Čo je molárna hmotnosť? Molová hmotnosť v chémii a fyzike plynov

2024 Autor: Angel Austin | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-02 17:55

Každý študent, ktorý pozorne študoval periodickú tabuľku, si pravdepodobne všimol, že okrem čísla chemického prvku obsahuje aj údaj o hmotnosti jeho atómu. V tomto článku sa pozrieme na to, čo je to molárna hmotnosť a kde sa používa.

Čo je krtek?

Pred zodpovedaním otázky „aká je molárna hmotnosť“je potrebné pochopiť takú dôležitú veličinu v chémii, ako je mol.

V 19. storočí Amedeo Avogadro, ktorý starostlivo študoval Gay-Lussac zákon pre ideálne plyny v izochorickom procese, dospel k záveru, že rovnaké objemy rôznych látok za rovnakých podmienok (teplota a tlak) obsahujú rovnaký počet atómov alebo molekúl. Avogadrove myšlienky boli v rozpore s vtedajšími teóriami o chemickej štruktúre a správaní plynných látok, takže boli prijaté až o pol storočia neskôr.

Začiatkom 20. storočia sa pomocou modernejších technológií podarilo určiť počet molekúl vodíka v 2 gramoch tohto plynu. Toto množstvo sa nazýva"mol". Samotný termín zaviedol Wilhelm Ostwald, z latinčiny sa prekladá ako „hromada“, „zhluk“.

V roku 1971 sa krtek stal jednou zo 7 základných meracích jednotiek v sústave SI. V súčasnosti sa 1 mol chápe ako počet atómov kremíka, ktorý je obsiahnutý v ideálnej gule s hmotnosťou 0,028085 kg. Samotný počet častíc zodpovedajúci 1 molu sa nazýva Avogadrovo číslo. Je to približne 6,021023.

Čo je molárna hmotnosť?

Teraz sa môžeme vrátiť k téme článku. Molová a molárna hmotnosť sú dve vzájomne súvisiace veličiny. Druhým je hmotnosť jedného mólu akejkoľvek látky. Je zrejmé, že druh chemického prvku alebo zloženie molekuly konkrétneho plynu priamo určuje molárnu hmotnosť. Podľa tejto definície možno napísať nasledujúci výraz:

M=m_a N_A.

Kde m_a je hmotnosť jedného atómu, N_{A je Avogadrove číslo. To znamená, že na získanie hodnoty M je potrebné vynásobiť hmotnosť jednej častice (molekuly, atómu, atómového zhluku) číslom Avogadro.}

Ako je uvedené v úvode článku, každý prvok v periodickej tabuľke obsahuje informácie o svojej atómovej hmotnosti. Je to hmotnosť v gramoch na mol. Je zrejmé, že na získanie molárnej hmotnosti v kg / mol by sa tabuľková hodnota mala vydeliť 1 000. Napríklad pre niób s číslom 41 vidíme číslo 92,9, to znamená, že 1 mol jeho atómov má hmotnosť 92,9 gramov..

Kde sa M používa v chémii?

Už teraz viemčo je molárna hmotnosť, zvážte, kde sa používa v chémii.

Koncept látkového množstva a molárnej hmotnosti hrá dôležitú úlohu pri príprave chemických reakcií, pretože sa riadia len prísnym pomerom činidiel. Napríklad reakcia spaľovania vodíka s tvorbou molekuly vody je znázornená nižšie:

2H₂+ O₂=2H_2O.

Je vidieť, že 2 móly vodíka, ktoré majú hmotnosť 4 gramy, bezo zvyšku reagujú s 1 mólom kyslíka s hmotnosťou 32 gramov. V dôsledku toho sa vytvoria 2 móly molekúl vody s indikátorom 36 gramov. Z týchto obrázkov je zrejmé, že v procese chemických premien sa hmota zachováva. V skutočnosti je hmotnosť reaktantov a produktov konverzie mierne odlišná. Tento malý rozdiel je spôsobený tepelným účinkom reakcie. Rozdiel hmotnosti možno vypočítať pomocou Einsteinovho vzorca na vyjadrenie vzťahu hmotnosti a energie.

V chémii pojem molárna hmotnosť tiež úzko súvisí s koncentráciou rovnakého mena. Pevné látky, ktoré sú rozpustné v kvapalinách, sú zvyčajne charakterizované počtom mólov v jednom litri, to znamená molárnou koncentráciou.

Je dôležité pochopiť, že uvažovaná hodnota je konštantná len pre daný chemický prvok alebo konkrétnu zlúčeninu, napríklad pre H₂je to 2 g/mol a pre O 3 _{- 48 g/mol. Ak je jej hodnota pre jednu zlúčeninu väčšia ako pre inú, znamená to, že samotná elementárna častica prvej látky má väčšiu hmotnosť ako druhá.}

Plyny a ich molárny objem

Molárna hmotnosť tiež súvisí s ideálnou fyzikouplynov. Používa sa najmä pri určovaní objemu plynového systému za špecifických vonkajších podmienok, ak je známe množstvo látky.

Ideálne plyny sú opísané pomocou Clapeyronovej-Mendelejevovej rovnice, ktorá vyzerá takto:

PV=nRT.

Tu n je množstvo látky, ktoré súvisí s molárnou hmotnosťou takto:

n=m / M.

Objem plynu možno určiť, ak sú známe jeho m, teplota T a tlak P, pomocou nasledujúceho vzorca:

V=mRT / (MP).

Molárny objem je taký, ktorý pri 0 oC a tlaku jednej atmosféry zaberá 1 mol akéhokoľvek plynu. Z vyššie uvedeného vzorca môžete vypočítať túto hodnotu, je to 22,4 litra.