Как найти молярную массу вещества в химии. Как найти молярную массу. Калькулятор молярной массы

Атомы и молекулы – мельчайшие частицы вещества, поэтому в качестве единицы измерения можно выбрать массу одного из атомов и выражать массы других атомов в соотношении с выбранной. Так что же такое молярная масса, и какова ее размерность?

Что такое молярная масса?

Основоположником теории атомных масс был ученый Дальтон, который составил таблицу атомных масс и принял массу атома водорода за единицу.

Молярная масса – это масса одного моля вещества. Моль, в свою очередь, – количество вещества, в котором содержится определенное количество мельчайших частиц, которые участвуют в химических процессах. Количество молекул, содержащихся в одном моле, называют числом Авогадро. Эта величина является постоянной и не изменяется.

Рис. 1. Формула числа Авогадро.

Таким образом, молярная масса вещества – это масса одного моля, в котором находится 6,02*10^23 элементарных частиц.

Число Авогадро получило свое название в честь итальянского ученого Амедео Авагадро, который доказал, что число молекул в одинаковых объемах газов всегда одинаково

Молярная масса в Международной системе СИ измеряется в кг/моль, хотя обычно эту величину выражают в грамм/моль. Эта величина обозначается английской буквой M, а формула молярной массы выглядит следующим образом:

где m – масса вещества, а v – количество вещества.

Рис. 2. Расчет молярной массы.

Как найти молярную массу вещества?

Вычислить молярную массу того или иного вещества поможет таблица Д. И. Менделеева. Возьмем любое вещество, например, серную кислоту.Ее формула выглядит следующим образом: H 2 SO 4 . Теперь обратимся к таблице и посмотрим, какова атомная масса каждого из входящих в состав кислоты элементов. Серная кислота состоит из трех элементов – водород, сера, кислород. Атомная масса этих элементов соответственно – 1, 32, 16.

Получается, что суммарная молекулярная масса равна 98 атомных единиц массы (1*2+32+16*4). Таким образом, мы выясняли, что один моль серной кислоты весит 98 грамм.

Молярная масса вещества численно равна относительной молекулярной массе, если структурными единицами вещества являются молекулы. Молярная масса вещества также может быть равна относительной атомной массе, если структурными единицами вещества являются атомы.

Вплоть до 1961 года за атомную единицу массы принимали атом кислорода, но не целый атом а его 1/16 часть. При этом химическая и физическая единицы массы не были одинаковыми. Химическая была на 0,03% больше, чем физическая.

В настоящее время в физике и химии принята единая система измерения. В качестве стандартной е.а.м. выбрана 1/12 часть массы атома углерода.

Рис. 3. Формула единицы атомной массы углерода.

Молярная масса любого газа или пара измеряется очень легко. Достаточно использовать контроль. Один и тот же объем газообразного вещества равен по количеству вещества другому при одинаковой температуре. Известным способом измерения объема пара является определение количество вытесненного воздуха. Такой процесс осуществляется с использованием бокового отвода, ведущего к измерительному устройству.

Понятие молярной массы является очень важным для химии. Ее расчет необходим для создания полимерных комплексов и множества других реакций. В фармацевтике с помощью молярной массы определяют концентрацию данного вещества в субстанции. Также молярная масса важна при провидении биохимических исследований (обменный процесс в элементе).

В наше время благодаря развитию науки известны молекулярные массы практически всех составляющих крови, в том числе и гемоглобина.

В практической и теоретической химии существуют и имеют практическое значение два таких понятия, как молекулярная (его часто заменяют понятием молекулярный вес, что не правильно) и молярная масса. Обе эти величины зависят от состава простого или сложного вещества.

Как определить или молекулярную? Обе эти физические величины нельзя (или почти нельзя) найти прямым измерением, например, взвешиванием вещества на весах. Их рассчитывают, исходя из химической формулы соединения и атомных масс всех элементов. Эти величины численно равны, но отличаются размерностью. выражается атомными единицами массы, которые являются условной величиной, имеют обозначение а. е. м., а также другое название — «дальтон». Единицы измерения молярной массы выражаются в г/моль.

Молекулярные массы простых веществ, молекулы которых состоят из одного атома, равны их атомным массам, которые указаны в периодической таблице Менделеева. Например, для:

натрия (Na) — 22,99 а. е. м.;
железа (Fe) — 55,85 а. е. м.;
серы (S) — 32,064 а. е. м.;
аргон (Ar) — 39,948 а. е. м.;
калия (K) — 39,102 а. е. м.

Также и молекулярные массы простых веществ, молекулы которых состоят из нескольких атомов химического элемента, рассчитывают как произведение атомной массы элемента на количество атомов в молекуле. Например, для:

кислорода (O2) — 16 . 2 = 32 а. е. м.;
азота (N2) — 14 .2 = 28 а. е. м.;
хлора (Cl2) — 35 . 2 = 70 а. е. м.;
озона (O3) — 16 . 3 = 48 а. е. м.

Рассчитывают молекулярные массы суммируя произведения атомной массы на число атомов для входящего в состав молекулы каждого элемента. Например, для:

(HCl) — 2 + 35 = 37 а. е. м.;
(CO) — 12 + 16 = 28 а. е. м.;
двуокиси углерода (CO2) — 12 + 16 . 2 = 44 а. е. м.

Но как найти молярную массу веществ?

Это сделать несложно, так как она является массой единицы количества конкретного вещества, выраженного в молях. То есть, если рассчитанную молекулярную массу каждого вещества умножить на постоянную величину, равную 1 г/моль, то получится его молярная масса. Например, как найти молярную массу (CO2)? Следует (12 + 16 . 2) .1 г/моль = 44 г/моль, то есть МСО2 = 44 г/моль. Для простых веществ, в молекулы, которых входит только один атом элемента, этот показатель, выраженный в г/молях численно совпадает с атомной массой элемента. Например, для серы MS = 32,064 г/моль. Как найти молярную массу простого вещества, молекула которого состоит из нескольких атомов, можно рассмотреть на примере кислорода: MO2 = 16 . 2 = 32 г/моль.

Здесь были приведены примеры для конкретных простых или сложных веществ. Но можно ли и как найти молярную массу продукта, состоящего из нескольких компонентов? Как и молекулярная, молярная масса многокомпонентной смеси является аддитивной величиной. Она является суммой произведений молярной массы компонента на его долю в смеси: M = ∑Mi . Xi, то есть может быть рассчитана как средняя молекулярная, так и средняя молярная масса.

На примере воздуха, в состав которого входит примерно 75,5 % азота, 23,15 % кислорода, 1,29 % аргона и 0,046 % двуокиси углерода (остальными примесями, которые содержатся в меньших количествах, можно пренебречь): Мвоздуха = 28 . 0,755 + 32 . 0,2315 + 40 . 0,129 + 44 . 0,00046 = 29,08424 г/моль ≈ 29 г/моль.

Как найти молярную массу вещества, если точность определения атомных масс, указанных в таблице Менделеева, разная? Для некоторых элементов она указана с точностью до десятых, для других с точностью до сотых, для третьих до тысячных, а для таких, как радон - до целых, для марганца до десятитысячных.

При расчете молярной массы не имеет смысла вести расчеты с большей точностью, чем до десятых, так как они имеют практическое применение, когда чистота самих химических веществ или реактивов будет вносить большую погрешность. Все эти расчеты носят приближенный характер. Но там, где химикам требуется большая точность, с помощью определенных процедур вносятся соответствующие поправки: устанавливается титр раствора, производятся калибровки по стандартным образцам и прочее.

Инструкция

Чтобы найти моль вещества, нужно запомнить очень простое правило: масса одного моля любого вещества численно равна его молекулярной массе, только выражается в других величинах. А как определяется ? С помощью таблицы Менделеева вы узнаете атомную массу каждого элемента, входящего в молекулы вещества. Далее нужно сложить атомные массы с учетом индекса каждого элемента и получится ответ.

Посчитайте его молекулярную массу с учетом индекса каждого элемента: 12*2 + 1*4 + 16*3 = 76 а.е.м. (атомных единиц массы). Следовательно, его молярная масса (то есть масса одного моля) также составляет 76, только ее размерность: грамм/моль. Ответ: один моль аммиачной селитры весит 76 грамм.

Предположим, вам задана такая задача. Известно, что масса 179,2 литров какого-то газа составляет 352 грамма. Необходимо определить, сколько весит один моль этого газа. Известно, что при нормальных условиях один моль любого газа или смеси газов занимает объем, приблизительно равный 22,4 литра. А у вас 179,2 литра. Произведите вычисление: 179,2/22,4 = 8. Следовательно, в этом объеме содержится 8 молей газа.

Разделив известную по условиям задачи массу на количество молей, получите: 352/8 = 44. Следовательно, один моль этого газа весит 44 грамма - это углекислый газ, СО2.

Если имеется какое-то количество газа массой М, заключенное в объеме V при заданной температуре Т и давлении P. Требуется определить его молярную массу (то есть найти, чему равен его моль). Решить задачу вам поможет универсальное уравнение Менделеева-Клапейрона: PV = MRT/m, где m – та самая молярная масса, которую нам надо определить, а R – универсальная газовая постоянная, равная 8,31. Преобразуя уравнение, получите: m = MRT/PV. Подставив в формулу известные величины, вы найдете, чему равен моль газа.

Полезный совет

В расчетах обычно используются округленные величины атомных весов элементов. Если требуется более высокая точность, то округление недопустимо.

А. Авогадро в 1811 году, в самом начале развития атомной теории сделал предположение, что в равном количестве идеальных газов при одинаковом давлении и температуре содержится одинаковое число молекул. Позднее это предположение подтвердилось и стало необходимым следствием для кинетической теории. Теперь эта теория носит название – Авогадро.

Инструкция

Неизменная Авогадро показывает, количество атомов или молекул, которые содержатся в одном моле вещества.

Число молекул, при условии, что система является однокомпонентной, а содержащиеся в ней молекулы или атомы одного вида, можно найти по специальной формуле

Видео по теме

Сначала определите химический состав и агрегатное состояние вещества. Если исследуется газ, измерьте его температуру, объем и давление или поместите в нормальные условия и измерьте только объем. После этого рассчитайте количество молекул и атомов. Для определения количества атомов в твердом теле или жидкости найдите их массу и молярную массу, а затем количество молекул и атомов.

Вам понадобится

манометр, термометр, весы и таблица Менделеева, узнать постоянную Авогадро.

Инструкция

Определение массы одного моля по известному количеству вещества Если известно количество вещества в молях, молярную массу которого нужно найти, с помощью весов найдите его фактическую массу, выразив ее в граммах. Для определения массы одного моля, массу вещества поделите на его количество M=m/υ.

Определение массы одного моля вещества по массе молекулы Если известна масса одной молекулы вещества, выраженная в граммах, найдите массу одного моля, умножив массу этой молекулы на количество молекул в одном моле (число Авогадро), которое равно 6,022 10^23, M=m0 NА.

Определения массы одного моля газа Возьмите герметичный сосуд известного объема, выраженного в кубических метрах. Откачайте из него газ, и взвесьте на весах. Закачайте в него газ, и снова взвесьте, разница пустого и заполненного баллонов и будет равна массе газа. Переведите ее в килограммы.
Измерьте температуру газа в баллоне, если после закачки немного подождать, она сравняется с температурой окружающего воздуха, и переведите ее в кельвины, прибавив к градусам Цельсия число 273. Измерьте давление газа манометром, в паскалях. Найдите молярную массу газа (массу одного моля) перемножив массу газа на его температуру и 8,31 (универсальную газовую постоянную), и поделив результат на значения давления и объема M=m R T/(P V).

Иногда перед исследователями встает такая задача: как определить количество атомов того или иного вещества? Первоначально она может показаться исключительно сложной, ведь количество атомов даже в крохотном образце какого-либо вещества просто грандиозное. Как же их подсчитать?

Инструкция

Предположим, вам надо подсчитать количество атомов в куске чистого - например, меди или даже золота. Да, представьте себя на месте великого ученого Архимеда, которому царь Гиерон дал совсем другое поручение, сказав: «Знаешь, Архимед, напрасно я подозревал своего ювелира в мошенничестве, корона-то оказалась из чистого золота! Нашему царскому величеству теперь угодно знать, в ней атомов».

Настоящего Архимеда задача, естественно, ввергла бы в ступор, хоть он и был . Ну а вы справились бы с нею в два счета. Сначала надо точно взвесить корону. Предположим, она весила бы ровно 2 кг, то есть 2000 граммов. Потом по таблице Менделеева установите молярную массу золота (примерно 197 грамм/моль.) Для упрощения расчетов чуть-чуть округлите в большую сторону – пусть будет 200 грамм/моль. Следовательно, в злополучной короне ровно 10 молей золота. Ну а потом возьмите универсальное число Авогадро (6,022х1023), умножьте на 10 и с торжеством отнесите результат царю Гиерону.

А потом воспользуйтесь хорошо знакомым уравнением Менделеева–Клапейрона: PV = MRT/m. Обратите внимание, что M/m является ничем иным, как количеством молей данного газа, поскольку M – его фактическая масса, а m – молярная.

Подставьте известные вам величины в дробь PV/RT, найденный результат умножьте на универсальное число Авогадро (6,022*1023) и получите количество атомов газа при заданном объеме, давлении и температуре.

А если требуется подсчитать количество атомов в образце сложного вещества? И тут нет ничего особо трудного. Взвесьте образец, потом напишите его точную химическую формулу, с помощью Таблицы Менделеева уточните молярную массу каждого компонента и вычислите точную молярную массу этого сложного вещества (учтя при необходимости индексы элементов).

Ну а потом узнайте количество молей в исследуемом образце (поделив массу образца на молярную массу) и умножьте полученный результат на величину числа Авогадро.

В химии в качестве единицы количества вещества используют моль. Вещество имеет три характеристики: массу, молярную массу и количество вещества. Молярной массой называется масса одного моля вещества.

Инструкция

Один моль того или иного вещества представляет собой его количество, которое содержит столько структурных единиц, сколько атомов содержится в 0,012 кг обычного (не радиоактивного) изотопа . К структурным единицам вещества молекулы, атомы, ионы . Когда в условиях задачи дано с относительной атомной массой Ar, из формулы вещества, в зависимости от постановки задачи, путем осуществления вычислений находят либо массу одного моля этого же вещества, либо его молярную массу. Относительной атомной массой Ar называют величину, равной отношению средней массы изотопа элемента к 1/12 массы углерода.

Молярную массу имеют как органические, так и неорганические вещества. Для примера рассчитайте этот параметр в отношении воды H2O и метана CH3. Вначале найдите молярную массу воды:
M(H2O)=2Ar(H)+Ar(O)=2*1+16=18 г/моль
Метан представляет собой газ органического происхождения. Это означает, что в состав его молекулы входят атомы водорода и углерода. Всего в одной молекуле этого газа содержится три атома водорода и один атом углерода. Молярную массу данного вещества рассчитайте следующим образом:
M(CH3)=Ar(C)+2Ar(H)=12+3*1=15 г/моль
Аналогичным образом рассчитывайте молярные массы любых других веществ.

Также массу одного моля вещества или молярную массу находят, зная массу и количество вещества. В этом случае молярная масса рассчитывается как отношение массы вещества к его количеству. Формула при этом выглядит следующим образом:
M=m/ν, где M - молярная масса, m - масса, ν - количество вещества.
Молярная масса вещества выражается в граммах либо килограммах на моль. Если известна масса молекулы того или иного вещества, то, зная число Авогадро, можно найти массу одного моля вещества следующим образом:
Mr=Na*ma, где Mr - молярная масса, Na - число Авогадро, ma - масса молекулы.
Так, например, зная массу атома углерода, можно найти молярную массу этого вещества:
Mr=Na*ma=6,02*10^23*1,993*10^-26=12 г/моль

Видео по теме

Масса 1 моль вещества называется его молярной массой и обозначается буквой М. Единицы измерения молярной массы – г/моль. Способ расчета этой величины зависит от заданных условий.

Вам понадобится

- периодическая система химических элементов Д.И. Менделеева (таблица Менделеева);
- калькулятор.

Инструкция

Если известна вещества, то его молярную массу можно вычислить при помощи таблицы Менделеева. Молярная масса вещества (М) равна его относительной молекулярной массе (Mr). Для того чтобы ее рассчитать, найдите в таблице Менделеева атомные массы всех элементов, входящих в состав вещества (Ar). Обычно это число, написанное в нижнем правом углу ячейки соответствующего элемента под его порядковым номером. Например, атомная масса равна 1 - Ar (H)=1, атомная масса кислорода равна 16 - Ar (O)=16, атомная масса серы равна 32 – Ar(S)=32.

Для того чтобы узнать молекулярную и молярную массу вещества, нужно сложить относительные атомные массы входящих в него элементов с учетом числа их . Mr = Ar1n1+Ar2n2+…+Arxnx. Так, молярная масса воды (H2O) равна сумме атомной массы водорода (Н), умноженной на 2 и атомной массы кислорода (О). М(Н2О)= Ar(H)?2 + Ar(O) = 1?2 +16=18(г/моль). Молярная масса (H2SO4) равна сумме атомной массы водорода (Н), умноженной на 2, атомной массы серы (S) и атомной массы кислорода (О), умноженной на 4. M (H2SO4) =Ar (H) ?2 + Ar(S) + Ar (O) ?4=1?2 + 32 + 16?4 = 98(г/моль). Молярная масса простых веществ, состоящих из одного элемента, считается так же. Например, молярная масса газа кислорода (О2) равна атомной массе элемента кислорода (О), умноженной на 2. М (О2)= 16?2 = 32(г/моль).

Если химическая формула вещества неизвестна, но известно его количество и масса, молярную массу можно найти по формуле: М=m/n, где М – молярная масса, m – масса вещества, n – количество вещества. Например, известно, что 2 моль вещества имеет массу 36 г, тогда его молярная масса равна М= m/n=36 г? 2 моль = 18 г/моль (скорее всего это вода Н2О). Если 1,5 моль вещества имеет массу 147 г, тогда его молярная масса равна М= m/n=147г? 1,5 моль = 98 г/моль (скорее всего это серная кислота H2SO4).

Видео по теме

Источники:

Талица менделеева

Одной из основных единиц в Международной системе единиц (СИ) является единица количества вещества – моль.

Моль – это такое количество вещества, которое содержит столько структурных единиц данного вещества (молекул, атомов, ионов и др.), сколько атомов углерода содержится в 0,012 кг (12 г) изотопа углерода 12 С .

Учитывая, что значение абсолютной атомной массы для углерода равно m (C) = 1,99 · 10  26 кг, можно рассчитать число атомов углерода N А , содержащееся в 0,012 кг углерода.

Моль любого вещества содержит одно и то же число частиц этого вещества (структурных единиц). Число структурных единиц, содержащихся в веществе количеством один моль равно 6,02·10 23 и называется числом Авогадро (N А ).

Например, один моль меди содержит 6,02·10 23 атомов меди (Cu), а один моль водорода (H 2) – 6,02·10 23 молекул водорода.

Молярной массой (M) называется масса вещества, взятого в количестве 1 моль.

Молярная масса обозначается буквой М и имеет размерность [г/моль]. В физике пользуются размерностью [кг/кмоль].

В общем случае численное значение молярной массы вещества численно совпадает со значением его относительной молекулярной (относительной атомной) массы.

Например, относительная молекулярная масса воды равна:

Мr(Н 2 О) = 2Аr (Н) + Аr (O) = 2∙1 + 16 = 18 а.е.м.

Молярная масса воды имеет ту же величину, но выражена в г/моль:

М (Н 2 О) = 18 г/моль.

Таким образом, моль воды, содержащий 6,02·10 23 молекул воды (соответственно 2·6,02·10 23 атомов водорода и 6,02·10 23 атомов кислорода), имеет массу 18 граммов. В воде, количеством вещества 1 моль, содержится 2 моль атомов водорода и один моль атомов кислорода.

1.3.4. Связь между массой вещества и его количеством

Зная массу вещества и его химическую формулу, а значит и значение его молярной массы, можно определить количество вещества и, наоборот, зная количество вещества, можно определить его массу. Для подобных расчетов следует пользоваться формулами:

где ν – количество вещества, [моль]; m – масса вещества, [г] или [кг]; М – молярная масса вещества, [г/моль] или [кг/кмоль].

Например, для нахождения массы сульфата натрия (Na 2 SO 4) количеством 5 моль найдем:

1) значение относительной молекулярной массы Na 2 SO 4 , представляющую собой сумму округленных значений относительных атомных масс:

Мr(Na 2 SO 4) = 2Аr(Na) + Аr(S) + 4Аr(O) = 142,

2) численно равное ей значение молярной массы вещества:

М(Na 2 SO 4) = 142 г/моль,

3) и, наконец, массу 5 моль сульфата натрия:

m = ν · M = 5 моль · 142 г/моль = 710 г.

Ответ: 710.

1.3.5. Связь между объемом вещества и его количеством

При нормальных условиях (н.у.), т.е. при давлении р , равном 101325 Па (760 мм. рт. ст.), и температуре Т, равной 273,15 К (0 С), один моль различных газов и паров занимает один и тот же объем, равный 22,4 л.

Объем, занимаемый 1 моль газа или пара при н.у., называется молярным объемом газа и имеет размерность литр на моль.

V мол = 22,4 л/моль.

Зная количество газообразного вещества (ν) и значение молярного объема (V мол) можно рассчитать его объем (V) при нормальных условиях:

V = ν · V мол,

где ν – количество вещества [моль]; V – объем газообразного вещества [л]; V мол = 22,4 л/моль.

И, наоборот, зная объем (V ) газообразного вещества при нормальных условиях, можно рассчитать его количество (ν):

Как определить молярную массу или молекулярную? Обе эти физические величины нельзя (или почти нельзя) найти прямым измерением, например, взвешиванием вещества на весах. Их рассчитывают, исходя из химической формулы соединения и атомных масс всех элементов. Эти величины численно равны, но отличаются размерностью. Молекулярная масса выражается атомными единицами массы, которые являются условной величиной, имеют обозначение а. е. м., а также другое название — «дальтон». Единицы измерения молярной массы выражаются в г/моль.

натрия (Na) — 22,99 а. е. м.;
железа (Fe) — 55,85 а. е. м.;
серы (S) — 32,064 а. е. м.;
аргон (Ar) — 39,948 а. е. м.;
калия (K) — 39,102 а. е. м.

кислорода (O2) — 16 . 2 = 32 а. е. м.;
азота (N2) — 14 .2 = 28 а. е. м.;
хлора (Cl2) — 35 . 2 = 70 а. е. м.;
озона (O3) — 16 . 3 = 48 а. е. м.

Рассчитывают молекулярные массы сложных веществ, суммируя произведения атомной массы на число атомов для входящего в состав молекулы каждого элемента. Например, для:

соляной кислоты (HCl) — 2 + 35 = 37 а. е. м.;
окиси углерода (CO) — 12 + 16 = 28 а. е. м.;
двуокиси углерода (CO2) — 12 + 16 . 2 = 44 а. е. м.

Но как найти молярную массу веществ?

Это сделать несложно, так как она является массой единицы количества конкретного вещества, выраженного в молях. То есть, если рассчитанную молекулярную массу каждого вещества умножить на постоянную величину, равную 1 г/моль, то получится его молярная масса. Например, как найти молярную массу двуокиси углерода (CO2)? Следует (12 + 16 . 2) .1 г/моль = 44 г/моль, то есть МСО2 = 44 г/моль. Для простых веществ, в молекулы, которых входит только один атом элемента, этот показатель, выраженный в г/молях численно совпадает с атомной массой элемента. Например, для серы MS = 32,064 г/моль. Как найти молярную массу простого вещества, молекула которого состоит из нескольких атомов, можно рассмотреть на примере кислорода: MO2 = 16 . 2 = 32 г/моль.