Що таке молярна маса? Молярна маса в хімії та фізики газів

Кожен школяр, який уважно вивчав таблицю Менделєєва, напевно помітив, що, крім номера хімічного елемента, в ній присутня інформація про вагу його атома. У цій статті розглянемо, що таке молярна маса і де вона використовується.

Що таке моль?

кількість речовини

Перш ніж відповісти на питання “що таке молярна маса”, необхідно розібратися з такою важливою величиною в хімії, як моль.

У XIX столітті Амедео Авогадро, уважно вивчаючи закон Гей-Люссака для ідеальних газів при Ізохоричний процесі, прийшов до висновку, що в однакових обсягах різних речовин при ідентичних умовах (температура і тиск) міститься рівне число атомів або молекул. Ідеї ​​Авогадро суперечили теоріям того часу про хімічному будову і поведінку газових субстанцій, тому вони були прийняті тільки через півстоліття.

амедео авогадро

На початку XX століття за допомогою більш сучасних технологій вдалося визначити кількість молекул водню в 2 грамах цього газу. Це кількість отримало назву “моль”. Сам термін був введений Вільгельмом Оствальдом, з латині він переводиться як “купа”, “скупчення”.

У 1971 році моль став однією з 7 основних одиниць вимірювання в системі СІ. В даний час під 1 молем розуміють таку кількість атомів кремнію, яке міститься в ідеальній сфері масою 0,028085 кг. Саме число частинок, що відповідає 1 моль, називається числом Авогадро. Так само воно приблизно 6,02 * 1023.

Що таке молярна маса?

Тепер можна повернутися до теми статті. Моль і молярна маса - це дві взаємопов’язані величини. Під другий розуміють вагу одного моль будь-якої речовини. Очевидно, що тип хімічного елемента або складу молекули того чи іншого газу безпосередньо визначає молярну масу. Згідно з цим визначенням, можна записати наступний вираз:

M = ma * NA.

Де ma - це маса одного атома, NA - число Авогадро. Тобто для отримання величини M необхідно помножити вагу однієї частки (молекули, атома, атомного кластера) на число Авогадро.

Як було відзначено у введенні статті, кожен елемент в періодичній таблиці містить інформацію про його атомної масі. Вона являє собою вагу в грамах на моль. Очевидно, щоб отримати молярну масу в кг / моль, слід табличне значення розділити на 1000. Наприклад, для ніобію під номером 41 ми бачимо цифру 92,9, тобто 1 моль його атомів має вагу 92,9 грама.

таблиця менделєєва

Де використовується величина M в хімії?

Знаючи тепер, що таке молярна маса, розглянемо, де її застосовують в хімії.

Поняття кількості речовини і молярного ваги грає важливу роль при складанні хімічних реакцій, оскільки вони йдуть тільки при строгому співвідношенні реагентів. Для прикладу нижче приведена реакція згоряння водню з утворенням молекули води:

2h3 + O2 = 2h3O.

Видно, що 2 моль водню, які мають масу 4 грами, реагують на всі сто з 1 моль кисню вагою 32 грами. В результаті утворюється 2 моль молекул води, з показником в 36 грамів. З цих цифр ясно, що в процесі хімічних перетворень маса зберігається. Насправді ж вага реагентів і продуктів перетворення трохи відрізняється. Ця невелика різниця пов’язана з тепловим ефектом реакції. Різницю в масах можна розрахувати, якщо використовувати формулу Ейнштейна для зв’язку ваги і енергії.

У хімії поняття молярної маси також тісно пов’язане з однойменної концентрацією. Зазвичай тверді речовини, які розчиняються в рідинах, характеризують кількістю молей в одному літрі, тобто молярної концентрацією.

Важливо розуміти, що розглянута величина є постійною тільки для даного хімічного елемента або конкретного з’єднання, наприклад, для h3 вона дорівнює 2 г / моль, а для O3 - 48 г / моль. Якщо її значення для одного з’єднання більше, ніж для іншого, то це означає, що сама елементарна частинка першого речовини має велику масу, ніж другого.

Гази і їх молярний об'єм

Молярна маса також пов’язана з фізикою ідеальних газів. Зокрема, нею користуються під час визначення обсягу газової системи при конкретних зовнішніх умовах, якщо відомо кількість речовини.

молярний об'єм

Ідеальні гази описуються рівнянням Клапейрона-Менделєєва, яке має вигляд:

P * V = n * R * T.

Тут n - це кількість речовини, яке з молярною масою пов’язано так:

N = m / M.

Обсяг газу можна визначити, якщо відомі його m, температура T і тиск P, за такою формулою:

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

Молярним об’ємом називається такий, який при 0 oC і тиску в одну атмосферу займає 1 моль будь-якого газу. З формули вище можна розрахувати цю величину, вона становить 22,4 літра.



ЩЕ ПОЧИТАТИ