Elke student die het periodiek systeem zorgvuldig heeft bestudeerd, heeft waarschijnlijk gemerkt dat het, naast het nummer van een chemisch element, informatie bevat over het gewicht van zijn atoom. In dit artikel zullen we kijken naar wat molaire massa is en waar het wordt gebruikt.
Wat is een mol?
Alvorens de vraag "wat is de molaire massa" te beantwoorden, is het noodzakelijk om zo'n belangrijke hoeveelheid in de chemie als de mol te begrijpen.
In de 19e eeuw kwam Amedeo Avogadro, die zorgvuldig de wet van Gay-Lussac voor ideale gassen in een isochoor proces bestudeerde, tot de conclusie dat gelijke volumes van verschillende stoffen onder identieke omstandigheden (temperatuur en druk) een gelijk aantal bevatten van atomen of moleculen. Avogadro's ideeën waren in tegenspraak met de theorieën van die tijd over de chemische structuur en het gedrag van gasvormige stoffen, dus werden ze pas een halve eeuw later geaccepteerd.
Aan het begin van de 20e eeuw was het met behulp van modernere technologieën mogelijk om het aantal waterstofmoleculen in 2 gram van dit gas te bepalen. Deze hoeveelheid heet"mol". De term zelf werd geïntroduceerd door Wilhelm Ostwald, uit het Latijn verta alt het zich als "hoop", "cluster".
In 1971 werd de mol een van de 7 basismeeteenheden in het SI-systeem. Momenteel wordt onder 1 mol verstaan het aantal siliciumatomen dat zich in een ideale bol met een massa van 0,028085 kg bevindt. Het aantal deeltjes dat overeenkomt met 1 mol wordt het getal van Avogadro genoemd. Het is ongeveer 6.021023.
Wat is molaire massa?
Nu kunnen we terugkeren naar het onderwerp van het artikel. Mol en molaire massa zijn twee onderling gerelateerde grootheden. De tweede is het gewicht van één mol van een stof. Het is duidelijk dat het type chemisch element of de samenstelling van het molecuul van een bepaald gas direct de molaire massa bepa alt. Volgens deze definitie kan de volgende uitdrukking worden geschreven:
M=ma NA.
Waar ma de massa van één atoom is, is NA het getal van Avogadro. Dat wil zeggen, om de waarde van M te verkrijgen, is het noodzakelijk om het gewicht van één deeltje (molecuul, atoom, atoomcluster) te vermenigvuldigen met het Avogadro-getal.
Zoals opgemerkt in de inleiding van het artikel, bevat elk element in het periodiek systeem informatie over zijn atoommassa. Het is het gewicht in gram per mol. Het is duidelijk dat om de molaire massa in kg / mol te krijgen, de tabelwaarde moet worden gedeeld door 1000. Voor niobium op nummer 41 zien we bijvoorbeeld het getal 92,9, dat wil zeggen dat 1 mol van zijn atomen een gewicht heeft van 92,9 gram.
Waar wordt M gebruikt in de scheikunde?
Nu wetenwat is molaire massa, overweeg waar het wordt gebruikt in de chemie.
Het concept van de hoeveelheid stof en het molaire gewicht speelt een belangrijke rol bij de voorbereiding van chemische reacties, omdat ze alleen werken met een strikte verhouding van reagentia. De reactie van waterstofverbranding met de vorming van een watermolecuul wordt bijvoorbeeld hieronder weergegeven:
2H2+ O2=2H2O.
Het is te zien dat 2 mol waterstof, met een massa van 4 gram, zonder residu reageert met 1 mol zuurstof met een gewicht van 32 gram. Hierdoor worden 2 mol watermoleculen gevormd, met een indicator van 36 gram. Uit deze figuren blijkt duidelijk dat bij het proces van chemische transformaties de massa behouden blijft. In werkelijkheid is het gewicht van de reactanten en conversieproducten iets anders. Dit kleine verschil is te wijten aan het thermische effect van de reactie. Het massaverschil kan worden berekend door de formule van Einstein te gebruiken om gewicht en energie te relateren.
In de chemie is het concept van molaire massa ook nauw verwant aan de concentratie met dezelfde naam. Gewoonlijk worden vaste stoffen die oplosbaar zijn in vloeistoffen gekenmerkt door het aantal mol in één liter, dat wil zeggen de molaire concentratie.
Het is belangrijk om te begrijpen dat de betreffende waarde alleen constant is voor een bepaald chemisch element of een specifieke verbinding, bijvoorbeeld voor H2het is 2 g/mol, en voor O 3 - 48 g/mol. Als de waarde voor de ene verbinding groter is dan voor de andere, dan betekent dit dat het elementaire deeltje van de eerste stof zelf een grotere massa heeft dan de tweede.
Gassen en hun molair volume
Molmassa is ook gerelateerd aan ideale fysicagassen. Het wordt met name gebruikt bij het bepalen van het volume van een gassysteem onder specifieke externe omstandigheden, als de hoeveelheid van de stof bekend is.
Ideale gassen worden beschreven door de Clapeyron-Mendelejev-vergelijking, die er als volgt uitziet:
PV=nRT.
Hier is n de hoeveelheid stof die als volgt gerelateerd is aan de molaire massa:
n=m / M.
Het volume van een gas kan worden bepaald als zijn m, temperatuur T en druk P bekend zijn, met behulp van de volgende formule:
V=mRT / (MP).
Een molair volume is een volume dat bij 0 oC en een druk van één atmosfeer 1 mol van een gas inneemt. Uit de bovenstaande formule kunt u deze waarde berekenen, het is 22,4 liter.
