Tanulási célok
- Megtanulni, hogyan fejezik ki az atomok és molekulák moláris tömegét.
Most, hogy bemutattuk a mólt, és gyakoroltuk az átváltási tényezőként való használatát, feltesszük a nyilvánvaló kérdést: miért van a mólban az a bizonyos számú dolog? Miért \(6,022 \szer 10^{23}\) és nem \(1 \szer 10^{23}\) vagy akár \(1 \szer 10^{20}\)?
A mólban lévő szám, az Avogadro-szám, az atomi tömegegység és a gramm tömegegységek relatív méretével függ össze. Míg egy hidrogénatom tömege kb. 1 u, addig 1 mol H atom tömege kb. 1 gramm. És míg egy nátriumatom tömege megközelítőleg 23 u, addig 1 mol Na atom tömege megközelítőleg 23 gramm.
Egy mólnyi anyag tömege grammban kifejezve ugyanannyi, mint egy atom vagy molekula tömege atomtömegegységben kifejezve. A periódusos rendszerben az atomok atomtömegeként azonosított számok nemcsak egy atom tömegét mondják meg u-ban, hanem 1 mol atom tömegét is grammban.
Egy mólnyi anyagnak grammban ugyanolyan tömege van, mint egy atomnak vagy molekulának atomtömegegységben.
Példa \(\PageIndex{1}\):
Mi az egyes mennyiségek tömege?
- 1 mol Al atomok
- 2 mol U atomok
Solution
- Egy mol Al atom tömege grammban kifejezve számszerűen megegyezik az alumínium atomtömegével. A periódusos rendszer szerint az Al atomtömege (két tizedesjegyre kerekítve) 26,98, tehát 1 mol Al atom tömege 26,98 g.
- A periódusos rendszer szerint 1 mol U tömege 238,0 g, tehát 2 mol tömege ennek kétszerese, azaz 476,0 g.
GYakorlat \(\PageIndex{1}\): Mól tömegre való átszámítása elemekkel
Melyik mennyiségnek mekkora a tömege?
- 1 mol Au atom
- 5 mol Br atom
Válasz a:
197,0 g
B válasz:
5 mol Br atomok x 79,90 g/mol = 399,5 g
A mol fogalma kiterjeszthető a képletegységek és a molekulák tömegére is. 1 mol molekula (vagy képletegység) tömege grammban kifejezve számszerűen megegyezik egy molekula (vagy képletegység) atomtömegegységben kifejezett tömegével. Például az O2 egyetlen molekulájának tömege 32,00 u, és 1 mol O2 molekula tömege 32,00 g. Az atomtömegegység alapú tömegekhez hasonlóan egy anyag 1 mol tömegének kiszámításához egyszerűen összeadjuk az anyag képletében szereplő egyes atomok tömegét. Egy anyag 1 molnyi tömegét moláris tömegnek nevezzük, függetlenül attól, hogy az anyag egy elem, ionos vegyület vagy kovalens vegyület.
Példa \(\PageIndex{2}\): Mol-tömegre való átszámítás vegyületekkel
Melyik anyag 1 moljának mekkora a tömege?
- NaCl
- bilirubin (C33H36N4O6), az epében (a máj váladékában)
megoldás
- A NaCl képletegységben lévő atomok moláris tömegét összeadva
| 1 Na moláris tömeget kapunk: | 22.99 g |
| 1 Cl moláris tömege: | 35,45 g |
| összesen: | 58,44 g |
1 mol NaCl tömege 58,44 g.
- Az egyes atomok moláris tömegét megszorozva az adott típusú atomok számával a bilirubin képletében és az eredményeket összeadva megkapjuk
| 33 C moláris tömegét: | 33 × 12.01 g | 396,33 g | |
| 36 H moláris tömeg: | 36 × 1,01 = | 36.36 g | |
| 4 N moláris tömeg: | 4 × 14.01 = | 56.04 g | |
| 6 O moláris tömeg: | 6 × 16.00 = | 96.00 g | |
| Teljes: | 584,73 g |
1 mol bilirubin tömege 584,73 g.
gyakorlat \(\PageIndex{2}\): Moles to Mass Conversion with Compounds
Melyik anyag 1 moljának tömege?
- bárium-szulfát (BaSO4), amelyet a gyomor-bélrendszer röntgenfelvételeihez használnak
- adenozin (C10H13N5O4), a sejtmagok sejtosztódáshoz nélkülözhetetlen összetevője
Válasz a:
Az atomok számolásánál legyünk óvatosak. A zárójelben lévő többatomos ionokat tartalmazó képletekben a zárójelen kívüli indexet minden zárójelen belüli atomra alkalmazzuk. Például a Ba(OH)2 moláris tömegéhez 1 Ba, 2 O és 2 H tömegének összege szükséges:
| 1 Ba moláris tömege: | 1 × 137.3 g = | 137,3 g | |
| 2 O moláris tömege: | 2 × 16,00 g = | 32.00 g | |
| 2 H moláris tömeg: | 2 × 1.01 g = | 2.02 g | |
| Total: | 171.32 g |
Mivel a moláris tömeget egy anyag 1 molnyi tömegeként határozzuk meg, a moláris tömegre utalhatunk gramm/mol (g/mol) kifejezéssel is. Az osztójel (/) a “per”-t, a nevezőben pedig az “1”-t jelenti. Így a bilirubin moláris tömege 584,73 g/mol-ban fejezhető ki, ami “ötszáznyolcvannégy egész hetvenhárom gramm/mol”-ként olvasható.”
Koncepció-összehasonlító gyakorlatok
- Hogyan határozzák meg az elemek moláris tömegét?
- Hogyan határozzák meg a vegyületek moláris tömegét?
Válaszok
- Az elemek moláris tömege ugyanolyan számérték, mint az egyes atomok tömege atomtömegegységben, de helyette grammegységben.
- A vegyületek moláris tömegét az atomok moláris tömegének összeadásával számítjuk ki.
Főbb tanulság
- Az atomok és molekulák moláris tömegét grammegységben fejezzük ki.
GYakorlatok
-
Mi a Si moláris tömege? Mekkora az U moláris tömege?
-
Mekkora a Mn moláris tömege? Mekkora az Mg moláris tömege?
-
Mekkora a FeCl2 moláris tömege? Mekkora a FeCl3 moláris tömege?
-
Mekkora a C6H6 moláris tömege? Mekkora a C6H5CH3 moláris tömege?
-
Mekkora az (NH4)2S moláris tömege? Mekkora a Ca(OH)2 moláris tömege?
-
Mekkora az (NH4)3PO4 moláris tömege? Mekkora a Sr(HCO3)2 moláris tömege?
-
Az aspirin (C9H8O4) fájdalomcsillapító (fájdalomcsillapító) és lázcsillapító (lázcsillapító). Mekkora az aszpirin moláris tömege?
-
Az ibuprofén (C13H18O2) fájdalomcsillapító (fájdalomcsillapító). Mekkora az ibuprofén moláris tömege?
-
A morfium (C17H19NO3) egy narkotikus fájdalomcsillapító. Mekkora 1 mol morfium tömege?
-
A heroin (C21H23NO5) egy kábítószer, amely a morfium származéka. Mekkora 1 mol heroin tömege?
Válaszok
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