Hoe Molar Mass te vinden

Mol massa is een fysieke eigenschap van stoffen. Het is zeer nuttig bij het analyseren, vergelijken en voorspellen van de andere fysische en chemische eigenschappen zoals dichtheid, smeltpunt, kookpunt en de hoeveelheid stof die reageert met een andere stof in een systeem. Er is meer dan één methode om de molecuulmassa te berekenen. Sommige van deze methoden omvatten het gebruik van de directe vergelijking, het toevoegen van de atomaire massa's van verschillende elementen in een verbinding en het gebruik van verhoging van het kookpunt of vriespuntverlaging. Sommige van deze belangrijke methoden zullen bondig worden besproken in dit artikel. 

Key Areas Covered

1. Wat is Molaire mis
      - Definitie, vergelijking voor berekening, Toelichting
2. Hoe Molar Mass te vinden
      - Methoden om de molecuulmassa te bepalen
3.Wat is het belang van het kennen van de molaire massa van een substantie
      - Toepassingen van molaire massa

Belangrijkste termen: aantal Avogadro's, Kookpunt, Calusius-Clapeyron, Cryoscopische constante, Ebullioscopische constante, Vriespunt, Smeltpunt, Molaliteit, Molaire massa, Moleculair gewicht, Osmotische druk, Relatieve atomaire massa

Wat is Molaire mis

Mol massa is de massa van een mol van een bepaalde substantie. De meest gebruikte eenheid voor de molecuulmassa van een stof is gmol^-1. De SI-eenheid voor molaire massa is echter kgmol^-1 (of kg / mol). De molecuulmassa kan worden berekend met behulp van de volgende vergelijking.

Molaire massa = massa van de stof (kg) / hoeveelheid stof (Mol)

Mol of mol is de eenheid die wordt gebruikt om de hoeveelheid van een stof te meten. Eén mol van een stof is gelijk aan een zeer groot aantal, 6.023 x 10²³ van atomen (of moleculen) waaruit de stof is gemaakt. Dit nummer wordt het Avogadro-nummer genoemd. Het is een constante omdat ongeacht het type atoom, één mol ervan gelijk is aan die hoeveelheid atomen (of moleculen). Daarom kan de molmassa een nieuwe definitie krijgen, dat wil zeggen, de molmassa is de totale massa van 6.023 x 10²³ atomen (of moleculen) van een bepaalde stof. Om verwarring te voorkomen, bekijk het volgende voorbeeld.

• Verbinding A is samengesteld uit A-moleculen.
• Verbinding B is samengesteld uit B-moleculen.
• Eén mol van verbinding A is samengesteld uit 6.023 x 10²³ van A-moleculen.
• Eén mol van verbinding B is samengesteld uit 6.023 x 10²³ van B-moleculen.
• Molaire massa van verbinding A is de som van de massa's van 6,023 x 10²³ Een moleculen.
• Molaire massa van verbinding B is de som van de massa's van 6,023 x 10²³ B-moleculen.

Nu kunnen we dit toepassen voor echte stoffen. Een mol van H₂O is samengesteld uit 6.023 x 10²³ H₂O moleculen. De totale massa van 6.023 x 10²³ H₂O-moleculen is ongeveer 18 g. Daarom is de molecuulmassa van H₂O is 18 g / mol.

Hoe Molar Mass te vinden

De molecuulmassa van een stof kan worden berekend met behulp van verschillende methoden zoals;

1. Atomische massa's gebruiken
2. Gebruik de vergelijking voor het berekenen van de molecuulmassa
3. Van kookpuntverhoging
4. Van vriespunt depressie
5. Van osmotische druk

Deze methoden worden hieronder in detail besproken.

Atomic Masses gebruiken

De molecuulmassa van een molecuul kan worden bepaald met behulp van atomaire massa's. Dit kan eenvoudig worden gedaan door de toevoeging van molmassa's van elk aanwezig atoom. Molaire massa van een element wordt gegeven zoals hieronder.

Mol massa van een element = relatieve atomaire massa x molaire massa constante (g / mol)

Relatieve atomaire massa is de massa van een atoom ten opzichte van de massa van het koolstof-12-atoom en het heeft geen eenheden. Deze relatie kan als volgt worden gegeven.

Molecuulgewicht van A = massa van één molecuul van A / [massa van één koolstof-12-atoom x (1/12)]

Laten we de volgende voorbeelden overwegen om deze techniek te begrijpen. De volgende zijn de berekeningen voor verbindingen met hetzelfde atoom, combinatie van verschillende atomen en combinatie van een groot aantal atomen.

• Molaire massa van H₂

o Typen aanwezige atomen = twee H-atomen
o Relatieve atomaire massa = 1.00794 (H)
o Molaire massa van elk atoom = 1.00794 g / mol (H)
o Molmassa van verbinding = (2 x 1,00794) g / mol
                                                   = 2.01588 g / mol

• Molaire massa van HCl

o Typen aanwezige atomen = één H-atoom en één Cl-atoom
o Relatieve atomaire massa = 1.00794 (H) + 35.453 (Cl)
o Molaire massa van elk atoom = 1,00794 g / mol (H) + 35,453 g / mol (Cl)
o Molmassa van verbinding = (1 x 1.00794) + (1 x 35.453) g / mol
                                                   = 36.46094 g / mol

• Molaire massa van C₆H₁₂O₆

o Typen aanwezige atomen = 6 C-atomen, 12 H-atomen en 6 O Cl-atoom
o Relatieve atoommassa = 12.0107 (C) + 1.00794 (H) + 15.999 (O)
o Molaire massa van elk atoom = 12.0107 g / mol + 1.00794 g / mol (H) + 15.999 g / mol (O)
o Molmassa van verbinding = (6 x 12.0107) + (12 x 1.00794) + (6 x 15.999) g / mol
                                                   = 180,15348 g / mol

De vergelijking gebruiken

De molecuulmassa kan worden berekend met behulp van de onderstaande vergelijking. Deze vergelijking wordt gebruikt om een ​​onbekende verbinding te bepalen. Bekijk het volgende voorbeeld.

Mol massa = massa van de stof (kg) / hoeveelheid stof (mol)

• De verbinding D bevindt zich in een oplossing. De details worden als volgt gegeven.
  • Verbinding D is een sterke basis.
  • Het kan een H vrijgeven⁺ ion per molecuul.
  • De oplossing van verbinding D werd bereid met 0,599 g verbinding D.
  • Het reageert met HCl in de verhouding van 1: 1

Vervolgens kan de bepaling worden uitgevoerd door een zuur-base titratie. Aangezien het een sterke base is, titreer de oplossing met een sterk zuur (Ex: HCl, 1,0 mol / L) in aanwezigheid van een fenolftaleïne-indicator. De kleurverandering geeft het eindpunt (Vb: wanneer 15,00 ml HC1 is toegevoegd) van de titratie en nu worden alle moleculen van de onbekende base getitreerd met het toegevoegde zuur. Vervolgens kan de molecuulmassa van de onbekende verbinding als volgt worden bepaald.

o De hoeveelheid gereageerd zuur = 1,0 mol / L x 15,00 x 10-3 L
                                                                          = 1,5 x 10-2 mol
o Daarom is de hoeveelheid base gereageerd = 1,5 x 10-2 mol
o Het molecuulgewicht van verbinding D = 0,599 g / 1,5 x 10-2 mol
                                                                          = 39,933 g / mol
o Dan kan de onbekende verbinding D worden voorspeld als NaOH. (Maar om dit te bevestigen, moeten we verdere analyse doen).

Van kookpunthoogte

Kookpuntverhoging is het verschijnsel dat beschrijft dat de toevoeging van een verbinding aan een zuiver oplosmiddel het kookpunt van dat mengsel zou verhogen tot een hoger kookpunt dan dat van het zuivere oplosmiddel. Daarom kan de molaire massa van die toegevoegde verbinding worden gevonden met behulp van het temperatuurverschil tussen twee kookpunten. Als het kookpunt van het zuivere oplosmiddel T is_solvent en het kookpunt van de oplossing (met de toegevoegde verbinding) is T_oplossing, het verschil tussen twee kookpunten kan hieronder worden gegeven.

ΔT = T_oplossing - T_solvent

Met het gebruik van de relatie Clausius-Clapeyron en de wet van Raoult, kunnen we een relatie krijgen tussen ΔT en de molaliteit van de oplossing. 

ΔT = K_b . M

Waar K_b is ebullioscopisch constant en hangt alleen af ​​van de eigenschappen van het oplosmiddel en M is de molaliteit

Uit bovenstaande vergelijking kunnen we een waarde voor de molaliteit van de oplossing halen. Aangezien de hoeveelheid oplosmiddel die wordt gebruikt voor de bereiding van deze oplossing bekend is, kunnen we de waarde van de toegevoegde mollen van de verbinding vinden.

Molaliteit = Mol toegevoegde verbinding (mol) / gebruikte massa zuiver oplosmiddel (kg)

Nu we het aantal mol verbindingen in de oplossing en de massa van de toegevoegde verbinding weten, kunnen we de molecuulmassa van de verbinding bepalen.

Mol massa = massa van verbinding (g) / mol van verbinding (mol)

Afbeelding 01: Kalkhoogteverhoging en diepvriespercentage Depressie

Van Freezing Point Depression

Vriespuntverlaging is het tegenovergestelde van verhoging van het kookpunt. Soms, wanneer een verbinding wordt toegevoegd aan een oplosmiddel, wordt het vriespunt van de oplossing verlaagd dan dat van het zuivere oplosmiddel. Dan zijn de bovenstaande vergelijkingen een beetje aangepast.

ΔT = T_oplossing - T_solvent

De ΔT-waarde is een min-waarde omdat het kookpunt nu lager is dan de beginwaarde. De molaliteit van de oplossing kan op dezelfde wijze worden verkregen als bij de kookpuntverhoging.

ΔT = K_f . M

Hier, de K_f  staat bekend als de cryoscopische constante. Het is alleen afhankelijk van de eigenschappen van het oplosmiddel.

De rest van de berekeningen is hetzelfde als bij de kookpuntverhoging. Hier kunnen de mol van de toegevoegde verbinding ook worden berekend met behulp van de onderstaande vergelijking.

Molaliteit = Mollen van de verbinding (mol) / gebruikte massa oplosmiddel (kg)

Vervolgens kan de molaire massa worden berekend met behulp van de waarde voor molen toegevoegde verbinding en de toegevoegde massa van de verbinding.

Mol massa = massa van verbinding (g) / mol van verbinding (mol)

Van osmotische druk

Osmotische druk is de druk die moet worden uitgeoefend om te voorkomen dat een zuiver oplosmiddel door osmose naar een gegeven oplossing wordt geleid. De osmotische druk kan worden gegeven in onderstaande vergelijking.

Π = MRT

Waar, Π is de osmotische druk,
             M is de molariteit van de oplossing
             R is de universele gasconstante
             T is de temperatuur

De molariteit van de oplossing wordt gegeven door de volgende vergelijking.

Molarity = Moles of compound (mol) / Volume of solution (L)

Het volume van de oplossing kan worden gemeten en de molariteit kan worden berekend zoals hierboven. Daarom kunnen de molen van de verbinding in de oplossing worden gemeten. Vervolgens kan de molecuulmassa worden bepaald.

Mol massa = massa van verbinding (g) / mol van verbinding (mol)

Wat is het belang van het kennen van de molaire massa van een substantie

• Molaire massa's van verschillende verbindingen kunnen worden gebruikt om de smeltpunten en kookpunten van die verbindingen te vergelijken.
• Molaire massa wordt gebruikt om de massapercentages van in een verbinding aanwezige atomen te bepalen.
• Molaire massa is erg belangrijk in chemische reacties om de hoeveelheden van een bepaalde reactant te achterhalen die hebben gereageerd of om de hoeveelheid van het product te vinden die kan worden verkregen.
• Het kennen van de molmassa's is erg belangrijk voordat een experimentele opstelling wordt ontworpen.

Samenvatting

Er zijn verschillende methoden om de molecuulmassa van een bepaalde verbinding te berekenen. De gemakkelijkste manier onder hen is de toevoeging van molaire massa's van elementen die aanwezig zijn in die verbinding.

Referenties:

1. "Mole." Encyclopædia Britannica. Encyclopædia Britannica, inc., 24 april 2017. Web. Beschikbaar Hier. 22 juni 2017. 
2. Helmenstine, Anne Marie. "Hoe Molaire massa te berekenen." ThoughtCo. N.p., n.d. Web. Beschikbaar Hier. 22 juni 2017.
3. Robinson, Bill. "Bepaling molecuulmassa." Chem.purdue.edu. N.p., n.d. Web. Beschikbaar Hier. 22 juni 2017.
4. "Vriespunt depressie." Chemie LibreTexts. Libretexts, 21 juli 2016. Web. Beschikbaar vanaf 22 juni 2017. 

Afbeelding met dank aan:

1. "Stolpunt depressie en kookpuntverhoging" door Tomas er - Eigen werk (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia