Mi a moláris tömeg? Moláris tömeg a gázkémiában és a fizikában

Minden diák, aki alaposan tanulmányozta a periódusos rendszert, valószínűleg észrevette, hogy a kémiai elem számán kívül az atom tömegére vonatkozó információkat is tartalmaz. Ebben a cikkben megvizsgáljuk, hogy mi a moláris tömeg és hol használják.

Mi az a vakond?

A kérdés megválaszolása előtt "mi a moláris tömeg", , meg kell érteni egy ilyen fontos mennyiséget a kémiában, mint egy anyajegy.

Században Amedeo Avogadro, gondosan tanulmányozva a Gay-Lussac törvényt az ideális gázokra izochorikus folyamatban, arra a következtetésre jutott, hogy azonos mennyiségű különböző anyag azonos körülmények között (hőmérséklet és nyomás) azonos számú atomot vagy molekulát tartalmaz. Avogadro elképzelései ellentmondtak az akkori elméleteknek a gáznemű anyagok kémiai szerkezetéről és viselkedéséről, így csak fél évszázaddal később fogadták el őket.

Század elején a korszerűbb technológiák segítségével meg lehetett határozni a hidrogénmolekulák számát 2 gramm gázban. Ezt a mennyiséget hívják "mole". Magát a kifejezést Wilhelm Ostwald vezette be, latinul fordítva "pile", "felhalmozás".

1971-ben a vakond az SI rendszer 7 alapvető mértékegységének egyikévé vált. Jelenleg 1 mól alatt az ideális gömbben lévő szilíciumatomok számát értjük, amelynek tömege 0,028085 kg. Az 1 mólnak megfelelő részecskék számát Avogadro-számnak nevezzük. Ez körülbelül 6,02*10²³.

Mi a moláris tömeg?

Most visszatérhet a cikk témájához. A Mol és a moláris tömeg két egymással összefüggő mennyiség. A második alatt bármely anyag egy móljának súlyát értjük. Nyilvánvaló, hogy a kémiai elem típusa vagy a gázmolekula összetétele közvetlenül meghatározza a moláris tömeget. E meghatározás szerint a következő kifejezést írhatja:

M = m_a * N_A.

Ahol m_a - ez egy atom tömege, N_A - Avogadro szám. Vagyis az M érték megszerzéséhez meg kell szorozni egy részecske (molekula, atom, atomcsoport) súlyát az Avogadro számmal.

Amint azt a cikk bevezetésében megjegyeztük, a periódusos rendszer minden eleme információkat tartalmaz atomtömegéről. Ez a tömeg grammban / MOL. Nyilvánvaló, hogy a moláris tömeg kg/mol-ban történő megszerzéséhez a táblázat értékét el kell osztani 1000-rel. Például a 41-es számú niobium esetében a 92,9-es ábrát látjuk, vagyis 1 mól atomjának súlya 92,9 gramm.

Hol van a kémiában használt M értéke?

Most tudva, hogy mi a moláris tömeg, nézzük meg, hol használják a kémia.

Az anyagmennyiség és a móltömeg fogalma fontos szerepet játszik a kémiai reakciók kialakításában, mivel ezek csak a reagensek szigorú arányával fordulnak elő. Például a hidrogén égésének reakcióját egy vízmolekula képződésével az alábbiakban mutatjuk be:

2 óra₂ + O₂ = 2 óra₂O.

Látható, hogy 2 mól hidrogén, amelynek tömege 4 gramm, maradék nélkül reagál 1 mól 32 gramm súlyú oxigénnel. Ennek eredményeként 2 mol vízmolekula képződik, amelynek indexe 36 gramm. Ezekből a számokból nyilvánvaló, hogy a kémiai átalakulások során a tömeg megmarad. A valóságban a reagensek és a transzformációs termékek súlya kissé eltér. Ez a kis különbség a reakció termikus hatásának köszönhető. A tömegkülönbség kiszámítható Einstein képletével a súly és az energia összefüggésére.

A kémiában a moláris tömeg fogalma szintén szorosan kapcsolódik az azonos nevű koncentrációhoz. Jellemzően a folyadékokban oldódó szilárd anyagokat az egy literben lévő mólok száma, vagyis a moláris koncentráció jellemzi.

Fontos megérteni, hogy a szóban forgó érték csak egy adott kémiai elem vagy egy adott vegyület esetében állandó, például H₂ ez egyenlő 2 g / mol, és O₃ - 48 g / mol. Ha az egyik vegyület értéke nagyobb, mint egy másik, akkor ez azt jelenti, hogy maga az első anyag elemi részecskéje nagyobb tömegű, mint a második.

Gázok és moláris térfogatuk

A moláris tömeg az ideális gázok fizikájához is kapcsolódik. Különösen a gázrendszer térfogatának meghatározott külső körülmények között történő meghatározása során alkalmazzák, ha az anyag mennyisége ismert.

Ideális gázokat írnak le a Clapeyron-Mendelejev egyenlet alapján, amelynek formája van:

P * V = n * R * T.

Itt n az anyag mennyisége, amely a moláris tömeghez kapcsolódik az alábbiak szerint:

n = m / M.

A gáz térfogata akkor határozható meg, ha m, t hőmérséklete és P nyomása a következő képlettel ismert:

V = m * R * T /(M * P).

A moláris térfogat az, nál nél 0 ^oC és egy atmoszféra nyomása, 1 mol gázt foglal el. A fenti képletből kiszámíthatja ezt az értéket, ez 22,4 liter.