Cíl výuky
- Zjistit, jak se vyjadřují hmotnosti atomů a molekul.
Když jsme si představili mol a procvičili si jeho používání jako převodního činitele, položíme si samozřejmou otázku: Proč je mol právě takový počet věcí? Proč je to \(6,022 \krát 10^{23}\) a ne \(1 \krát 10^{23}\) nebo dokonce \(1 \krát 10^{20}\)?
Číslo v molu, Avogadrovo číslo, souvisí s relativní velikostí jednotky atomové hmotnosti a jednotky hmotnosti gramu. Zatímco jeden atom vodíku má hmotnost přibližně 1 u, 1 mol atomů H má hmotnost přibližně 1 gram. A zatímco jeden atom sodíku má hmotnost přibližně 23 u, 1 mol atomů Na má hmotnost přibližně 23 gramů.
Jeden mol látky má stejnou hmotnost v gramech, jakou má jeden atom nebo molekula v atomových hmotnostních jednotkách. Čísla v periodické tabulce, která jsme určili jako atomové hmotnosti atomů, nám neříkají pouze hmotnost jednoho atomu v u, ale také hmotnost 1 molu atomů v gramech.
Jeden mol látky má stejnou hmotnost v gramech, jakou má jeden atom nebo molekula v jednotkách atomové hmotnosti.
Příklad \(\PageIndex{1}\):
- 1 mol atomů Al
- 2 mol atomů U
Roztok
- Jeden mol atomů Al má hmotnost v gramech, která číselně odpovídá atomové hmotnosti hliníku. Z periodické tabulky vyplývá, že atomová hmotnost (zaokrouhlená na dvě desetinná místa) Al je 26,98, takže 1 mol atomů Al má hmotnost 26,98 g.
- Podle periodické tabulky má 1 mol U hmotnost 238,0 g, takže hmotnost 2 molů je dvakrát větší, tedy 476,0 g.
Cvičení \(\PageIndex{1}\):
Jaká je hmotnost každého množství?
- 1 mol atomů Au
- 5 mol atomů Br
Odpověď a:
197,0 g
Odpověď b:
5 mol atomů Br x 79,90 g/mol = 399,5 g
Pojem mol lze rozšířit i na hmotnosti jednotek vzorce a molekul. Hmotnost 1 molu molekul (nebo jednotek vzorce) v gramech je číselně ekvivalentní hmotnosti jedné molekuly (nebo jednotky vzorce) v jednotkách atomové hmotnosti. Například jedna molekula O2 má hmotnost 32,00 u a 1 mol molekul O2 má hmotnost 32,00 g. Stejně jako u hmotností založených na atomových hmotnostních jednotkách získáme hmotnost 1 molu látky jednoduše součtem hmotností jednotlivých atomů ve vzorci dané látky. Hmotnost 1 molu látky se označuje jako molární hmotnost, ať už se jedná o prvek, iontovou nebo kovalentní sloučeninu.
Příklad \(\PageIndex{2}\): Převod molů na hmotnost pomocí sloučenin
Jaká je hmotnost 1 molu každé látky?
- NaCl
- bilirubin (C33H36N4O6), hlavní barvivo obsažené ve žluči (jaterním sekretu)
Roztok
- Sčítáním molárních hmotností atomů v jednotce vzorce NaCl získáme
| 1 molární hmotnost Na: | 22.99 g |
| 1 molární hmotnost Cl: | 35,45 g |
| Celkem: | 58,44 g |
Hmotnost 1 molu NaCl je 58,44 g.
- Při vynásobení molární hmotnosti každého atomu počtem atomů daného typu ve vzorci bilirubinu a sečtení výsledků dostaneme
| 33 molární hmotnost C: | 33 × 12.01 g | 396,33 g |
| 36 Molární hmotnost H: | 36 × 1,01 = | 36.36 g |
| 4 Molární hmotnost N: | 4 × 14,01 = | 56,04 g |
| 6 Molární hmotnost O: | 6 × 16,00 = | 96.00 g |
| Celkem: | 584,73 g |
Hmotnost 1 molu bilirubinu je 584,73 g.
Cvičení \(\PageIndex{2}\): Síran barnatý (BaSO4), používaný k rentgenování zažívacího traktu
Odpověď a:
233,36 g
Odpověď b:
267,28 g
Při počítání atomů buďte opatrní. Ve vzorcích s víceatomovými ionty v závorkách se dílčí index mimo závorku použije na každý atom uvnitř závorky. Například molární hmotnost Ba(OH)2 vyžaduje součet 1 hmotnosti Ba, 2 hmotností O a 2 hmotností H:
| 1 molární hmotnost Ba: | 1×137.3 g = | 137,3 g |
| 2 Molární hmotnost O: | 2 × 16,00 g = | 32.00 g |
| 2 Molární hmotnost H: | 2 × 1,01 g = | 2,02 g |
| Celkem: | 171.32 g |
Protože molární hmotnost je definována jako hmotnost pro 1 mol látky, můžeme molární hmotnost označovat jako gramy na mol (g/mol). Znaménko dělení (/) znamená „na“ a „1“ je implikováno ve jmenovateli. Molární hmotnost bilirubinu lze tedy vyjádřit jako 584,73 g/mol, což se čte jako „pět set osmdesát čtyři sedmdesát tři gramů na mol.“
Cvičení na přehled pojmů
- Jak se určují molární hmotnosti prvků?
- Jak se určují molární hmotnosti sloučenin
Odpovědi
- Molární hmotnosti prvků mají stejnou číselnou hodnotu jako hmotnosti jednoho atomu v jednotkách atomové hmotnosti, ale místo toho se udávají v jednotkách gramů.
- Molární hmotnosti sloučenin se vypočítají tak, že se sečtou molární hmotnosti jejich atomů.
Klíčové poznatky
- Molární hmotnosti atomů a molekul se vyjadřují v jednotkách gramů.
Cvičení
-
Jaká je molární hmotnost Si? Jaká je molární hmotnost U?
-
Jaká je molární hmotnost Mn? Jaká je molární hmotnost Mg?
-
Jaká je molární hmotnost FeCl2? Jaká je molární hmotnost FeCl3?
-
Jaká je molární hmotnost C6H6? Jaká je molární hmotnost C6H5CH3?
-
Jaká je molární hmotnost (NH4)2S? Jaká je molární hmotnost Ca(OH)2?
-
Jaká je molární hmotnost (NH4)3PO4? Jaká je molární hmotnost Sr(HCO3)2?
-
Aspirin (C9H8O4) je analgetikum (lék proti bolesti) a antipyretikum (prostředek snižující horečku). Jaká je molární hmotnost aspirinu?
-
Ibuprofen (C13H18O2) je analgetikum (lék proti bolesti). Jaká je molární hmotnost ibuprofenu?
-
Morfin (C17H19NO3) je narkotikum proti bolesti. Jaká je hmotnost 1 molu morfinu?
-
Heroin (C21H23NO5) je omamná látka, která je derivátem morfinu. Jaká je hmotnost 1 molu heroinu?
Odpovědi
1. 28,09 g/mol; 238,0 g/mol
2. 54,94 g/mol; 24,31 g/mol
3. 126,75 g/mol; 162 g/mol.20 g/mol
5. 68,16 g/mol; 74,10 g/mol
7. 180,17 g/mol
9. 285.37 g
10. 369.45 g