Šta je molarna masa? Molarna masa u hemiji i fizici gasa

Svaki student koji je pažljivo proučavao periodni sistem vjerovatno je primijetio da, osim broja hemijskog elementa, sadrži i podatke o težini svog atoma. U ovom članku ćemo pogledati šta je molarna masa i gdje se koristi.

Šta je krtica?

Prije odgovora na pitanje "šta je molarna masa", , potrebno je razumjeti tako važnu količinu u hemiji kao krtica.

U XIX veku, Amedeo Avogadro, pažljivo proučavajući Zakon Gay-Lussac za idealne gasove u izohornom procesu, došao je do zaključka da iste količine različitih supstanci pod identičnim uslovima (temperatura i pritisak) sadrže jednak broj atoma ili molekula. Avogadrove ideje bile su u suprotnosti sa teorijama tog vremena o hemijskoj strukturi i ponašanju gasovitih supstanci, pa su prihvaćene tek pola veka kasnije.

Početkom XX veka, uz pomoć modernijih tehnologija, bilo je moguće odrediti broj molekula vodonika u 2 grama ovog gasa. Ova količina se zove "mole". Sam izraz uveo je Wilhelm Ostwald, sa latinskog se prevodi kao "pile", "akumulacija".

1971. krtica je postala jedna od 7 osnovnih mjernih jedinica u SI sistemu. Trenutno se 1 mol shvata kao broj atoma silicijuma sadržanih u idealnoj sferi mase 0,028085 kg. Sam broj čestica koji odgovara 1 molu naziva se Avogadrov broj. Jednako je sa približno 6,02*10²³.

Šta je molarna masa?

Sada se možete vratiti na temu članka. Molarna i molarna masa su dvije međusobno povezane veličine. Drugi se shvata kao težina jednog mola bilo koje supstance. Očigledno je da vrsta hemijskog elementa ili sastav molekula gasa direktno određuje molarnu masu. Prema ovoj definiciji, možete napisati sljedeći izraz:

M = m_a * N_A.

Gdje m_a - ovo je masa jednog atoma, N_A - Avogadro Broj. Odnosno, da bi se dobila vrijednost M, potrebno je pomnožiti težinu jedne čestice (molekula, atoma, atomskog klastera) sa avogadrovim brojem.

Kao što je navedeno u uvođenju članka, svaki element u periodnom sistemu sadrži informacije o svojoj atomskoj masi. Predstavlja težinu u gramima po molu. Očigledno, da bi se dobila molarna masa u kg / mol, vrijednost tabele treba podijeliti sa 1000. Na primjer, za niobijum na broju 41 vidimo cifru 92,9, odnosno 1 mol njegovih atoma ima težinu od 92,9 grama.

Gdje se vrijednost M koristi u hemiji?

Znajući sada šta je molarna masa, razmotrimo gdje se koristi u hemiji.

Koncept količine supstance i molarne težine igra važnu ulogu u formulisanju hemijskih reakcija, jer se one javljaju samo sa strogim odnosom reagensa. Na primjer, reakcija sagorijevanja vodonika sa formiranjem molekula vode prikazana je u nastavku:

2H₂ + O₂ = 2H₂O.

Vidi se da 2 mola vodonika, koji imaju masu od 4 grama, reaguju bez ostataka sa 1 molom kiseonika težine 32 grama. Kao rezultat, formiraju se 2 mola molekula vode, s indeksom 36 grama. Iz ovih brojki je jasno da se u procesu hemijskih transformacija masa čuva. U stvarnosti, težina reagensa i proizvoda za transformaciju je malo drugačija. Ova mala razlika je zbog termičkog efekta reakcije. Razlika u masi može se izračunati korištenjem Einsteinove formule za povezivanje težine i energije.

U hemiji je koncept molarne mase usko povezan sa istoimenom koncentracijom. Tipično, čvrste materije koje su rastvorljive u tečnostima karakteriše broj molova u jednom litru, odnosno molarna koncentracija.

Važno je shvatiti da je dotična vrijednost konstantna samo za dati hemijski element ili određeno jedinjenje, na primjer, za H₂ jednako je 2 g / mol, a za O₃ - 48 g / mol. Ako je njegova vrijednost za jedno jedinjenje veća nego za drugo, onda to znači da sama elementarna čestica prve supstance ima veću masu od druge.

Gasovi i njihov molarni volumen

Molarna masa je takođe povezana sa fizikom idealnih gasova. Konkretno, koristi se prilikom određivanja zapremine gasnog sistema u specifičnim spoljnim uslovima, ako je poznata količina supstance.

Opisani su idealni gasovi po jednačini Clapeyron-Mendeleev, koji ima formu:

P * V = n * R * T.

Ovdje je n količina supstance koja je povezana sa molarnom masom na sljedeći način:

n = m / M.

Zapremina plina može se odrediti ako su njegovi m, Temperatura T i pritisak P poznati po sljedećoj formuli:

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

Molarni volumen je onaj koji, u 0 ^oC i pritisak jedne atmosfere, zauzima 1 mol bilo kog gasa. Iz gornje formule možete izračunati ovu vrijednost, ona je 22,4 litara.