Što je molarna masa? Molarna masa u kemiji i fizici plinova

2024 Autor: Angel Austin | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-02 17:48

Svaki student koji je pažljivo proučavao periodni sustav, vjerojatno je primijetio da, osim broja kemijskog elementa, sadrži i podatke o težini njegovog atoma. U ovom članku ćemo pogledati što je molarna masa i gdje se koristi.

Što je madež?

Prije odgovora na pitanje "koja je molarna masa", potrebno je razumjeti tako važnu količinu u kemiji kao što je mol.

U 19. stoljeću, Amedeo Avogadro, pažljivo proučavajući Gay-Lussacov zakon za idealne plinove u izohoričnom procesu, došao je do zaključka da jednaki volumeni različitih tvari pod identičnim uvjetima (temperatura i tlak) sadrže jednak broj atoma ili molekula. Avogadrove ideje bile su u suprotnosti s tadašnjim teorijama o kemijskoj strukturi i ponašanju plinovitih tvari, pa su prihvaćene tek pola stoljeća kasnije.

Početkom 20. stoljeća, uz pomoć modernijih tehnologija, bilo je moguće odrediti broj molekula vodika u 2 grama ovog plina. Ova količina se zove"mol". Sam pojam uveo je Wilhelm Ostwald, a s latinskog se prevodi kao "gomila", "skup".

Godine 1971. mol je postao jedna od 7 osnovnih mjernih jedinica u SI sustavu. Trenutno se pod 1 molom podrazumijeva broj atoma silicija koji se nalazi u idealnoj kugli mase 0,028085 kg. Sam broj čestica koji odgovara 1 molu naziva se Avogadrov broj. To je otprilike 6,021023.

Što je molarna masa?

Sada se možemo vratiti na temu članka. Mol i molarna masa su dvije međusobno povezane veličine. Drugi je težina jednog mola bilo koje tvari. Očito, vrsta kemijskog elementa ili sastav molekule određenog plina izravno određuje molarnu masu. Prema ovoj definiciji, može se napisati sljedeći izraz:

M=m_a N_A.

Gdje je m_a masa jednog atoma, N_{A je Avogadrov broj. Odnosno, da bi se dobila vrijednost M, potrebno je pomnožiti težinu jedne čestice (molekule, atoma, atomskog klastera) s Avogadrovim brojem.}

Kao što je navedeno u uvodu članka, svaki element u periodnom sustavu sadrži informacije o svojoj atomskoj masi. To je težina u gramima po molu. Očito, da biste dobili molarnu masu u kg / mol, tabličnu vrijednost treba podijeliti s 1000. Na primjer, za niobij na broju 41 vidimo broj 92,9, to jest, 1 mol njegovih atoma ima težinu od 92,9 grama.

Gdje se M koristi u kemiji?

Sada znamšto je molarna masa, razmislite gdje se koristi u kemiji.

Koncept količine tvari i molarne težine igra važnu ulogu u pripremi kemijskih reakcija, budući da one idu samo uz strogi omjer reagensa. Na primjer, reakcija izgaranja vodika s stvaranjem molekule vode prikazana je u nastavku:

2H₂+ O₂=2H_2O.

Može se vidjeti da 2 mola vodika, koji imaju masu od 4 grama, reagiraju bez ostatka s 1 molom kisika težine 32 grama. Kao rezultat, nastaju 2 mola molekula vode, s pokazateljem od 36 grama. Iz ovih slika je jasno da se u procesu kemijskih transformacija masa održava. U stvarnosti, težina reaktanata i proizvoda konverzije je malo drugačija. Ova mala razlika je posljedica toplinskog učinka reakcije. Razlika u masi može se izračunati korištenjem Einsteinove formule za povezivanje težine i energije.

U kemiji je pojam molarne mase također usko povezan s istoimenom koncentracijom. Obično se krute tvari koje su topljive u tekućinama karakteriziraju brojem molova u jednoj litri, odnosno molarnom koncentracijom.

Važno je razumjeti da je vrijednost koja se razmatra konstantna samo za dati kemijski element ili određeni spoj, na primjer, za H₂ iznosi 2 g/mol, a za O 3 _{- 48 g/mol. Ako je njegova vrijednost za jedan spoj veća nego za drugi, to znači da sama elementarna čestica prve tvari ima veću masu od druge.}

Plinovi i njihov molarni volumen

Molarna masa je također povezana s idealnom fizikomplinovi. Konkretno, koristi se pri određivanju volumena plinskog sustava pod određenim vanjskim uvjetima, ako je količina tvari poznata.

Idealni plinovi opisani su Clapeyron-Mendelejevom jednadžbom, koja izgleda ovako:

PV=nRT.

Ovdje je n količina tvari koja je povezana s molarnom masom kako slijedi:

n=m / M.

Zapremina plina može se odrediti ako su poznati njegov m, temperatura T i tlak P, koristeći sljedeću formulu:

V=mRT / (MP).

Molarni volumen je onaj koji, pri 0 oC i tlaku od jedne atmosfere, zauzima 1 mol bilo kojeg plina. Iz gornje formule možete izračunati ovu vrijednost, ona iznosi 22,4 litre.