Chemici meten vaak stoffen met behulp van molmassa en molecuulmassa. Een voorbeeld zou het aantal moleculen in een cilinder bepalen. Chemie bestudeert de interactie van atomen en moleculen op atomaire schaal.
Ten eerste verwijst molecule naar de samenstelling van vergelijkbare of verschillende atomen gerangschikt in verhoudingen. De moleculen kunnen chemische verbindingen vormen die onderhevig zijn aan de fysische en chemische eigenschappen van elk molecuul.
In een notendop verwijst een moleculaire massa naar de totale massa van een stof. Het somt de gemiddelde massa van individuele atomen in een molecuul van die bepaalde substantie.
Om de moleculaire massa van een verbinding X te bepalen, moet je de atomaire massa's van alle elementen in de samenstelling toevoegen, inclusief hun vermenigvuldigingen volgens de subscripts in de formule.
We zullen dit illustreren met een voorbeeld hieronder. Deze atoommassa's worden rechtstreeks overgenomen uit het periodiek systeem der elementen. Ze worden gemeten in atomaire massa-eenheden (amu) en ook de molecuulmassa.
Voorbeeld 1:
Bepaal de molecuulmassa van H2O en CH3CH2OH.
Antwoord:
Je moet de composities van de gegeven moleculaire formules beoordelen en hun atoommassa's afleiden uit het periodiek systeem. Houd rekening met de subscripts.
H2O geeft bijvoorbeeld aan dat er twee waterstofatomen en één zuurstofatoom zijn. De atomaire massa van waterstof is, vanaf het periodiek systeem, 1.0079 amu en dat van zuurstof is 15.9994. De molecuulmassa van de verbinding is 2 (1.0079) + 15.9994 = 18.0152 amu.
En om de moleculaire massa van ethanol te bepalen, de andere formule die in de vraag wordt gegeven, volgen we dezelfde stappen. Er zijn 2 koolstofatomen, 6 waterstofatomen en 1 zuurstofatoom. De atoommassa van het koolstofatoom is 12.011 amu. Dat gezegd hebbende, de molecuulmassa van CH3CH2OH is 2 (12.011) + 6 (1.0079) + 1 (15.9994) = 46.069 amu. Bereken voor uw oefening de moleculaire formule van ethaan (C2H4) en CO2.
Wat betreft het concept van de molmassa wordt dit gedefinieerd als de massa in kilogrammen of grammen van een mol van een stof. Gewoonlijk zijn de eenheden voor molaire massa gram / mol. Een mol van een zuurstofelement heeft een massa van 15,994 gram. Aldus zou de molmassa 15,9994 g / mol zijn. Voor een koolstofdioxideverbinding wordt bijvoorbeeld de molecuulmassa gedefinieerd als de massa van 1 mol moleculen in die verbinding. Avogadro's nummer, 6.022 x 1023 wordt vaak gebruikt om het aantal atomen, moleculen en andere eenheden te relateren waar een molaire massa gelijk aan is. Een molecuulmassa H2O zou bijvoorbeeld gelijk zijn aan de massa in grammen per mol van 6,022 x 1023 watermoleculen. Als dit te technisch klinkt, zullen we dit illustreren met een voorbeeld hieronder:
Voorbeeld 2:
Bepaal de molaire massa van ethanol.
Antwoord:
In het eerste voorbeeld bepaalden we de molecuulmassa van ethanol (C2H5OH). Wees niet in de war door een andere formule als de bovengenoemde. We hebben zojuist gespeeld met de structurele regelingen van de ethanolformule, hoewel de verhouding van atomen hetzelfde blijft.
Ethanol bevat 6,022 x 1023moleculen en de molecuulmassa is gelijk aan de massa ethanol die deze moleculen bevat. We vonden dat de molecuulmassa van ethanol 46.069 atomaire massa-eenheden was in ons vorige voorbeeld. Dezelfde procedure wordt gevolgd bij het berekenen van de molecuulmassa.
Eén mol ethanol heeft 2 mol koolstofatomen, 6 mol waterstofatomen en één mol zuurstofatomen. Wanneer we de atoommassa's uit de periodetabel nemen, zien we dat de molaire massa 2 (12,011 g) + 6 (1,0079 g) + 15,9994 g is, wat gelijk is aan 46,069 g / mo. Let op dezelfde waarde maar verschillende eenheden.
NB: De molecuulmassa van een chemische substantie verwijst naar zijn atomaire massa of molecuulmassa in grammen per mol. De waarden zijn hetzelfde maar verschillende eenheden.
Oefening 2:
Bereken de molaire massa van calciumfosfaat (Ca3 (P04) 2). Het antwoord zou 310.177 g / mol moeten zijn.
Wat koolstof betreft, verschilt de molaire massa van een van nature voorkomende koolstof van die van de periodetafel die behoort tot koolstof-12-isotoop. Uiteraard bevat koolstof koolstof-12, koolstof-13 en koolstof-14. Maar een mol koolstof bevat nog steeds 6.022 x 1023 maar met verschillende verhoudingen van deze isotopen.
Molaire massa wordt bepaald door de totale massa van de stof, die de gemiddelde massa van elk atoom is, te delen door de hoeveelheid in mol. Het resulterende cijfer is gram per mol of kilogram per mol. De molecuulmassa wordt bepaald door de massa van de stof te berekenen in relatie tot de 1 / 12e koolstof-12-isotoop.
Molecuulmassa verwijst naar de massa van de moleculen terwijl Molaire massa verwijst naar de massa van een mol van een substantie.
De molecuulmassa wordt uitgedrukt als de gram per mol, terwijl een molecuulmassa wordt uitgedrukt als atomaire massa-eenheden. Deze uitdrukking van SI-eenheden gaat terug naar hoe deze concepten zijn gedefinieerd zoals hiervoor genoemd.