Cele nauczania
- Uczyć się, jak masy molowe atomów i cząsteczek są wyrażane.
Teraz, gdy wprowadziliśmy mol i ćwiczyliśmy używanie go jako współczynnika konwersji, zadajemy oczywiste pytanie: dlaczego mol jest tą konkretną liczbą rzeczy? Dlaczego jest to 6,022 razy 10^{23}}, a nie 1 razy 10^{23}, czy nawet 1 razy 10^{20}?
Liczba w molu, liczba Avogadro, jest związana z relatywnymi rozmiarami atomowych jednostek masy i gramowych jednostek masy. Podczas gdy jeden atom wodoru ma masę około 1 u, 1 mol atomów H ma masę około 1 grama. I podczas gdy jeden atom sodu ma przybliżoną masę 23 u, 1 mol atomów Na ma przybliżoną masę 23 gramów.
Jeden mol substancji ma taką samą masę w gramach, jaką ma jeden atom lub cząsteczka w jednostkach masy atomowej. Liczby w układzie okresowym, które zidentyfikowaliśmy jako masy atomowe atomów, nie tylko mówią nam o masie jednego atomu w u, ale także mówią nam o masie 1 mola atomów w gramach.
Jeden mol substancji ma taką samą masę w gramach, jaką ma jeden atom lub cząsteczka w jednostkach masy atomowej.
Przykład: Moles to Mass Conversion with Elements
Jaka jest masa każdej ilości?
- 1 mol atomów Al
- 2 mol atomów U
Rozwiązanie
- Jeden mol atomów Al ma masę w gramach, która jest liczbowo równa masie atomowej aluminium. Z układu okresowego wynika, że masa atomowa (w zaokrągleniu do dwóch miejsc po przecinku) Al wynosi 26,98, więc 1 mol atomów Al ma masę 26,98 g.
- Zgodnie z układem okresowym 1 mol U ma masę 238,0 g, więc masa 2 moli jest dwa razy większa, czyli 476,0 g.
Ćwiczenie: Przeliczanie moli na masę z pierwiastków
Jaka jest masa każdej ilości?
- 1 mol atomów Au
- 5 mol atomów Br
Odpowiedź a:
197,0 g
Odpowiedź b:
5 mol atomów Br x 79,90 g/mol = 399,5 g
Pojęcie mola można rozszerzyć również na masy jednostek wzoru i cząsteczek. Masa 1 mol molekuł (lub jednostek wzoru) w gramach jest liczbowo równoważna masie jednej molekuły (lub jednostki wzoru) w atomowych jednostkach masy. Na przykład, pojedyncza cząsteczka O2 ma masę 32,00 u, a 1 mol cząsteczek O2 ma masę 32,00 g. Podobnie jak w przypadku mas opartych na atomowych jednostkach masy, aby otrzymać masę 1 mola substancji, po prostu sumujemy masy poszczególnych atomów we wzorze tej substancji. Masa 1 mol substancji jest określana jako jej masa molowa, niezależnie od tego, czy substancja jest pierwiastkiem, związkiem jonowym, czy związkiem kowalencyjnym.
Przykład \(\PageIndex{2}}): Przeliczanie moli na masę związków
Jaka jest masa 1 mola każdej z substancji?
- NaCl
- bilirubina (C33H36N4O6), główny barwnik występujący w żółci (wydzielina wątroby)
Roztwór
- Sumując masy molowe atomów w jednostce wzoru NaCl otrzymujemy
| 1 masę molową Na: | 22.99 g |
| 1 Masa molowa Cl: | 35,45 g |
| Całkowita: | 58,44 g |
Masa 1 mola NaCl wynosi 58,44 g.
- Mnożąc masę molową każdego atomu przez liczbę atomów tego typu we wzorze bilirubiny i dodając wyniki, otrzymujemy
| 33 Masa molowa C: | 33 × 12.01 g | 396,33 g |
| 36 Masa molowa H: | 36 × 1,01 = | 36.36 g |
| 4 N masa molowa: | 4 × 14,01 = | 56,04 g |
| 6 O masa molowa: | 6 × 16,00 = | 96.00 g |
| Całkowita: | 584,73 g |
Masa 1 mola bilirubiny wynosi 584,73 g.
Ćwiczenie: Przeliczanie moli na masę ze związkami
Jaka jest masa 1 mola każdej z substancji?
- siarczan baru (BaSO4), używany do wykonywania zdjęć rentgenowskich przewodu pokarmowego
- adenozyna (C10H13N5O4), składnik jąder komórkowych kluczowy dla podziałów komórkowych
Odpowiedź a:
233,36 g
Odpowiedź b:
267,28 g
Bądź ostrożny przy liczeniu atomów. We wzorach z jonami wieloatomowymi w nawiasach, indeks poza nawiasem jest stosowany do każdego atomu wewnątrz nawiasu. Na przykład, masa molowa Ba(OH)2 wymaga zsumowania 1 masy Ba, 2 mas O i 2 mas H:
| 1 Masa molowa Ba: | 1 × 137.3 g = | 137,3 g |
| 2 O masa molowa: | 2 × 16,00 g = | 32.00 g |
| 2 H masa molowa: | 2 × 1,01 g = | 2,02 g |
| Total: | 171.32 g |
Ponieważ masa molowa jest zdefiniowana jako masa dla 1 mol substancji, możemy odnosić się do masy molowej jako gramów na mol (g/mol). Znak podziału (/) implikuje „na”, a „1” jest implikowane w mianowniku. Tak więc, masa molowa bilirubiny może być wyrażona jako 584.73 g/mol, co jest odczytywane jako „pięćset osiemdziesiąt cztery punkty siedemdziesiąt trzy gramy na mol.”
Concept Review Exercises
- Jak są masy molowe pierwiastków określone?
- Jak określa się masy molowe związków chemicznych?
Odpowiedzi
- Masy molowe pierwiastków mają taką samą wartość liczbową jak masy pojedynczego atomu w jednostkach masy atomowej, ale zamiast tego w jednostkach gramów.
- Masy molowe związków chemicznych są obliczane przez dodanie mas molowych ich atomów.
Key Takeaway
- Masa moli atomów i cząsteczek jest wyrażana w jednostkach gramów.
Ćwiczenia
-
Jaka jest masa molowa Si? Jaka jest masa molowa U?
-
Jaka jest masa molowa Mn? Jaka jest masa molowa Mg?
-
Jaka jest masa molowa FeCl2? Jaka jest masa molowa FeCl3?
-
Jaka jest masa molowa C6H6? Jaka jest masa molowa C6H5CH3?
-
Jaka jest masa molowa (NH4)2S? Jaka jest masa molowa Ca(OH)2?
-
Jaka jest masa molowa (NH4)3PO4? Jaka jest masa molowa Sr(HCO3)2?
-
Aspiryna (C9H8O4) jest środkiem przeciwbólowym (środek przeciwbólowy) i przeciwgorączkowym (środek obniżający gorączkę). Jaka jest masa molowa aspiryny?
-
Ibuprofen (C13H18O2) jest środkiem przeciwbólowym (środek przeciwbólowy). Jaka jest masa molowa ibuprofenu?
-
Morfina (C17H19NO3) jest narkotycznym środkiem przeciwbólowym. Jaka jest masa 1 mola morfiny?
-
Herofina (C21H23NO5) jest środkiem odurzającym, który jest pochodną morfiny. Jaka jest masa 1 mol heroiny?
Odpowiedzi
1. 28,09 g/mol; 238,0 g/mol
2. 54,94 g/mol; 24,31 g/mol
3. 126,75 g/mol; 162.20 g/mol
5. 68,16 g/mol; 74,10 g/mol
7. 180,17 g/mol
9. 285.37 g
10. 369.45 g