Lärandemål
- För att lära sig hur molmassorna av atomer och molekyler uttrycks.
När vi nu har introducerat mol och övat på att använda det som en omräkningsfaktor ställer vi den självklara frågan: varför är mol just det antalet saker? Varför är det \(6,022 \times 10^{23}\) och inte \(1 \times 10^{23}\) eller ens \(1 \times 10^{20}\)?
Talet i en mol, Avogadros tal, är relaterat till de relativa storlekarna av atommasseenheten och grammassenheten. Medan en väteatom har en massa på ungefär 1 u, har 1 mol H-atomer en massa på ungefär 1 gram. Och medan en natriumatom har en ungefärlig massa på 23 u, har 1 mol Na-atomer en ungefärlig massa på 23 gram.
En mol av ett ämne har samma massa i gram som en atom eller molekyl har i atommasseenheter. Siffrorna i det periodiska systemet som vi identifierade som atomernas atommassa talar inte bara om massan av en atom i u utan även om massan av 1 mol atomer i gram.
En mol av ett ämne har samma massa i gram som en atom eller molekyl har i atommasseenheter.
Exempel \(\PageIndex{1}\): Mols till massomvandling med grundämnen
Vad är massan för varje mängd?
- 1 mol Al-atomer
- 2 mol U-atomer
Lösning
- Ett mol Al-atomer har en massa i gram som numeriskt sett är likvärdig med aluminiumets atommassa. Det periodiska systemet visar att atommassan (avrundat till två decimaler) för Al är 26,98, så 1 mol Al-atomer har en massa på 26,98 g.
- Enligt det periodiska systemet har 1 mol U en massa på 238,0 g, så massan av 2 mol är dubbelt så stor, eller 476,0 g.
Övningsuppgift \(\PageIndex{1}\): Omvandling från mol till massa med grundämnen
Vad är massan för varje mängd?
- 1 mol Au-atomer
- 5 mol Br-atomer
Svar a:
197,0 g
Svar b:
5 mol Br-atomer x 79,90 g/mol = 399,5 g
Molekylbegreppet kan utvidgas till att även omfatta massan av formelenheter och molekyler. Massan av 1 mol molekyler (eller formelenheter) i gram är numeriskt likvärdig med massan av en molekyl (eller formelenhet) i atommasseenheter. Till exempel har en enda molekyl av O2 en massa på 32,00 u, och 1 mol O2-molekyler har en massa på 32,00 g. Liksom för atommassabaserade massor, för att få fram massan av 1 mol av ett ämne, summerar vi helt enkelt massorna av de enskilda atomerna i formeln för det ämnet. Massan av 1 mol av ett ämne kallas dess molära massa, oavsett om ämnet är ett grundämne, en jonförening eller en kovalent förening.
Exempel \(\PageIndex{2}\): Omvandling av mol till massa med föreningar
Vad är massan för 1 mol av varje ämne?
- NaCl
- bilirubin (C33H36N4O6), det viktigaste pigmentet i galla (ett leversekret)
Lösning
- Summerar man de molära massorna för atomerna i formelenheten NaCl får man
| 1 molär massa Na: | 22.99 g |
| 1 Cl molarmassa: | 35,45 g |
| Total: | 58,44 g |
Massan av 1 mol NaCl är 58,44 g.
- Multiplicerar man varje atoms molära massa med antalet atomer av den typen i bilirubins formel och adderar resultaten får man
| 33 C molära massa: | 33 × 12.01 g | 396,33 g |
| 36 H-molmassa: | 36 × 1,01 = | 36.36 g |
| 4 N molarmassa: | 4 × 14.01 = | 56.04 g |
| 6 O molarmassa: | 6 × 16.00 = | 96.00 g |
| Total: | 584,73 g |
Massan av 1 mol bilirubin är 584,73 g.
Övningsuppgift \(\PageIndex{2}\): Omvandling från mol till massa med föreningar
Vad är massan av 1 mol av varje ämne?
- Bariumsulfat (BaSO4), som används för att ta röntgenbilder av mag- och tarmkanalen
- Adenosin (C10H13N5O4), som är en beståndsdel i cellkärnor och som är avgörande för celldelningen
Svar a:
233,36 g
Svar b:
267,28 g
Var försiktig när du räknar atomer. I formler med polyatomära joner inom parentes tillämpas subscriptet utanför parentesen på varje atom inom parentesen. Till exempel kräver den molära massan av Ba(OH)2 summan av 1 massa Ba, 2 massor O och 2 massor H:
| 1 Ba-molarmassa: | 1 × 137.3 g = | 137,3 g |
| 2 O molär massa: | 2 × 16,00 g = | 32.00 g |
| 2 H molär massa: | 2 × 1.01 g = | 2.02 g |
| Total: | 171.32 g |
Då molarmassa definieras som massan för 1 mol av ett ämne, kan vi hänvisa till molarmassa som gram per mol (g/mol). Divisionstecknet (/) innebär ”per”, och ”1” är underförstått i nämnaren. Således kan bilirubins molarmassa uttryckas som 584,73 g/mol, vilket kan läsas som ”femhundraåttiofyra punkt sjuttiotre gram per mol.”
Konceptgenomgångsövningar
- Hur bestäms grundämnenas molarmassa?
- Hur bestäms molarmassorna för föreningar?
Svar
- Molarmassorna för grundämnena har samma numeriska värde som massorna för en enskild atom i atommasseenheter men i stället i gramenheter.
- Föreningarnas molära massa beräknas genom att addera de molära massorna av deras atomer.
Nyckeluppfattning
- Massan av mol av atomer och molekyler uttrycks i enheter av gram.
Övningar
-
Vad är den molära massan för Si? Vad är den molära massan för U?
-
Vad är den molära massan för Mn? Vad är den molära massan för Mg?
-
Vad är den molära massan för FeCl2? Vad är den molära massan av FeCl3?
-
Vad är den molära massan av C6H6? Vad är den molära massan av C6H5CH3?
-
Vad är den molära massan av (NH4)2S? Vad är den molära massan av Ca(OH)2?
-
Vad är den molära massan av (NH4)3PO4? Vad är den molära massan av Sr(HCO3)2?
-
Aspirin (C9H8O4) är ett analgetikum (smärtstillande medel) och antipyretikum (febernedsättande medel). Vad är den molära massan för aspirin?
-
Ibuprofen (C13H18O2) är ett analgetikum (smärtstillande medel). Vad är den molära massan för ibuprofen?
-
Morfin (C17H19NO3) är ett narkotiskt smärtstillande medel. Vad är massan för 1 mol morfin?
-
Heroin (C21H23NO5) är ett narkotiskt läkemedel som är ett derivat av morfin. Vad är massan för 1 mol heroin?
Svar
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