первый метод (обоснованный исследованиями С. Канниццаро и А. Авогадро) предложен Ж.

Дюма в 1827 и заключался в измерении плотности газообразных в-в относительно водородного газа, молярная масса к-рого принималась первоначально равной 2, а после перехода к кислородной единице измерений молекулярных и атомных масс-2,016 г. След. этап развития эксперим.

возможностей определения молекулярной массы заключался в исследовании жидкостей и р-ров нелетучих и недиссоциирующих в-в путем измерения коллигативных св-в (т. е. зависящих только от числа растворенных частиц) — осмотич. давления (см.

Осмометрия), понижения давления пара, понижения точки замерзания (криоскопия)и повышения точки кипения (эбулиоскопия)р-ров по сравнению с чистым р-рителем. При этом было открыто «аномальное» поведение электролитов.

Понижение давления пара над р-ром зависит от молярной доли растворенного в-ва (закон Рауля): [(р — р0)/р] = N, где р0-давление пара чистого р-рителя, р-давление пара над р-ром, N- молярная доля исследуемого растворенного в-ва, N = (тх/Мх)/[(тх/Мх) + (m0/M0)], mx и Мх-соотв.

Читайте также:  Как сделать презентацию в ворде

навеска (г) и молекулярная масса исследуемого в-ва, m0 и М0-то же для р-рителя. В ходе определений проводят экстраполяцию к бесконечно разб. р-ру, т.е. устанавливают Единица измерения молярной массы для р-ров исследуемого в-ва и для р-ров известного (стандартного) хим. соединения. В случае криоскопии и эбулиоскопии используют зависимости соотв. Dt3 = Кс и Dtк = Еc, где Dt3-понижение т-ры замерзания р-ра, Dtк — повышение т-ры кипения р-ра, К и Е-соотв. криоскопич. и эбулиоскопич. постоянные р-рителя, определяемые по стандартному растворенному в-ву с точно известной молекулярной массой, с-моляльная концентрация исследуемого в-ва в р-ре (с = Мхтх.1000/m0). Молекулярную массу рассчитывают по ф-лам: Мх = тхК.1000/m0Dt3 или Мх = тхЕ.1000/m0 Dtк. Методы характеризуются достаточно высокой точностью, т.к. существуют спец. термометры (т. наз. термометры Бекмана), позволяющие измерять весьма малые изменения т-ры.

Для определения молекулярной массы используют также изотермич. перегонку р-рителя. При этом пробу р-ра исследуемого в-ва вносят в камеру с насыщ.

паром р-рителя (при данной т-ре); пары р-рителя конденсируются, т-ра р-ра повышается и после установления равновесия вновь понижается; по изменению т-ры судят о кол-ве выделившейся теплоты испарения, к-рая связана с молекулярной массой растворенного в-ва. В т. наз. изопиестич. методах проводят изотермич.

перегонку р-рителя в замкнутом объеме, напр. в Н-образном сосуде. В одном колене сосуда находится т. наз. р-р сравнения, содержащий известную массу в-ва известной молекулярной массы (молярная концентрация C1), в другом-р-р, содержащий известную массу исследуемого в-ва (молярная концентрация С2 неизвестна). Если, напр.

, С1 > С2, р-ритель перегоняется из второго колена в первое, пока молярные концентрации в обоих коленах не будут равны. Сопоставляя объемы полученных изопиестич. р-ров, рассчитывают молекулярную массу неизвестного в-ва. Для определения молекулярной массыы можно измерять массу изопиестич.

р-ров с помощью весов Мак-Бена, к-рые представляют собой две чашечки, подвешенные на пружинках в закрытом стеклянном сосуде; в одну чашечку помещают исследуемый р-р, в другую-р-р сравнения; по изменению положения чашечек определяют массы изопиестич. р-ров и, следовательно, молекулярную массу исследуемого в-ва.

Осн. методом определения атомных и мол. масс летучих в-в является масс-спектрометрия. Для исследования смеси соед. эффективно использование хромато-масс-спектромет-рии. При малой интенсивности пика мол. иона применяют эффузиометрич. приставки к масс-спектрометрам. Эффузио-метрич.

способ основан на том, что скорость вытекания газа в вакуум из камеры через отверстие, диаметр к-рого значительно меньше среднего пути своб. пробега молекулы, обратно пропорциональна квадратному корню из молекулярной массы в-ва; скорость вытекания контролируют по изменению давления в камере.

Молекулярную массу летучих соед. определяют также методами газовой хроматографии с газовыми весами Мартина. Последние измеряют скорость перемещения газа в канале, соединяющем трубки, по к-рым текут газ-носитель и газ из хроматографич.

колонки, что позволяет определять разницу плотностей этих газов, зависящую от молекулярной массы исследуемого в-ва.

Молекулярную массу измеряют для идентификации хим. соед., для установления содержания отдельных нуклидов в соед., напр. в воде, используемой в атомных энергетич. установках, а также при исследовании и синтезе высокомол. соед., св-ва к-рых существенно зависят от их молекулярных масс (см. Молекулярная масса полимера).

Средние значения молекулярных масс полимеров устанавливают с помощью перечисленных выше методов, основанных на коллигативных св-вах разбавленных р-ров, по числу двойных связей («мягким» озонолизом) или функц. групп (методами функцион. анализа), а также по таким св-вам их р-ров, как вязкость, светорассеяние. Средние значения мол.

масс полимеров высокой степени полимеризации определяют по их реологич. характеристикам.

===

Исп. литература для статьи «Молекулярная масса»: Рафиков С. Р., Павлова С. А., Твердохлебова И. И., Методы определения молекулярных весов и полидисперсности высокомолекулярныхсоединений, М., 1963; Полинг Л., Полинг П., Химия, пер. с англ., М., 1978;Вилков Л. В., Пентин Ю. А., Физические методы исследования в химии, М., 1987. Ю.А.Клячко.

Страница «Молекулярная масса» подготовлена по материалам химической энциклопедии.

АБВГДЕЖЗИКЛМНОПРСТУФХЦЧШЩЭЮЯ Единица измерения молярной массы

Источник: http://www.xumuk.ru/encyklopedia/2653.html

Особенности молярной массы, молекулярной массы и обычной массы

ЗНАНИЯ

  • Особенности молярной массы, молекулярной массы и обычной массы:
  • Количественно M = Mr равны, но они отличаются качественно.
  • Так как молярная масса (М) — это характеристика одного моль вещества, а молекулярная масса — характеристика одной молекулы.
  • Также молярная масса имеет свою единицу измерения: г/моль, в отличие от относительной и безразмерной молекулярной массы.
  • Зато, таким, образом, значение Mr легко подсмотреть через таблицу Менделеева (более крупное число в каждой ячейке (подробнее в данной теме)).

Например, 1 моль воды будет массой 18 грамм (16 грамм — кислород и по 1 грамму каждый водород). Т.е. мы взяли столько молекул воды (6,02*1023), взвесили и получили 18 г.

Однако, следует помнить, что кислород обычно находится в виде молекулы O2, поэтому необходимо будет взять 2H2 (2 моль водорода) соединить с кислородом и получить: 2H2O.

Ну, а какая-нибудь серная кислота (H2SO4) в количестве 1 моль будет массой 98 грамм (1*2 + 32 + 4*16). Соответственно, молярная масса (M) серной кислоты 98 г/моль.

  1. Поэтому, например, в формуле:
  2. CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O
  3. Мы видим, что у нас 1 моль метана (CH4), который имеет массу (12 (углерод) + 4*1(водород) = 16 г)
  4. 2 моль кислорода = 64 г (4*16)
  5. Получаем:
  6. 1 моль углекислого газа = 44 г
  7. 2 моль воды = 36 г
  8. 16 + 64 = 44 + 18
  9. 80 = 80
  10. Всё верно, закон сохранения массы работает.
  11. Исходя из этого можно определить массовое соотношение.
  12. Например, если нам предложили в задаче найти, сколько образуется грамм воды, если сжечь 32 г метана, то следуя расчетам по формуле выше, мы легко все рассчитаем и ответим, что 72 г воды.
  13. Еще пример задачи: Сколько атомов азота и кислорода (определите в молях), в двух молях оксида азота (V)?
  14. Посмотрим, что такое оксид азота(V) (с валентностью 5) — это N2O5

Значит, в одном моле оксида азота есть 2 моля азота и 5 молей кислорода. А в 2-х молях оксида азота всего в 2 раза больше: 4 моля азота и 10 молей кислорода.

Ответ: v(N) = 4 моль; v(N) = 10 моль

Самостоятельно еще раз проведите аналогию с мячами из прошлого урока, чтобы понять и запомнить все эти формулы и их вывод.

Теперь вы знаете основные формулы, из которых можно вывести вспомогательные для решения разных задач. Даже если точно не запомните формулы, просто следуйте аналогии с мячами и всё у вас получится.

Единица измерения молярной массы

Источник: http://uchilegko.info/chemistry/osobennosti-molyarnoy-massy-molekulyarnoy-massy-i-obychnoy-massy

Урок на тему : "Количества вещества. Молярная масса"

Количество вещества. Молярная масса.

Цель урока. Познакомить учащихся с понятием «количество вещества», «моль»; сформировать представление о молярной массе вещества; научить вычислять количество вещества по известной массе вещества и массу вещества по известному количеству вещества.

  • Тип урока: урок изучения и первичного закрепления знаний.
  • Технологии: элементы технологии сотрудничества  и проблемного обучения.
  • Методы: эвристическая беседа, поисковая деятельность,

Основные понятия. Количество вещества, моль, число Авогадро, постоянная Авогадро, молярная масса.

Планируемые результаты обучения. Знать число Авогадро, определения количества вещества и моля. Уметь определять число структурных единиц по данному количеству вещества и наоборот. Знать о равенстве числовых значений молярной и относительной молекулярной масс. Уметь вычислять массу данного количества вещества.

Оборудование периодическая таблица Д.И. Менделеева.

Ход урока

1. Организационный момент.

2. Постановка проблемы урока и цели.

А урок наш мы начнем со смешной, нестандартной ситуации, которая однажды произошла в магазине.

Восьмиклассник Костя зашел в магазин и попросил продавщицу продать ему 10 молей поваренной соли. Что ответила Косте продавщица?

  1. На этот вопрос вы ответите после изучения новой темы.
  2. А какой термин  для вас новый?
  3. — Моль.
  4. Расскажу сегодня, что ли, о зловредной роли моли.
  5. Моль съедает шерсть и мех – просто паника у всех…

Ну а в химии – изволь! Есть другое слово «моль».

И сегодня на уроке мы с вами познакомимся с этим понятием.

Наш  урок называется  «Количество вещества. Молярная масса» (записать в тетрадь).

  • Цель нашего урока: во-первых: познакомиться с понятием «количество вещества», «моль»;
  • во-вторых: сформировать представление о молярной массе вещества;
  • в-третьих: научиться вычислять количество вещества по известной массе вещества и массу вещества по известному количеству вещества.

3. Изучение нового материала.

Все подлежит измерению. И вы уже знакомы с единицами измерения массы или объема. Например,

  1. При покупке сахара мы определяем его ___(вес)  при помощи весов, пользуясь единицами измерения-________(килограммами, граммами).
  2.  При покупке разливного молока мы определяем его _____(объем) при помощи мерной посуды, пользуясь единицами измерения______ (литр, миллилитр)
  3.  Также мы можем определить, сколько  штук (частиц) в 1 килограмме?

 Химия наука о веществах. Вещества состоят из атомов или молекул. В каких единицах можно измерить, вещества? Ведь атомы и молекулы невозможно подсчитать и взвесить.

  • И тогда для измерения вещества была выбрана особая единица, в которой соединились две величины – число молекул и масса вещества.
  • Такая единица называется количество вещества или моль.
  • Чтобы отмерить 1 моль вещества, нужно взять столько граммов его, какова относительная масса вещества:
  • 1 моль H2 весит 2 г (Mr(H2) = 2)
  • 1моль O2 весит 32 г (Mr(O2) = 32)
  • 1моль H2O весит 18 г (Mr(H2O) = 18)
  • А сколько реальных частиц – молекул содержится в 1 моле любого вещества?

Установлено, что 1 моль любого вещества всегда содержит одинаковое число молекул. Это число равно 6 • 1023 . Например,

  1. 1 моль воды = 6 . 1023 молекул Н2О,
  2. 1 моль железа = 6 . 1023 атомов Fe,
  3. 1 моль хлора = 6 . 1023 молекул Cl2,

1 моль ионов хлора Cl- = 6 . 1023 ионов Cl-.

  • В честь итальянского ученого Амедео Авогадро это число назвали постоянной  Авогадро
  • Обозначается   NA = 6 ∙1023
  • Постоянная Авогадро настолько велика, что с трудом поддается воображению.
  • В пустыне Сахара содержится менее трех молей самых мелких песчинок.
  • Если взять 1 моль долларовых бумажек, то они покроют все материки Земли 2-х километровым плотным слоем.
  • Теперь мы с вами можем записать определение понятия «моль».
  • МОЛЬ — это КОЛИЧЕСТВО ВЕЩЕСТВА, в котором содержится  6• 1023 структурных единиц данного вещества – молекул или атомов.
  • Количества вещества обозначается буквой – n , измеряется в молях
  • Чтобы узнать число молекул (N) можно воспользоваться формулой:
  • N = n ∙ NA
  • зная число молекул можно найти количество вещества:
  • n = N/NA
  • А что нужно сделать, чтобы отмерить 1 моль вещества?
  • Нужно взять столько граммов этого вещества, какова его относительная молекулярная масса.

 Масса 1 моль вещества называется Молярной массой. Обозначается буквой – М. находится по формуле:

  1. М = m/n.
  2. Предположите, в каких единицах будет измеряться молярная масса?
  3. измеряется в (г/моль)
  4. Молярная масса по значению совпадает с относительной атомной или молекулярной массой, но различаются единицами измерения (М – г/моль; Mr, Аr – безразмерные величины).
  5. М (г/моль) = Mr
  6. В таблице для иллюстрации приведены молярные массы М для нескольких веществ разного строения.

Таблица. Молярные массы различных веществ.

  • Вещество
  • Молекулярная или атомная масса
  • Mr, (Аr)
  • Молярная масса
  • М
  • Число Авогадро
  • NА
  • Вода Н2О
  • 18
  • 18 г/моль
  • 6,02∙1023 молекул
  • Оксид кальция СаО
  • 56
  • 56 г/моль
  • 6,02∙1023 молекул
  • Углерод 12С
  • 12
  • 12 г/моль
  • 6,02∙1023 атомов
  • Медь Cu
  • 64
  • 64 г/моль
  • 6,02∙1023 атомов
  • Атом хлора Сl
  • 35,5
  • 35,5 г/моль
  • 6,02∙1023 атомов
  • Молекула хлора Cl2
  • 71
  • 71 г/моль
  • 6,02∙1023 молекул
  • Молярные массы веществ отличаются друг от друга, но количество вещества остается одинаковым – 1 моль.
  • Количество молей вещества n находят из отношения массы m этого вещества (г) к его молярной массе М(г/моль).
  • n = m/M
  • Следовательно, массу можно найти по формуле:
  • m = n ∙ M
  • Установим взаимосвязь основных величин: m = n ∙ M, n = m/M, М = m/n, n = N/NA, N = n ∙ NA, где NA 6,02∙1023моль-1
  • 4. Закрепление материала

Мы определили, как связаны между собой количество и масса вещества. Теперь решим задачи с использованием рассмотренных выше понятий.

Задача № 1. Определите массу кислорода количеством вещества 3,6 моль.

m = n ∙ M;

 Задача № 2. Какое количество вещества будут содержать 64 г кислорода?

n = m/M

 Задача № 3. Вычислите количество вещества и число молекул, содержащихся в углекислом газе массой 11 г.

N = m/M ∙ NA

 Задача 4. Найдите массу 24 . 1023 молекул  озона О3.

  1.  Попробуем ответить на вопрос, заданный вначале урока:
  2. если продавщица хорошо училась в восьмом классе, то она быстро посчитает: масса (ΝaCl)= 58,5 (г/моль)∙10 (моль)=585 грамм.
  3. После чего она насыпает соль в пакет, взвесит и вежливо скажет « Платите в кассу».

5. Домашнее задание.

§15, № 2,3.

Итак, друзья, пришла пора проститься.И я хочу вам пожелать:Всегда с охотою учиться,Всегда с охотою трудиться.

И никогда не унывать.

  1. Попробуйте оценить собственные знания и умения после сегодняшнего урока

  • мне понятно всё, смогу научить другого.
  • я могу объяснить новую тему при некоторой помощи.
  • мне сложно разобраться самостоятельно в новой теме, нужна помощь.
  • Формула
  • Относительная молекулярная масса (Mr)
  • Количество вещества (n, моль))
  • Молярная масса (М, г/моль)
  • Масса (m, грамм)
  • Количество частиц (N)
  • H2O
  • 18
  • 1
  • 18
  • 18
  • 6∙1023
  • CO2
  • 44
  • 2
  • NaCl
  • 3,74
  • CH4
  • 2,83
  • H2
  • 12∙1023
  • NH3
  • 5
  • O2
  • 32
  • Формула
  • Относительная молекулярная масса (Mr)
  • Количество вещества (n, моль))
  • Молярная масса (М, г/моль)
  • Масса (m, грамм)
  • Количество частиц (N)
  • H2O
  • 18
  • 1
  • 18
  • 18
  • 6∙1023
  • CO2
  • 44
  • 2
  • NaCl
  • 3,74
  • CH4
  • 2,83
  • H2
  • 12∙1023
  • NH3
  • 5
  • O2
  • 32
  • Формула
  • Относительная молекулярная масса (Mr)
  • Количество вещества (n, моль))
  • Молярная масса (М, г/моль)
  • Масса (m, грамм)
  • Количество частиц (N)
  • H2O
  • 18
  • 1
  • 18
  • 18
  • 6∙1023
  • CO2
  • 44
  • 2
  • NaCl
  • 3,74
  • CH4
  • 2,83
  • H2
  • 12∙1023
  • NH3
  • 5
  • O2
  • 32

Источник: https://infourok.ru/urok-na-temu-kolichestva-veschestva-molyarnaya-massa-521112.html

Ссылка на основную публикацию