Articles

6.3: Atomi- ja moolimassat

admin0

Oppimistavoitteet

  • Opiskella, miten atomien ja molekyylien moolimassat ilmaistaan.

Nyt kun olemme esitelleet moolin ja harjoitelleet sen käyttämistä muuntokertoimena, esitämme ilmeisen kysymyksen: miksi mooli on tuo tietty määrä asioita? Miksi se on \(6,022 \ kertaa 10^{23}\) eikä \(1 \ kertaa 10^{23}\) tai edes \(1 \ kertaa 10^{20}\)?

Moolin luku, Avogadron luku, liittyy atomimassayksikön ja grammamassayksikön suhteelliseen kokoon. Kun yhden vetyatomin massa on noin 1 u, on 1 mol H-atomia noin 1 gramman massa. Ja kun yhden natriumatomin massa on suunnilleen 23 u, 1 mol Na-atomeja on massaltaan suunnilleen 23 grammaa.

Yksi mooli ainetta on grammoina ilmaistuna yhtä suuri kuin yhden atomin tai molekyylin massa atomimassayksikköinä. Jaksollisen järjestelmän numerot, jotka tunnistimme atomien atomimassoiksi, eivät kerro ainoastaan yhden atomin massaa u:na, vaan myös 1 mol:n atomien massaa grammoina.

Esimerkki \(\PageIndex{1}\): Moolien muuntaminen massaksi alkuaineilla

Mikä on kunkin määrän massa?

  1. 1 mol Al-atomeja
  2. 2 mol U-atomeja

Liuos

  1. Yksellä moolista Al-atomeja on grammamääräinen massa, joka vastaa numeerisesti alumiinin atomimassaa. Jaksollisen järjestelmän mukaan Alin atomimassa (pyöristettynä kahteen desimaaliin) on 26,98, joten 1 mol Al-atomeja on massaltaan 26,98 grammaa.
  2. Jaksollisen järjestelmän mukaan 1 mol U:ta on massaltaan 238,0 grammaa, joten 2 mol:n massa on kaksinkertainen eli 476,0 grammaa.

Harjoitustehtävä \(\Sivuindeksi(\Sivuindeksi(\Sivuindeksi(\)\)\): Moolien muuntaminen massaksi alkuaineilla

Mikä on kunkin määrän massa?

  1. 1 mol Au-atomeja
  2. 5 mol Br-atomeja

Vastaus a:

197,0 g

Vastaus b:

5 mol Br-atomeja x 79,90 g/mol = 399,5 g

Moolin käsitettä voidaan laajentaa myös kaavayksiköiden ja molekyylien massoihin. 1 mol molekyylin (tai kaavayksikön) massa grammoina vastaa numeerisesti yhden molekyylin (tai kaavayksikön) massaa atomimassayksikköinä. Esimerkiksi yksittäisen O2-molekyylin massa on 32,00 u, ja 1 mol O2-molekyylejä on 32,00 g. Kuten atomimassayksikköihin perustuvien massojen kohdalla, aineen 1 mol:n massan saamiseksi lasketaan yksinkertaisesti yhteen aineen kaavan yksittäisten atomien massat. Aineen 1 mol:n massaa kutsutaan sen moolimassaksi riippumatta siitä, onko aine alkuaine, ioniyhdiste vai kovalenttinen yhdiste.

Esimerkki \(\PageIndex{2}\): Moolien muuntaminen massaksi yhdisteiden avulla

Mikä on 1 mol:n massa kustakin aineesta?

  1. NaCl
  2. bilirubiini (C33H36N4O6), sapessa (maksan eritteessä)

Liuos

  1. Atomien moolimassat NaCl-kaavayksikössä summaamalla saadaan
1 Na-molaarinen massa: 22.99 g
1 Cl-molaarinen massa: 35.45 g
yhteenlaskettu: 58.44 g

1 mol NaCl:n massa on 58.44 g.

  1. Kertomalla kunkin atomin moolimassa sen tyyppisten atomien lukumäärällä bilirubiinin kaavassa ja laskemalla tulokset yhteen saadaan
33 C:n moolimassa: 33 × 12.01 g 396.33 g
36 H moolimassa: 36 × 1.01 = 36.36 g
4 N molaarinen massa: 4 × 14.01 = 56.04 g
6 O molaarinen massa: 6 × 16.00 = 96.00 g
Total: 584.73 g

1 mol bilirubiinin massa on 584.73 g.

Harjoitustehtävä \(\PageIndex{2}\): Moolien muuntaminen massaksi yhdisteiden avulla

Mikä on 1 mol:n massa kutakin ainetta?

  1. bariumsulfaatti (BaSO4), jota käytetään röntgenkuvien ottamiseen ruoansulatuskanavasta
  2. adenosiini (C10H13N5O4), solujen jakaantumisen kannalta ratkaiseva solujen ytimien komponentti

Vastaus a:

233,36 g

Vastaus b:

267,28 g

Ole varovainen laskiessasi atomeja. Kaavoissa, joissa suluissa on moniatomisia ioneja, sulkujen ulkopuolella oleva alaindeksi kohdistuu jokaiseen sulkujen sisällä olevaan atomiin. Esimerkiksi Ba(OH)2:n moolimassa vaatii 1 Ba:n massan, 2 O:n massan ja 2 H:n massan summan:

1 Ba:n moolimassa: 1 × 137.3 g = 137.3 g
2 O:n moolimassa: 2 × 16.00 g = 32.00 g
2 H molaarinen massa: 2 × 1.01 g = 2.02 g
Totaali: 171.32 g

Koska moolimassa määritellään aineen 1 mol:n massaksi, voidaan moolimassaan viitata grammoina moolia kohti (g/mol). Jakomerkki (/) merkitsee ”per”, ja ”1” sisältyy nimittäjään. Näin ollen bilirubiinin moolimassa voidaan ilmaista muodossa 584,73 g/mol, joka lukee ”viisisataakahdeksankymmentäneljäkymmentäneljä ja seitsemänkymmentäkolme grammaa moolia kohti.”

Konseptin kertausharjoitukset

  1. Miten alkuaineiden moolimassat määritetään?
  2. Miten yhdisteiden moolimassat määritetään?

Vastaukset

  1. Alkuaineiden moolimassat ovat sama numeerinen arvo kuin yksittäisen atomin massat atomimassayksiköissä, mutta sen sijaan grammayksikköinä.
  2. Yhdisteiden moolimassat lasketaan laskemalla yhteen niiden atomien moolimassat.

Key Takeaway

  • Atomien ja molekyylien moolimassat ilmaistaan grammayksikköinä.

Harjoituksia

  1. Mikä on Si:n moolimassa? Mikä on U:n moolimassa?

  2. Mikä on Mn:n moolimassa? Mikä on Mg:n moolimassa?

  3. Mikä on FeCl2:n moolimassa? Mikä on FeCl3:n moolimassa?

  4. Mikä on C6H6:n moolimassa? Mikä on C6H5CH3:n moolimassa?

  5. Mikä on (NH4)2S:n moolimassa? Mikä on Ca(OH)2:n moolimassa?

  6. Mikä on (NH4)3PO4:n moolimassa? Mikä on Sr(HCO3)2:n moolimassa?

  7. Aspiriini (C9H8O4) on analgeetti (kipulääke) ja antipyreetti (kuumetta alentava). Mikä on aspiriinin moolimassa?

  8. Ibuprofeeni (C13H18O2) on analgeetti (kipulääke). Mikä on ibuprofeenin moolimassa?

  9. Morfiini (C17H19NO3) on narkoottinen kipulääke. Mikä on 1 mol morfiinin massa?

  10. Heroiini (C21H23NO5) on huumausaine, joka on morfiinin johdannainen. Mikä on 1 mol heroiinin massa?

Vastaukset

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

4. 78.12 g/mol; 92.15 g/mol

5. 68.16 g/mol; 74.10 g/mol

6. 149.12 g/mol; 209.64 g/mol

7. 180.17 g/mol

8. 206.31 g/mol

9. 285.37 g

10. 369.45 g

Vastaa

Sähköpostiosoitettasi ei julkaista.