Молярная масса
4.2
Средняя оценка: 4.2
Всего получено оценок: 877.
4.2
Средняя оценка: 4.2
Всего получено оценок: 877.
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.
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:
M=m/v,
где m – масса вещества, а v – количество вещества.
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: H2 SO4. 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.
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.
Что мы узнали?
В 8 классе по химии важной темой является «молярная масса вещества». Молярная масса – важное физическое и химическое понятие. Молярная масса — характеристика вещества, отношение массы вещества к количеству молей этого вещества, то есть масса одного моля вещества. измеряется она в кг/моль или грамм/моль.
Тест по теме
Доска почёта
Чтобы попасть сюда — пройдите тест.
-
Александр Котков
10/10
-
Регина Медникова
10/10
-
Юля Владимировна
10/10
-
Ольга Королёва
8/10
-
Дима Торопов
10/10
Оценка доклада
4.2
Средняя оценка: 4.2
Всего получено оценок: 877.
А какая ваша оценка?
Как вычислить молярную массу вещества? В каких единицах она измеряется?
А еще есть относительная молекулярная масса. Почему она относительная и численно равна молярной массе? Может быть это одно и то же?
Вот сколько вопросов возникает сразу в отношении такого простого на первый взгляд понятия, как молярная масса.
Разберемся по порядку и научимся ее определять.
Содержание:
1.Относительная атомная масса
2.Почему атомная масса дробная?
3.Относительная молекулярная масса
4.Количество вещества и молярная масса
5.Как вычислить молярную массу вещества
Относительная атомная масса
Огромнейший вклад в развитие и обоснование понятия относительная атомная масса внесли в разное время французский ученый Гей-Люссак, итальянский ученый А.Авогадро и шведский ученый Й.Я. Берцелиус.
Не углубляясь в историю вопроса, вспомним, что любой химический элемент представляет собой определенную разновидность атомов. Сегодня мы знаем, что атомы химических элементов имеют свои особые характеристики.
И самая главная из них, определяющая практически все остальные, это заряд ядра. А так как заряд ядра обусловлен присутствием в нем протонов, а заряд одного протона равен +1, то и количество протонов, соответственно, также является важнейшей характеристикой атомов химических элементов.
Основную массу атома составляет ядро, которое кроме протонов содержит еще и нейтроны. Масса последних сопоставима с массой первых. Оболочку атома составляют электроны.
По числу частиц в атоме, а точнее, по их суммарной массе, атомы химических элементов можно условно разделить на тяжелые и легкие. Например, легким элементом является водород, так как его атомы имеют самую маленькую массу. А свинец — это уже тяжелый элемент. Масса его атома в 302 раза тяжелее массы атома водорода.
Но тем не менее, как бы мы не делили все атомы на тяжелые или легкие, абсолютная масса (mA) каждого из них ничтожно мала, как мала и масса составляющих их частиц. Например,
Очевидно, что такие значения крайне не удобны в вычислениях. Поэтому используют не абсолютные, а относительные массы атомов (Ar). То есть массы атомов, посчитанные относительно какой-то определенной одной и той же величины.
Величина, с которой сравнивают массу атома
Первоначально еще Дальтон сравнивал массы атомов с массой атома водорода, как самого легкого. Позднее появилась так называемая кислородная единица, равная 1/16 части массы атома кислорода. К ней перешли потому, что большинство атомов химических элементов образуют соединения с кислородом.
Однако, с развитием атомной физики и эта единица стала крайне неудобной. Все потому, что кислород в природе имеет несколько изотопов (а именно 3 устойчивых, всего же их 16). А изотопы, как известно, отличаются своей атомной массой. Из-за большого разнообразия изотопов и их различной устойчивости кислородная единица утратила свою актуальность.
В настоящее время (с 1961 года) общепринятой является углеродная единица, так называемая атомная единица массы (сокращенно а.е.м.). Она равна 1/12 части массы атома углерода (изотопа 12С).
Почему именно углерод? Да потому, что:
— у углерода всего 2 изотопа: 12С и 13С; причем первого 98,9%;
— количество органических веществ (их основу составляет, как известно, именно углерод) в сотни раз больше, чем неорганических;
— при переходе от кислородной единицы к углеродной уже посчитанные относительные атомные массы всех элементов изменились не существенно, что оказалось очень удобным.
Таким образом, масса атома любого химического элемента связана с массой атома углерода как относительная атомная масса:
Зная значения абсолютных масс атомов и а.е.м. найдем Аr:
Ar считается безразмерной величиной, либо величиной в а.е.м. Но «а.е.м.» обычно не пишут, оставляя значение Ar без единиц измерения.
Почему атомная масса дробная?
Вернемся к строению атома.
Масса атома складывается из массы всех составляющих его частиц.
Массы протона и нейтрона приняты равными 1. А вот массой электрона обычно пренебрегают (по крайней мере в химии), так как даже относительная она безнадежно мала (0,0005485799090659(16) а.е.м.). То есть можно сказать, что масса атома определяется массой его ядра.
В составе ядра целое количество частиц. Например, в атоме одного из изотопов кислорода 8 протонов и 8 нейтронов. Значит, его Ar должна быть равна 16. Так почему же Ar представлена в периодической системе химических элементов в виде десятичной дроби? Для кислорода это Ar(О)=15,9994.
Дело в том, что в периодической системе указаны относительные атомные массы, посчитанные с учетом всех существующих в природе изотопов элемента. А содержание их в природе разное.
Например, химический элемент кислород в природе состоит на 99,76% из изотопа 16О, на 0,04% из изотопа 17О и на 0,20% из изотопа 18О. Таким образом, Ar для кислорода является средним значением, учитывающим относительное содержание его изотопов.
Относительная молекулярная масса
А как же найти относительную молекулярную массу?
Здесь не все так просто. Понятие «относительная молекулярная масса» не всегда применяется корректно. Правильнее было бы говорить о «формульной массе».
Дело в том, что молекулы характерны для веществ с ковалентными связями: вода H2O, серная кислота H2SO4, глюкоза C6H12O6 и т.д. И к ним в полной мере можно применить термин «относительная молекулярная масса».
Так как молекулы состоят из атомов, то относительная молекулярная масса (Mr) будет складываться из их относительных атомных масс. Например:
А вот металлы (как простые вещества) и ионные соединения молекул не имеют. Их кристаллические решетки состоят из бесконечного количества атомов и ионов. Поэтому молекулярная формула таких соединений отражает количественные соотношения частиц в кристалле.
Например, формула NaCl показывает, что в кристалле хлорида натрия на один ион натрия Na+ приходится один ион хлора Cl—. На самом деле формула хлорида натрия должна выглядеть так: Na∞Cl∞. Поэтому запомним, что к ионным соединениям термины «молекула» и «молекулярная масса» не применимы.
В связи с этим для подобных веществ вычисляется формульная масса. А вычисляется она все по тому же принципу, что и молекулярная масса. Обозначается так же — Mr. Например, для хлорида натрия:
Точно так же, как относительную атомную массу (Ar), относительную молекулярную массу (Mr) будем сопоставлять с 1/12 частью атома изотопа углерода 12С.
В последующем говорим о Mr.
Количество вещества и молярная масса
В практических расчетах все-таки требуется вычислять массы, взятые в граммах, килограммах ато и в тоннах (если речь идет о каком-то производстве, например).
Как же поступают тогда?
Введена новая и тоже относительная величина – моль.
Точно было посчитано, что определенное количество атомов изотопа углерода 12С, а именно 6,02·1023, имеют массу ровно 12 г. Обратите внимание, что относительная молекулярная масса для этого же изотопа равна 12, но не грамм!
Количество вещества, которое содержит столько же частиц (атомов, ионов, молекул – в зависимости от строения), что и 12 г изотопа углерода 12С, назвали молем.
Один моль вещества (любого!) всегда содержит 6,02·1023 его частиц (постоянная Авогадро).
Ну, а так как атомы элементов отличаются по своей массе, то и 1 моль вещества тоже будет отличаться по массе.
! Обратите внимание, что в русском языке «моль» мужского рода! (это не как моль бабочка).
Массу одного моля вещества называют молярной массой (М) и вычисляют в г/моль.
Таким образом, молярная масса и количество вещества связаны соотношением:
Можно также определить и такие отношения, связанные с количеством вещества:
Почему же относительная молекулярная и молярная массы равны?
Итак, относительная молекулярная и молярная массы, как следует из их определений – это не одно и то же.
Докажем, каким образом обе массы численно могут быть равны:
Как вычислить молярную массу вещества
Мы уже знаем, что относительная молекулярная масса складывается из относительных атомных масс.
При нахождении относительной молекулярной массы (Mr), а значит и молярной (М), выполняем следующие действия:
1) правильно записываем формулу вещества;
2) анализируем качественный состав (атомы каких элементов составляют вещество) и количественный состав (в каких количествах находятся эти атомы – смотрим по индексам, которые стоят справа внизу от знака химического элемента);
3) в периодической системе химических элементов находим элементы, атомы которых составляют вещество, и округляем относительную атомную массу, стоящую рядом со знаком элемента, до целого числа (! у хлора – до 35,5);
4) складываем относительные атомные массы всех элементов с учетом количества атомов.
Рассмотрим еще примеры:
Как вычислить молярную массу вещества, находящегося в газообразном состоянии
Определить молекулярную (а значит и молярную) массу газообразного вещества можно, используя закон Авогадро. Он гласит, что в равных объемах газов, взятых при одинаковой температуре, а также одинаковом давлении, содержится равное число молекул.
Это означает, что в данных условиях отношение масс газов друг к другу является отношением их молярных масс:
Отношение масс газообразных веществ называют относительной плотностью одного газа по другому и обозначают как D:
Таким образом, зная молярную массу одного газа и его плотность по другому газу, можно вычислить молярную (а значит, и молекулярную) массу второго газа:
Например:
Запомните, что средняя молярная масса воздуха равна 29 г/моль.
Вычислить молярную массу вещества (а, значит, и относительную молекулярную), находящегося в газообразном состоянии, можно, используя молярный объем газа (VM):
Итак, подведем итог:
- Относительная молекулярная масса (Mr) показывает отношение массы молекулы к 1/12 части массы атома изотопа углерода 12С.
- Молярная масса (М) – масса одного моля вещества, равная отношению массы вещества к его количеству и выраженная в г/моль.
- Относительная молекулярная и молярная массы численно равны.
- Вычислить молярную массу вещества (и относительную молекулярную также) можно, используя значения относительных атомных масс, записанных в периодической системе.
Без вычисления молярной массы не обходится решение практически ни одной задачи. Если вы поняли, что такое молярная и относительная молекулярная массы и как их вычислять, но еще не умеете решать задачи с их применением, то самое время научиться.
Разбор простых типовых задач по химии в книге, которую вы можете совершенно БЕСПЛАТНО скачать здесь.
Чтобы самыми первыми узнавать о новых публикациях на сайте, присоединяйтесь к нашей группе ВКонтакте.
Загрузить PDF
Загрузить PDF
Атомы слишком малы, чтобы измерять ими массу химических веществ. Для работы с реальными количествами материи ученые ввели понятие моля. В один моль вещества входит столько же атомов, сколько содержится в 12 граммах изотопа углерод-12, что составляет примерно 6,022 x 1023 атомов. Эта постоянная величина получила название числа Авогадро.[1]
Данная константа применима для описания количества атомов или молекул любых веществ, причем масса одного моля вещества называется его молярной массой.
-
1
Ознакомьтесь с понятием молярной массы. Молярной массой какого-либо вещества называют массу (в граммах) одного моля этого вещества.[2]
Молярную массу химического элемента можно вычислить, умножив атомную массу этого элемента на коэффициент пересчета, измеряемый в граммах на моль (г/моль). -
2
Определите относительную атомную массу элемента. Относительной атомной массой какого-либо элемента называется средняя масса всех его изотопов, выраженная в атомных единицах массы (а.е.м.).[3]
Ее можно узнать из периодической таблицы Менделеева. Найдите в таблице необходимый элемент и обратите внимание на число, приведенное под символом этого элемента. Это нецелое число, имеющее знаки после десятичной запятой.- К примеру, относительная атомная масса водорода составляет 1,007, у углерода она равна 12,0107, у кислорода − 15,9994, у хлора − 35,453.
-
3
Умножьте относительную атомную массу на коэффициент пересчета, равный 0,001 килограмма, или 1 грамм на моль. Тем самым, переведя атомные единицы массы в граммы на моль, вы определите молярную массу элемента. Для водорода у вас получится 1,007 грамма на моль, для углерода − 12,0107 грамма на моль, для кислорода − 15,9994 грамма на моль, и для хлора − 35,453 грамма на моль.
- Некоторые элементы состоят из молекул, каждая из которых образована из двух или более атомов. Для того, чтобы определить молярную массу элемента, молекулы которого состоят из двух атомов (например, водорода, кислорода или хлора), следует найти его относительную атомную массу, умножить ее на коэффициент пересчета в граммы и дополнительно умножить на 2 (число атомов в одной молекуле).
- В случае H2 находим: 1,007 x 2 = 2,014 грамма на моль; для O2 получаем: 15,9994 x 2 = 31,9988 грамма на моль; для Cl2: 35,453 x 2 = 70,096 грамма на моль.
Реклама
-
1
Определите химическую формулу вещества. В этой формуле содержится информация о количестве атомов всех элементов, входящих в состав молекулы данного вещества. Химическую формулу интересующего вас вещества можно найти в справочнике по химии. Например, хлористоводородная (соляная) кислота имеет формулу HCl, а для глюкозы формула записывается как C6H12O6. По химической формуле вещества вы сможете определить число атомов каждого элемента, входящего в его состав.
- В случае HCl молекула состоит из одного атома водорода и одного атома хлора.
- Молекула глюкозы C6H12O6 состоит из 6 атомов углерода, 12 атомов водорода и 6 атомов кислорода.
-
2
Найдите относительные атомные массы всех элементов, входящих в состав данного вещества. Пользуясь периодической таблицей Менделеева, определите относительную атомную массу каждого элемента. Эта масса указана под символом соответствующего элемента. Как и в первом методе, необходимо умножить эти относительные атомные массы на 1 грамм/моль.
- Относительные атомные массы входящих в соляную кислоту водорода и хлора составляют 1,007 г/моль и 35,453 г/моль соответственно.
- Относительные атомные массы элементов, входящих в состав глюкозы, равны 12,0107 г/моль (углерод), 1,007 г/моль (водород) и 15,9994 г/моль (кислород).
-
3
Вычислите молярную массу каждого элемента, входящего в состав химического соединения. Умножьте атомную массу элемента на количество атомов этого элемента, содержащихся в одной молекуле вещества. Таким образом вы найдете относительное количество каждого элемента, входящего в состав рассматриваемого соединения.[4]
- Молярные массы элементов, входящих в состав соляной кислоты HCl, составляют 1,007 грамма на моль (водород) и 35,453 грамма на моль (хлор).
- Для элементов, входящих в состав глюкозы C6H12O6, получаем следующие молярные массы: 12,0107 x 6 = 72,0642 г/моль (углерод); 1,007 x 12 = 12,084 г/моль (водород); 15,9994 x 6 = 95,9964 г/моль (кислород).
-
4
Сложите молярные массы всех элементов, входящих в состав химического соединения. Таким образом вы определите молярную массу данного соединения. Возьмите найденные ранее молярные массы элементов и сложите их. В результате у вас получится молярная масса интересующего вас вещества.
- Для соляной кислоты находим: 1,007 + 35,453 = 36,460 г/моль. Таким образом, масса одного моля соляной кислоты составляет 36,46 грамма.
- Молярная масса глюкозы составляет 72,0642 + 12,084 + 95,9964 = 180,1446 г/моль, то есть в одном моле глюкозы содержится приблизительно 180,14 грамма.
Реклама
Советы
- Для большинства химических элементов относительные атомные массы известны с точностью до 4 знаков после запятой. В расчетах обычно учитывается только 2 знака после запятой. Поэтому, например, в лаборатории молярную массу водорода записали бы как 36,46 г/моль, а глюкозы − как 180,14 г/моль.
Реклама
Что вам понадобится
- Справочник по химии или периодическая таблица Менделеева
- Калькулятор
Похожие статьи
Об этой статье
Эту страницу просматривали 109 048 раз.
Была ли эта статья полезной?
Download Article
Download Article
Atoms are too small to allow meaningful measurement of chemical substances. To work with meaningful amounts of substances, scientists group them into units called moles. A mole is defined as the number of carbon atoms in 12 grams of the isotope carbon-12,[1]
which is roughly 6.022 x 1023 atoms. This number is called Avogadro’s number or Avogadro’s constant.[2]
This constant is used as the number of atoms given by one mole for any substance, and the mass of 1 mole of a substance is its molar mass.
-
1
Understand molar mass. Molar mass is the mass (in grams) of one mole of a substance.[3]
Using the atomic mass of an element and multiplying it by the conversion factor grams per mole (g/mol), you can calculate the molar mass of that element. -
2
Find the relative atomic mass of the element. An element’s relative atomic mass is the average mass, in atomic units, of a sample of all its isotopes.[4]
This information can be found on the periodic table of elements. Locate the element and find the number underneath the symbol for the element. It will not be a whole number, but will have decimals.- For example, for hydrogen, the relative atomic mass is 1.007; for carbon, it is 12.0107; for oxygen, it is 15.9994; and for chlorine, it is 35.453.
Advertisement
-
3
Multiply the relative atomic mass by the molar mass constant. This is defined as 0.001 kilogram per mole, or 1 gram per mole. This converts atomic units to grams per mole, making the molar mass of hydrogen 1.007 grams per mole, of carbon 12.0107 grams per mole, of oxygen 15.9994 grams per mole, and of chlorine 35.453 grams per mole.[5]
- Some elements are only found in molecules of 2 atoms or more. This means that if you want to find the molar mass of elements that are composed of 2 atoms, such as hydrogen, oxygen, and chlorine, then you’ll have to find their relative atomic masses. Multiply them by the molar mass constant, and then multiply the result by 2.
- For H2: 1.007 x 2 = 2.014 grams per mole; for O2: 15.9994 x 2 = 31.9988 grams per mole; and for Cl2: 35.453 x 2 = 70.096 grams per mole.
- One mnemonic device for remembering diatomic elements (molecules of 2 atoms) is: Have No Fear Of Ice Cold Beverages (Hydrogen, Nitrogen, Fluorine, Oxygen, Iodine, Chlorine, Bromine).[6]
Advertisement
-
1
Find the chemical formula for the compound. This is the number of atoms in each element that makes up the compound. (This information is given in any chemistry reference book.) For example, the formula for hydrogen chloride (hydrochloric acid) is HCl; for glucose, it is C6H12O6. Using this formula, you can identify the number of atoms of each element that makes up the compound.[7]
- For HCl, there is one atom of hydrogen and one atom of chlorine.
- For C6H12O6, there are 6 carbon atoms, 12 hydrogen atoms, and 6 oxygen atoms.
-
2
Find the relative atomic mass of each element in the compound. Using the periodic table, locate the relative atomic mass for each element. It is the number located beneath the symbol for the element.[8]
As we did in the first method of calculating the molar mass of an element, we will also multiply these masses by 1 gram/mole.- The relative atomic masses of the elements in hydrochloric acid are: hydrogen, 1.007 g/mol and chlorine, 35.453 g/mol.
- The relative atomic masses of the elements in glucose are: carbon, 12.0107 g/mol; hydrogen, 1.007 g/mol; and oxygen, 15.9994 g/mol.
-
3
Calculate the molar mass of each element in the compound. Multiply the element’s atomic mass by the number of atoms of that element in the compound. This will give you the relative amount that each element contributes to the compound.[9]
- For hydrogen chloride, HCl, the molar mass of each element is 1.007 grams per mole for hydrogen and 35.453 grams per mole for chlorine.
- For glucose, C6H12O6, the molar mass of each element is: carbon, 12.0107 x 6 = 72.0642 g/mol; hydrogen, 1.007 x 12 = 12.084 g/mol; and oxygen, 15.9994 x 6 = 95.9964 g/mol.
-
4
Add the molar masses of each element in the compound. This determines the molar mass for the entire compound. Take the products you obtained in the previous step and add them all together to calculate the molar mass of the compound.[10]
- For hydrogen chloride, the molar mass is 1.007 + 35.453 = 36.460 g/mol. 36.46 grams is the mass of one mole of hydrogen chloride.
- For glucose, the molar mass is 72.0642 + 12.084 + 95.9964 = 180.1446 g/mol. 180.14 grams is the mass of one mole of glucose.
Advertisement
Calculator, Practice Problems, and Answers
Add New Question
-
Question
What is the molar mass of Helium?
Bess Ruff is a Geography PhD student at Florida State University. She received her MA in Environmental Science and Management from the University of California, Santa Barbara in 2016. She has conducted survey work for marine spatial planning projects in the Caribbean and provided research support as a graduate fellow for the Sustainable Fisheries Group.
Environmental Scientist
Expert Answer
-
Question
What is the molecular mass of oxygen and hydrogen as a mixture?
Oxygen with Hydrogen gives you WATER (H2O). The relative atomic mass for Oxygen is 16, while Hydrogen is 1 since Hydrogen (H2) have two molecules you multiply by 2 1*2=2. Oxygen (O) being 16*1=16. Add up your answers to get 18, and the molecular mass of Oxygen and Hydrogen which is water gives you 18.
-
Question
How do you calculate the molar mass of water?
Water’s chemical formula is H2O, this means it is composed of 2 Hydrogen atoms and 1 Oxygen atom. To find the molar mass, find the atomic mass of all the components of a chemical. You can either memorize it, or find all of the atomic masses located on the periodic table of elements. In this case, hydrogen has an atomic mass of 1, and oxygen has an atomic mass of 16. The equation is therefore: 1(2) + 16(1) = 18. Therefore, the molar mass of water, is 18.
See more answers
Ask a Question
200 characters left
Include your email address to get a message when this question is answered.
Submit
Advertisement
-
While most relative atomic masses are known to a precision of 1 part in 10 thousand (4 decimal places), in most laboratory work, molar masses are normally quoted to 2 decimal places and fewer for particularly large masses. Thus, in the laboratory, the molar mass for hydrogen chloride would be given as 36.46 grams per mole and that of glucose as 180.14 grams per mole.
Advertisement
Things You’ll Need
- Chemistry reference book or periodic table of the elements
- Calculator
References
About This Article
Article SummaryX
When you’re measuring extremely tiny amounts of a substance, it can be helpful to use molar mass. According to the International System of Units, a mole is the amount of any substance that contains the same number of elementary entities—typically atoms or molecules—as there are atoms in 12 grams of the isotope carbon-12. Molar mass is the mass in grams of 1 mole of any given substance. To find an element’s molar mass, start by checking the periodic table for the relative atomic mass of the element. This is usually located under the symbol and name of the element. For instance, the relative atomic mass of zirconium (Zr) is 91.22. Next, multiply the atomic mass by the molar mass constant, which is equal to 1 gram per mole. For most elements, this means that the relative atomic mass is equal to the molar mass. For instance, zirconium has a molar mass of 91.22 x 1 g/mol, or 91.22 g/mol. However, some elements, such as hydrogen, nitrogen, and oxygen, only occur naturally in molecules of 2 or more atoms. In these cases, you’ll need to multiply the relative atomic mass of the element by the number of atoms in the molecule, then multiply the result by the molar mass constant. For example, the molar mass of H2 is 1.007 x 2 x 1 g/mol, or 2.014 g/mol. Finding the molar mass of a compound is a little more complicated. First, you’ll need to find the chemical formula for the compound. For example, if you’re calculating the molar mass of water, you’d start with the formula H2O. Then, calculate the molar mass of each element in the compound. Don’t forget to take into account the number of atoms of each element when you make your calculation. In this case, the molar mass of the two hydrogen atoms is 2.014 g/mol, while the single oxygen atom is 15.999 g/mol. Add them together to get the total molar mass of 18.013 g/mol. To see specific examples for how to calculate molar mass, read on!
Did this summary help you?
Thanks to all authors for creating a page that has been read 1,271,049 times.
Reader Success Stories
-
Sesame Makgasane
Aug 2, 2016
«The steps helped me understand really quickly. I am writing an examination tomorrow, and this really helped me.»
Did this article help you?
- Относительная атомная и молекулярная масса
- Количество вещества. Постоянная Авогадро
- Молярная масса
- Молярный объем
- Задачи
п.1. Относительная атомная и молекулярная масса
Массы атомов и молекул, из которых состоят вещества, очень малы. Поэтому их чаще измеряют не в килограммах, а используют внесистемную единицу – атомную единицу массы.
Атомная единица массы – внесистемная единица, равная 1/12 массы свободного покоящегося атома углерода (^{12}mathrm{C}), находящегося в основном состоянии. $$ 1 text{а. е. м}approx 1,66cdot 10^{-27} text{кг} $$
Относительная атомная масса – это физическая величина, показывающая, во сколько раз масса данного атома больше атомной единицы массы: $$ A_rapprox frac{m_{at}}{1,66cdot 10^{-27}} $$
Относительную атомную массу проще всего найти, пользуясь таблицей Менделеева.
Например:
(A_r(mathrm{H})=1,00797 text{а. е. м}) – относительная атомная масса водорода
(A_r(mathrm{C})=12,01115 text{а. е. м}) – относительная атомная масса углерода
(A_r(mathrm{N})=14,0067 text{а. е. м}) – относительная атомная масса азота
(A_r(mathrm{O})=15,9994 text{а. е. м}) – относительная атомная масса кислорода
На практике при решении учебных задач относительные атомные массы округляют и единицу измерения а.е.м. не пишут.
Например: $$ A_r(mathrm{H})=1, A_r(mathrm{C})=12, A_r(mathrm{N})=14, A_r(mathrm{O})=16 $$
Относительная молекулярная масса вещества – это физическая величина, показывающая, во сколько раз масса одной молекулы данного вещества больше атомной единицы массы: $$ M_rapprox frac{m_{mol}}{1,66cdot 10^{-27}} $$ Относительная молекулярная масса равна сумме относительных атомных масс всех атомов, из которых состоит данное вещество: $$ M_r=sum A_r $$
Например:
Найдем относительную молекулярную массу молекулы воды (mathrm{H_2O}), которая состоит из двух атомов водорода и одного атома кислорода $$ M_r(mathrm{H_2O})=2A_r(mathrm{H})+A_r(mathrm{O})=2cdot 1+16=18 $$
Масса молекулы вещества равна произведению относительной молекулярной массы данного вещества на величину 1 а.е.м., выраженную в килограммах: $$ m_{mol}approx 1,66cdot 10^{-27}cdot M_r (text{кг}) $$
Например:
Масса молекулы водорода $$ m(mathrm{H_2O})=approx 1,66cdot 10^{-27}cdot 18approx 2,99cdot 10^{-26} (text{кг}) $$
п.2. Количество вещества. Постоянная Авогадро
Моль – количество вещества системы, содержащей столько же структурных элементов (атомов, молекул, ионов), сколько содержится атомов в углероде-12 массой 0,012 кг.
В 1 моле любого вещества содержится одинаковое количество частиц $$ N_Aapprox 6,022cdot 10^{23} $$ Число (N_A) называют постоянной Авогадро.
Количество вещества – физическая величина, равная отношению числа однотипных структурных элементов (атомов, молекул, ионов), содержащихся в веществе, к числу Авогадро: $$ nu=frac{N}{N_A} $$ Единицей измерения количества вещества в СИ является моль.
Например:
В 5 молях углерода будет содержаться (N=5cdot N_Aapprox 6,022cdot 10^{23}approx 3,01cdot 10^{24}) атомов углерода. Причём, всё равно, будут ли эти атомы углерода образовывать уголь, графит или алмаз.
Аналогично, в 5 молях воды будет (N=5cdot N_Aapprox 3,01cdot 10^{24}) молекул воды. Причём, независимо от того, в каком агрегатном состоянии находится вода: в виде пара, жидкости или льда.
Т.е., «количество вещества» всегда говорит нам о «количестве частиц», независимо от других параметров.
п.3. Молярная масса
Молярная масса – это масса 1 моля вещества.
Из определения 1 моля вещества и относительной молекулярной массы следует, что молярная масса равна $$ mu=M_rcdot 10^{-3}frac{text{кг}}{text{моль}} $$
Например:
Молярная масса воды $$ mu(mathrm{H_2O})=M_r(mathrm{H_2O})cdot 10^{-3}=18cdot 10^{-3}frac{text{кг}}{text{моль}} $$
Алгоритм определения молярной массы вещества с помощью таблицы Менделеева
Шаг 1. По таблице Менделеева найти относительные атомные массы (A_{ri}) для всех элементов, входящих в молекулу вещества.
Шаг 2. Найти относительную молекулярную массу как сумму всех относительных атомных масс $$ M_r=sum_i A_{ri} $$ Шаг 3. Записать молярную массу в виде $$ mu=M_rcdot 10^{-3}frac{text{кг}}{text{моль}} $$
Например:
Найдем молярную массу этилового спирта begin{gather*} A_r(mathrm{C})=12, A_r(mathrm{H})=1, A_r(mathrm{O})=16\ M_r(mathrm{C_2H_5OH})= 2A_r(mathrm{C})+6A_r(mathrm{H}) +A_r(mathrm{O})=2cdot 12+6cdot 1+16=46\ mu(mathrm{C_2H_5OH})=46cdot 10^{-3}frac{text{кг}}{text{моль}} end{gather*}
п.4. Молярный объем
Молярный объем – это объем 1 моля вещества.
Молярный объем равен отношению молярной массы к плотности вещества: $$ V_{mu}=frac{mu}{rho} $$
Например:
Молярный объем воды begin{gather*} V_{mu}(mathrm{H_2O})=frac{18cdot 10^{-3} text{кг/моль}}{10^3 text{кг/м}^3}=18cdot 10^{-6}frac{text{м}^3}{text{моль}}=18frac{text{cм}^3}{text{моль}}=18frac{text{мл}}{text{моль}} end{gather*} Т.е. 1 моль воды занимает объем 18 мл (столовая ложка).
При нормальных условиях (t=0°C, ρ=1 атм) молярные объемы всех идеальных газов одинаковы и равны: $$ V_{mu text{газ}}=22,4frac{text{л}}{text{моль}} $$
Это свойство газов часто используется при изучении различных веществ и явлений в физике и химии.
п.5. Задачи
Задача 1. Масса кристалла серы равна 16 г. Сколько молекул серы (mathrm{S_8}) содержится в этом кристалле? (Ответ округлите до двух значащих цифр).
Дано:
(m=16 text{г}=16cdot 10^{-3} text{кг})
(A_r=32)
(N_A=6,022cdot 10^{23})
__________________
(N-?)
Относительная молекулярная масса одной молекулы $$ M_r=8cdot A_r=8cdot 32=256 $$ Молярная масса $$ mu=256cdot 10^{-3}frac{text{кг}}{text{моль}} $$ Количество вещества в кристалле серы: $$ nu=frac{N}{N_A}=frac{m}{mu} $$ Количество молекул в кристалле серы: $$ N=frac{m}{mu}N_A $$ $$ N=frac{1,6cdot 10^{-3}}{256cdot 10^{-3}}cdot 6,022cdot 10^{23}approx 3,8cdot 10^{22} $$ Ответ: (3,8cdot 10^{22})
Задача 2*. В кислородном генераторе на космическом корабле было получено 1,6 кг кислорода (mathrm{O_2}). Одному космонавту по норме требуется 600 литров кислорода в сутки. Считая условия для газа приблизительно нормальными, определите, на сколько часов космонавту хватит полученного кислорода.
Дано:
(m=1,6 text{кг})
(V_t=600frac{text{л}}{text{сут}}=25frac{text{л}}{text{ч}})
(A_r=16)
(V_{mu}=22,4frac{text{л}}{text{моль}})
__________________
(t-?)
Относительная молекулярная масса молекулы кислорода $$ M_r=2cdot A_r=32 $$ Молярная масса кислорода $$ mu=32cdot 10^{-3}frac{text{кг}}{text{моль}} $$ Количество вещества в полученном кислороде $$ nu=frac{m}{nu}=frac{V}{V_{mu}} $$ Объем полученного кислорода $$ V=frac{m}{mu}=V_{mu} $$ Количество часов для дыхания одного человека begin{gather*} t=frac{V}{V_t}=frac{m}{mu}frac{V_{mu}}{V_t}\[6pt] t=frac{1,6 text{кг}}{32cdot 10^{-3} text{кг/моль}}cdot frac{22,4 text{л/моль}}{25 text{л/ч}}=44,8 text{ч} end{gather*} Ответ: 44,8 ч.