Greutatea moleculară relativă. Masa molară a unei substanțe online Tabelul de săruri masa moleculară
În chimie, conceptul de „masă moleculară” este extrem de important. Masa moleculară este adesea confundată cu masa molară. Cum diferă aceste cantități și ce proprietăți au?
Masa moleculara
Atomii și moleculele sunt cele mai mici particule din orice substanță chimică. Dacă încercați să exprimați masa lor în grame, veți obține un număr în care vor exista aproximativ 20 de zerouri înainte de virgulă. Prin urmare, măsurarea masei în unități precum grame este incomod. Pentru a ieși din această situație, o masă foarte mică ar trebui luată ca unitate și toate celelalte mase ar trebui exprimate în raport cu ea. Această unitate este 1/12 din masa unui atom de carbon.
Masa moleculară relativă este masa unei molecule a unei substanțe, care se măsoară în unități de masă atomică. Masa moleculară este egală cu raportul dintre masa unei molecule a unei substanțe și 1/12 din masa unui atom de carbon. Acesta arată de câte ori masa unei molecule dintr-o anumită substanță este mai mare decât 1/12 din masa unui atom de carbon.
Orez. 1. Tabelul greutăților moleculare ale substanțelor organice.
Unitatea de masă atomică (a.m.u.) este egală cu 1,66 * 10 la puterea -24 și reprezintă 1/12 din masa unui atom de carbon, adică un atom al unui izotop al elementului carbon al cărui număr de masă este 12. A elementul chimic din natură poate avea mai mulți izotopi stabili, prin urmare, atunci când vorbim despre masa atomică relativă a unui element sau, așa cum se spune adesea, masa atomică a elementului A, trebuie luată în considerare masa atomică a tuturor nuclizilor stabili.
Masa moleculară este adesea confundată cu masa molară, a cărei unitate este g/mol. Și într-adevăr, numeric aceste două cantități sunt absolut identice, dar dimensiunile lor sunt complet diferite.
Masa moleculară relativă poate fi găsită prin adunarea maselor atomice
Pentru a calcula masa moleculară a substanțelor simple și complexe, este necesar să se găsească suma maselor atomice relative ale atomilor care alcătuiesc molecula. De exemplu, greutatea moleculară relativă a apei Mr (H2O), care, după cum se știe, constă din doi atomi de hidrogen și un atom de oxigen, este egală cu 1*2+16=18.
Aceasta înseamnă că masa unei molecule de apă este de 18 ori mai mare decât 1/12 din masa unui atom de carbon. Și greutatea moleculară a aerului este de 29.
Orez. 2. Formula greutate moleculară relativă.
Masă atomică
Masa atomică a unui element chimic este, de asemenea, una dintre cele mai importante denumiri în chimie. Masa atomică este valoarea medie a maselor atomice ale izotopilor naturali stabili ai acestui element, ținând cont de abundența lor relativă în natură (distribuția lor naturală). Astfel, în natură există doi izotopi stabili ai elementului clor Cl cu numerele de masă 35 și 37:
Ar(Cl)=(34,97*0,7553)+(36,95*0,2447)=35,45 – aceasta este valoarea acceptată pentru elementul clor ca masă atomică relativă.
Primele calcule ale greutăților atomice au fost făcute de D. Dalton. El a raportat greutățile atomice ale elementelor cu greutatea atomică a hidrogenului, luând-o ca unitate. Cu toate acestea, greutățile atomului de oxigen și ale altor elemente calculate în conformitate cu principiul său de „cea mai mare simplitate” s-au dovedit a fi incorecte.
Orez. 3. D. Dalton.
Masele atomice adevărate sunt minuscule. Un atom de hidrogen cântărește 1,674 * 10 până la -24 grame putere, un atom de oxigen cântărește 26,67 * 10 până la -24 grame putere, iar un atom de carbon cântărește 19,993 * 10 până la -24 grame putere.
Ce am învățat?
În programa școlară de chimie (clasa a VIII-a), se acordă multă atenție unor concepte precum masa atomică și moleculară relativă a unei substanțe. Elevii studiază diferențele și caracteristicile lor și, de asemenea, învață să determine masele de gaze și substanțe.
Test pe tema
Evaluarea raportului
Rata medie: 4.3. Evaluări totale primite: 207.
Scopul lecției.
P familiarizați elevii cu conceptul de „cantitate de substanță”, „aluniță”; formați o idee despre masa molară a unei substanțe; învață cum să calculezi cantitatea unei substanțe dintr-o masă cunoscută a unei substanțe și masa unei substanțe dintr-o cantitate cunoscută a unei substanțe.
Tipul de lecție: o lectie de studiu si consolidare initiala a cunostintelor.
Tehnologii: elemente de tehnologie de colaborare și de învățare bazată pe probleme.
Metode: conversație euristică, activitate de căutare,
Noțiuni de bază. Cantitatea de substanță, mol, numărul lui Avogadro, constanta lui Avogadro, masa molară.
Rezultatele învățării planificate. Cunoașteți numărul lui Avogadro, definiția cantității unei substanțe și a molului. Să fie capabil să determine numărul de unități structurale dintr-o anumită cantitate de substanță și invers. Aflați despre egalitatea valorilor numerice ale maselor moleculare molare și relative. Să fie capabil să calculeze masa unei cantități date de substanță.
Echipamente: multimedia - echipamente, tabel periodic D.I. Mendeleev.
În timpul orelor
1. Moment organizatoric.
Salut dragi baieti. Numele meu este Alla Stanislavovna și astăzi vă voi da o lecție de chimie.
Prietenii mei! Sunt foarte fericit
Intră în clasa ta de primire
Și pentru mine este deja o recompensă
Atenție la ochii tăi deștepți
Știu: toată lumea din clasă este un geniu,
Dar talentul nu este de folos fără muncă,
Încrucișează săbiile opiniilor tale -
Vom crea o lecție împreună!
2. Enunțarea problemei și obiectivului lecției.
Și ne vom începe lecția cu o situație amuzantă, neobișnuită, care s-a întâmplat cândva într-un magazin.
Kostya, elevul de clasa a opta, a intrat într-un magazin și a rugat-o pe vânzătoare să-i vândă 10 moli de sare de masă.. Ce i-a răspuns vânzătoarea lui Kostya?
Vei răspunde la această întrebare după ce ai studiat un subiect nou.
Ce termen este nou pentru tine?
Astăzi vă voi spune, poate, despre rolul nociv al molii.
Moliile mănâncă lână și blană - toată lumea intră în panică...
Ei bine, la chimie - dacă vă rog! Mai există un cuvânt „molie”.
Și astăzi în clasă ne vom familiariza cu acest concept.
Lecția noastră se numește „Cantitatea de substanță. Masă molară" ( notează-l în caiet).
Scopul lecției noastre:
în primul rând: familiarizați-vă cu conceptul de „cantitate de substanță”, „aluniță”;
în al doilea rând: pentru a forma o idee despre masa molară a unei substanțe;
în al treilea rând: învață să calculezi cantitatea unei substanțe dintr-o masă cunoscută a unei substanțe și masa unei substanțe dintr-o cantitate cunoscută a unei substanțe.
3. Studierea materialelor noi.
Totul este măsurabil. Și ești deja familiarizat cu unitățile de masă sau de volum. De exemplu,
Când cumpărăm zahăr, îi determinăm ___ (greutatea) folosind cântare, folosind unități de măsură - ________ (kilograme, grame).
Atunci când cumpărăm lapte îmbuteliat, determinăm _____ (volumul) acestuia folosind căni de măsurare, folosind unități de măsură______ (litru, mililitru)
De asemenea, putem determina câte bucăți (particule) sunt într-un kilogram?
Chimia este știința substanțelor. Substanțele sunt formate din atomi sau molecule. În ce unități se pot măsura substanțele? La urma urmei, atomii și moleculele nu pot fi numărate și cântărite.
Și apoi a fost aleasă o unitate specială pentru măsurarea substanței, care a combinat două cantități - numărul de molecule și masa substanței.
Această unitate se numește cantitatea de substanță sau mol.
Pentru a măsura 1 mol dintr-o substanță, trebuie să luați atâtea grame din el cât masa relativă a substanței:
1 mol de H2 cântărește 2 g (Mr(H2) = 2)
1 mol O 2 cântărește 32 g (Mr(O 2) = 32)
1 mol de H2O cântărește 18 g (Mr(H2O) = 18)
Câte particule reale - molecule sunt conținute într-un mol de orice substanță?
S-a stabilit că 1 mol din orice substanță conține întotdeauna același număr de molecule. Acest număr este 6 10 23. De exemplu,
1 mol de apă = 6 . 1023 molecule H2O,
1 mol de fier = 6 . 10 23 atomi de Fe,
1 mol de clor = 6 . 10 23 molecule de Cl 2,
1 mol de ioni de clor Cl - = 6 . 10 23 Cl - ioni.
În onoarea savantului italian Amedeo Avogadro, acest număr a fost numit constanta lui Avogadro.
Desemnat NA = 6-10 23
Constanta lui Avogadro este atât de mare încât este greu de imaginat.
Deșertul Sahara conține mai puțin de trei moli din cele mai mici granule de nisip.
Dacă luați 1 mol de bancnote de un dolar, acestea vor acoperi toate continentele Pământului cu un strat dens de 2 kilometri.
Acum tu și cu mine putem scrie definiția conceptului „aluniță”.
O MOLĂ este CANTITATEA DE SUBSTANȚĂ care conține 6 10 23unități structurale ale acestei substanțe -molecule sauatomi.
Cantitatea de substanță se notează cu litera – n, măsurată în moli
Pentru a afla numărul de molecule (N) puteți folosi formula:
Cunoscând numărul de molecule, puteți găsi cantitatea de substanță:
Ce trebuie făcut pentru a măsura 1 mol dintr-o substanță?
Trebuie să luați atâtea grame din această substanță cât greutatea sa moleculară relativă.
Masa a 1 mol de substanță se numește masă molară. Notat cu litera - M. se găsește după formula:
Ghiciți în ce unități se va măsura masa molară?
măsurată în (g/mol)
Masa molară coincide ca valoare cu masa atomică sau moleculară relativă, dar diferă în unități de măsură (M - g/mol; Mr, Ar - mărimi adimensionale).
M (g/mol) = dl
Tabelul prezintă masele molare pentru ilustrare. M pentru mai multe substanţe cu structuri diferite.
Masa. Mase molare ale diferitelor substanțe.
|
Substanţă |
Masa moleculară sau atomică Domnule, (Ar) |
Masă molară M |
numărul lui Avogadro |
|
Apă H2O |
6,02-10 23 molecule |
||
|
Oxid de calciu CaO |
6,02-10 23 molecule |
||
|
Carbon 12 C |
6,02-10 23 atomi |
||
|
6,02-10 23 atomi |
|||
|
Atomul de clor Cl |
35,5 g/mol |
6,02-10 23 atomi |
|
|
Moleculă de clor Cl2 |
6,02-10 23 molecule |
Masele molare ale substanțelor diferă unele de altele, dar cantitatea de substanță rămâne aceeași - 1 mol.
Numărul de moli de substanță n găsit din raportul de masă m a acestei substanțe (g) la masa sa molară M (g/mol).
Prin urmare, masa poate fi găsită folosind formula:
Să stabilim relația dintre marimile principale: m = n? M, n = m/M, М = m/n, n = N/N A, N = n? NA, unde NA 6,02-1023 mol-1
4. Fixarea materialului
Am determinat modul în care cantitatea și masa unei substanțe sunt legate între ele. Acum să rezolvăm problemele folosind conceptele discutate mai sus.
Sarcina nr. 1 . Determinați masa oxigenului cu o cantitate de substanță de 3,6 moli.
Problema nr. 2 . Ce cantitate de substanță vor conține 64 g de oxigen?
Problema nr. 3 . Calculați cantitatea de substanță și numărul de molecule conținute în dioxid de carbon cu o greutate de 11 g.
Problema 4 . Aflați masa lui 24. 10 23 molecule de ozon O 3.
Să încercăm să răspundem la întrebarea pusă la începutul lecției:
dacă vânzătoarea a studiat bine în clasa a VIII-a, atunci va calcula rapid: masa (? aCl) = 58,5 (g/mol)? 10 (mol) = 585 grame.
După care ea toarnă sare în pungă, o cântărește și spune politicos: „Plătește la casierie”.
5. Tema pentru acasă.
Așa că, prieteni, este timpul să vă luați la revedere.
Și vreau să vă doresc:
Întotdeauna dispus să învețe,
Întotdeauna dispus să muncească.
Și să nu-ți pierzi niciodată inima.
Literatură:
- Alikberova L.Yu. Chimie distractivă, M, „AST-PRESS”, 1999
- Berdonosov S.S., Chimie 8kl, Miros, 1994.;
- Ziarul „Chimie la școală” Nr. 44 1996 p. 9.
- Gabrielyan O.S. Chimie clasa a VIII-a. M.: Dropia, 2007.
- Ivanova R.G. Chimie clasa 8-9. M.: Educație, 2005.
- Novoshinsky I.I. Novoshinskaya N.S. Tipuri de probleme chimice și metode de rezolvare a acestora, clasele 8-11. M.: Onix secolul XXI.
- Colecție educațională. Chimie. Curs de bază. Clasa 8-9. Laborator sisteme multimedia MarSTU. Yoshkar-Ola, 2003.
Încercați să vă evaluați propriile cunoștințe și abilități după lecția de astăzi
- Înțeleg totul, pot să învăț pe altcineva.
- Pot explica un subiect nou cu ceva ajutor.
- Îmi este greu să-mi dau seama de un subiect nou, am nevoie de ajutor.
|
Formulă |
Masa molara (M, g/mol) |
Masa (m, gram) |
Număr de particule (N) |
||
|
Formulă |
Greutate moleculară relativă (Mr) |
Cantitatea de substanță (n, mol)) |
Masa molara (M, g/mol) |
Masa (m, gram) |
Număr de particule (N) |
|
Formulă |
Greutate moleculară relativă (Mr) |
Cantitatea de substanță (n, mol)) |
Masa molara (M, g/mol) |
Masa (m, gram) |
Număr de particule (N) |
Nu este un secret pentru nimeni faptul că simbolurile chimice fac posibilă reprezentarea compoziției unei substanțe complexe sub formă de formule.
Formula chimica este o înregistrare convențională a compoziției unei substanțe folosind simboluri și indici chimici.
Formulele disting între moleculare, structurale, electronice și altele.
Formule moleculare(H3P04, Fe203, Al(OH)3, Na2S04, 02 etc.) arată compoziția calitativă (adică din ce elemente constă substanța) și cantitativă (adică câți atomi ai fiecărui element sunt în substanță).
Formule structurale arătați ordinea conexiunii atomilor dintr-o moleculă prin conectarea atomilor cu liniuțe (o liniuță este o legătură chimică între doi atomi din moleculă).
Masa relativă atomică și moleculară
Masa atomică relativă o substanță sau un element este o mărime adimensională. De ce fără dimensiuni, pentru că masa trebuie să aibă dimensiune?
Motivul este că masa atomică a substanței în kg este foarte mică și se exprimă de ordinul 10 la minus 27 de putere. Pentru a nu ține cont de acest indicator în calcule, masa fiecărui element a fost redusă la un raport de 1/12 din masa izotopului de carbon. Din acest motiv, masa atomică relativă a carbonului este de 12 unități.
Valorile moderne ale maselor atomice relative sunt date în tabelul periodic al elementelor de către D.I. Mendeleev. Pentru majoritatea articolelor indicate
Valorile medii aritmetice ale maselor atomice ale unui amestec natural de izotopi ai acestor elemente.
De exemplu, masa relativă a hidrogenului este 1, iar oxigenul este 16.
Masa moleculară relativă a substanțelor simple și complexe este numeric egală cu suma maselor atomice relative ale atomilor care alcătuiesc molecula.
De exemplu, masa moleculară relativă a apei, constând din doi atomi de hidrogen și un atom de oxigen, este
Folosind o formulă chimică, puteți calcula atât compoziția chimică, cât și greutatea moleculară.
Compoziția cantitativă determinată de formule chimice este de mare importanță pentru numeroase calcule care se fac pe baza compoziției chimice.
Calculul masei moleculare relative a unei substanțe folosind o formulă chimică se realizează prin adăugarea produselor maselor atomice relative ale elementelor cu indicii corespunzători din formula chimică.
Am discutat despre modul în care masa moleculară a unei substanțe este calculată puțin mai mare.
Și aceasta este exact sarcina pe care o automatizează calculatorul nostru chimic.
Cunoscând masa moleculară a unei substanțe, nu ne costă nimic să calculăm masa molară.
Cârtiță- este cantitatea de substanță dintr-un sistem care conține același număr de elemente structurale ca și atomii din carbonul-12 care cântăresc 12 grame
Astfel, masa molară a unei substanțe corespunde cu exactitate masei moleculare relative și are dimensiunea gram/mol
Astfel, masa molară a apei este de 18 grame/mol.
Masa molară a unei substanțe poate fi definită ca raport masa unei porțiuni date dintr-o substanță La cantitate de substanță in aceasta portiune
Trăsături distinctive
În raport cu alte calculatoare care calculează masa molară a unei substanțe, acest calculator are următoarele caracteristici:
Formula poate conține paranteze, de exemplu
Formula poate conține un coeficient
Dacă este nevoie să calculați fracțiunile de masă ale fiecărui element chimic din formulă, atunci ar trebui să utilizați calculatorul online pentru fracția de masă a unei substanțe
Masele molare ale căror elemente chimice nu sunt rotunjite?
Este logic să presupunem, dacă ați citit de unde provine conceptul de „masă relativă”, că un element va avea o masă „nerotunjită” - carbon . Vor mai exista și alte elemente chimice cu mase „nerotunjite”? Mă îndoiesc.
sintaxă
formula molara[!]
unde formula este o formulă arbitrară a unei substanțe chimice.
Atenţie! Elementele chimice din formulă trebuie indicate ca în tabelul periodic.
un exemplu simplu va arăta costul unei erori de nerespectare a literelor (majuscule sau mici)
Dacă scriem CO, atunci este carbon și oxigen, iar dacă scriem Co, atunci este cobalt.
Puteți insera un simbol de serviciu (semnul exclamării) în orice parte a formulei.
Ce ne dă el?
Rotunjește toți parametrii la nivelul de acuratețe utilizat în programa școlară. Acest lucru este foarte convenabil pentru cei care rezolvă problemele școlare.
De exemplu, masa molară a apei din manualele școlare este 18, dar dacă luăm în considerare algoritmi mai precisi, aflăm că masa molară este 18,01528. Diferența este mică, dar dacă calculați, de exemplu, fracția de masă a unei substanțe chimice, obțineți o discrepanță mică, dar foarte neplăcută în parametrii de ieșire, care poate induce în eroare utilizatorii neexperimentați ai calculatorului.
Exemple
scrie o cerere molar NaMgU3O24C18H27
primim raspunsul
Dacă scriem un semn de exclamare în parametrii de intrare, vom obține următorul răspuns:
Una dintre unitățile de bază din Sistemul Internațional de Unități (SI) este Unitatea de măsură a unei substanțe este molul.
Cârtiță – aceasta este cantitatea de substanță care conține tot atâtea unități structurale ale unei substanțe date (molecule, atomi, ioni etc.) câte atomi de carbon sunt conținute în 0,012 kg (12 g) dintr-un izotop de carbon 12 CU .
Având în vedere că valoarea masei atomice absolute pentru carbon este egală cu m(C) = 1,99 10 26 kg, se poate calcula numărul de atomi de carbon N A, conținut în 0,012 kg de carbon.
Un mol din orice substanță conține același număr de particule din această substanță (unități structurale). Numărul de unități structurale conținute într-o substanță cu o cantitate de un mol este 6,02 10 23 si se numeste numărul lui Avogadro (N A ).
De exemplu, un mol de cupru conține 6,02 10 23 atomi de cupru (Cu), iar un mol de hidrogen (H 2) conține 6,02 10 23 molecule de hidrogen.
Masă molară(M) este masa unei substanțe luate într-o cantitate de 1 mol.
Masa molară este desemnată cu litera M și are dimensiunea [g/mol]. În fizică ei folosesc unitatea [kg/kmol].
În cazul general, valoarea numerică a masei molare a unei substanțe coincide numeric cu valoarea masei sale moleculare relative (atomice relativă).
De exemplu, greutatea moleculară relativă a apei este:
Мr(Н 2 О) = 2Аr (Н) + Аr (O) = 2∙1 + 16 = 18 a.m.u.
Masa molară a apei are aceeași valoare, dar se exprimă în g/mol:
M (H2O) = 18 g/mol.
Astfel, un mol de apă care conține 6,02 10 23 molecule de apă (respectiv 2 6,02 10 23 atomi de hidrogen și 6,02 10 23 atomi de oxigen) are o masă de 18 grame. Apa, cu o cantitate de substanță de 1 mol, conține 2 moli de atomi de hidrogen și un mol de atomi de oxigen.
1.3.4. Relația dintre masa unei substanțe și cantitatea acesteia
Cunoscând masa unei substanțe și formula sa chimică și, prin urmare, valoarea masei sale molare, puteți determina cantitatea de substanță și, dimpotrivă, cunoscând cantitatea de substanță, puteți determina masa acesteia. Pentru astfel de calcule ar trebui să utilizați formulele:
unde ν este cantitatea de substanță, [mol]; m– masa substanței, [g] sau [kg]; M – masa molară a substanței, [g/mol] sau [kg/kmol].
De exemplu, pentru a găsi masa de sulfat de sodiu (Na 2 SO 4) într-o cantitate de 5 moli, găsim:
1) valoarea masei moleculare relative a Na 2 SO 4, care este suma valorilor rotunjite ale maselor atomice relative:
Мr(Na2SO4) = 2Аr(Na) + Аr(S) + 4Аr(O) = 142,
2) o valoare egală numeric a masei molare a substanței:
M(Na2SO4) = 142 g/mol,
3) și, în final, masa a 5 moli de sulfat de sodiu:
m = ν M = 5 mol · 142 g/mol = 710 g.
Raspuns: 710.
1.3.5. Relația dintre volumul unei substanțe și cantitatea acesteia
În condiții normale (n.s.), adică la presiune R , egal cu 101325 Pa (760 mm Hg) și temperatură T, egal cu 273,15 K (0 С), un mol de gaze și vapori diferiți ocupă același volum egal cu 22,4 l.
Se numește volumul ocupat de 1 mol de gaz sau vapori la nivelul solului volumul molargaz și are dimensiunea litru pe mol.
V mol = 22,4 l/mol.
Cunoscând cantitatea de substanță gazoasă (ν ) Și valoarea volumului molar (V mol) puteți calcula volumul său (V) în condiții normale:
V = ν V mol,
unde ν este cantitatea de substanță [mol]; V – volumul substanței gazoase [l]; V mol = 22,4 l/mol.
Și, invers, cunoscând volumul ( V) a unei substanțe gazoase în condiții normale, se poate calcula cantitatea acesteia (ν). :
