วิธีคำนวณมวลโมลของสารตัวอย่าง มวลกราม ความหมายและการคำนวณ

ในเคมีเชิงปฏิบัติและเชิงทฤษฎี มีแนวคิดอยู่สองประการและมีความสำคัญในทางปฏิบัติ: โมเลกุล (มักถูกแทนที่ด้วยแนวคิดเรื่องน้ำหนักโมเลกุล ซึ่งไม่ถูกต้อง) และมวลโมลาร์ ปริมาณทั้งสองนี้ขึ้นอยู่กับองค์ประกอบของสารธรรมดาหรือสารเชิงซ้อน

วิธีการตรวจสอบหรือโมเลกุล? ปริมาณทางกายภาพทั้งสองนี้ไม่สามารถ (หรือแทบจะหาไม่ได้) ด้วยการวัดโดยตรง เช่น โดยการชั่งน้ำหนักสารบนตาชั่ง คำนวณจากสูตรทางเคมีของสารประกอบและมวลอะตอมของธาตุทั้งหมด ปริมาณเหล่านี้เป็นตัวเลขเท่ากัน แต่มีมิติต่างกัน แสดงเป็นหน่วยมวลอะตอมซึ่งเป็นปริมาณทั่วไปและกำหนดให้เป็น em เช่นเดียวกับชื่ออื่น - "ดัลตัน" หน่วยของมวลโมลแสดงเป็น g/mol

มวลโมเลกุลของสารอย่างง่ายซึ่งประกอบด้วยอะตอมหนึ่งอะตอมมีค่าเท่ากับมวลอะตอมซึ่งระบุไว้ในตารางธาตุของเมนเดเลเยฟ ตัวอย่างเช่น สำหรับ:

• โซเดียม (นา) - 22.99 ก. กิน.;
• เหล็ก (Fe) - 55.85 ก. กิน.;
• กำมะถัน (S) - 32.064 ก. กิน.;
• อาร์กอน (Ar) - 39.948 ก. กิน.;
• โพแทสเซียม (K) - 39.102 ก. กิน.

นอกจากนี้ น้ำหนักโมเลกุลของสารเชิงเดี่ยวซึ่งโมเลกุลประกอบด้วยอะตอมขององค์ประกอบทางเคมีหลายอะตอมถูกคำนวณเป็นผลคูณของมวลอะตอมขององค์ประกอบตามจำนวนอะตอมในโมเลกุล ตัวอย่างเช่น สำหรับ:

• ออกซิเจน (O2) - 16 2 = 32 ก. กิน.;
• ไนโตรเจน (N2) - 14.2 = 28 ก กิน.;
• คลอรีน (Cl2) - 35 2 = 70 ก. กิน.;
• โอโซน (O3) - 16 3 = 48 ก. กิน.

มวลโมเลกุลคำนวณโดยการรวมผลคูณของมวลอะตอมและจำนวนอะตอมของแต่ละธาตุที่อยู่ในโมเลกุล ตัวอย่างเช่น สำหรับ:

• (HCl) - 2 + 35 = 37 ก. กิน.;
• (CO) - 12 + 16 = 28 ก. กิน.;
• คาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) - 12 + 16 2 = 44 ก. กิน.

แต่จะค้นหามวลโมลของสารได้อย่างไร?

ซึ่งทำได้ไม่ยาก เนื่องจากเป็นมวลของปริมาณหน่วยของสารชนิดใดชนิดหนึ่งซึ่งแสดงเป็นโมล กล่าวคือ ถ้ามวลโมเลกุลที่คำนวณได้ของสารแต่ละชนิดคูณด้วยค่าคงที่เท่ากับ 1 กรัม/โมล ก็จะได้มวลโมเลกุลของสารนั้น ตัวอย่างเช่น คุณจะหามวลโมลาร์ (CO2) ได้อย่างไร เป็นไปตาม (12 + 16.2).1 กรัม/โมล = 44 กรัม/โมล นั่นคือ MCO2 = 44 กรัม/โมล สำหรับสารอย่างง่าย โมเลกุลที่มีอะตอมของธาตุเพียงอะตอมเดียว ตัวบ่งชี้นี้ ซึ่งแสดงเป็น g/mol จะเกิดขึ้นในเชิงตัวเลขพร้อมกับมวลอะตอมของธาตุ ตัวอย่างเช่น สำหรับซัลเฟอร์ MS = 32.064 g/mol วิธีค้นหามวลโมลของสารอย่างง่ายซึ่งมีโมเลกุลประกอบด้วยอะตอมหลายอะตอมสามารถพิจารณาได้โดยใช้ตัวอย่างของออกซิเจน: MO2 = 16 2 = 32 กรัม/โมล

มีการให้ตัวอย่างไว้ที่นี่สำหรับสารเชิงเดี่ยวหรือสารเชิงซ้อนที่เฉพาะเจาะจง แต่เป็นไปได้หรือไม่และจะหามวลโมลของผลิตภัณฑ์ที่ประกอบด้วยส่วนประกอบหลายอย่างได้อย่างไร? เช่นเดียวกับมวลโมเลกุล มวลโมลของของผสมหลายองค์ประกอบก็เป็นปริมาณสารเติมแต่ง คือผลรวมของผลิตภัณฑ์ของมวลโมลาร์ของส่วนประกอบและส่วนแบ่งในส่วนผสม: M = ∑Mi Xi นั่นคือสามารถคำนวณทั้งมวลโมเลกุลเฉลี่ยและมวลโมลเฉลี่ยได้

จากตัวอย่างอากาศซึ่งประกอบด้วยไนโตรเจนประมาณ 75.5% ออกซิเจน 23.15% อาร์กอน 1.29% และคาร์บอนไดออกไซด์ 0.046% (สิ่งเจือปนที่เหลือซึ่งบรรจุอยู่ในปริมาณน้อยกว่าสามารถละเลยได้): Mair = 28 0.755 + 32. 0.2315 + 40 . 0.129 + 44 . 0.00046 = 29.08424 กรัม/โมล กลับไปยัง 29 กรัม/โมล

จะค้นหามวลโมลาร์ของสารได้อย่างไรหากความแม่นยำในการกำหนดมวลอะตอมที่ระบุในตารางธาตุแตกต่างกัน? สำหรับองค์ประกอบบางอย่างจะมีการระบุด้วยความแม่นยำในสิบส่วนสำหรับองค์ประกอบอื่น ๆ ที่มีความแม่นยำในร้อยส่วนอื่น ๆ ถึงหนึ่งในพันและสำหรับองค์ประกอบเช่นเรดอน - สำหรับองค์ประกอบทั้งหมดสำหรับแมงกานีสถึงหมื่น

เมื่อคำนวณมวลโมลาร์ การคำนวณด้วยความแม่นยำไม่เกินหนึ่งในสิบนั้นไม่สมเหตุสมผล เนื่องจากมีการใช้งานจริงเมื่อความบริสุทธิ์ของสารเคมีหรือตัวรีเอเจนต์ทำให้เกิดข้อผิดพลาดขนาดใหญ่ การคำนวณทั้งหมดนี้เป็นเพียงการประมาณเท่านั้น แต่ในกรณีที่นักเคมีต้องการความแม่นยำมากขึ้น การแก้ไขที่เหมาะสมจะดำเนินการโดยใช้ขั้นตอนบางอย่าง เช่น กำหนดไทเทอร์ของสารละลาย การสอบเทียบจะดำเนินการโดยใช้ตัวอย่างมาตรฐาน ฯลฯ

สารใด ๆ ประกอบด้วยอนุภาคที่มีโครงสร้างบางอย่าง (โมเลกุลหรืออะตอม) มวลโมลาร์ของสารประกอบอย่างง่ายคำนวณตามตารางธาตุของธาตุ D.I. เมนเดเลเยฟ. หากจำเป็นต้องค้นหาพารามิเตอร์นี้สำหรับสารที่ซับซ้อน การคำนวณจะใช้เวลานาน และในกรณีนี้ตัวเลขจะถูกค้นหาในหนังสืออ้างอิงหรือแค็ตตาล็อกสารเคมี โดยเฉพาะ Sigma-Aldrich

แนวคิดเรื่องมวลกราม

มวลโมเลกุล (M) คือน้ำหนักของสารหนึ่งโมล พารามิเตอร์นี้สำหรับแต่ละอะตอมสามารถพบได้ในตารางธาตุซึ่งอยู่ใต้ชื่อโดยตรง เมื่อคำนวณมวลของสารประกอบ มักจะปัดเศษให้เป็นจำนวนเต็มหรือสิบที่ใกล้ที่สุด เพื่อให้เข้าใจอย่างถ่องแท้ว่าความหมายนี้มาจากไหนจำเป็นต้องเข้าใจแนวคิดของ "ตุ่น" นี่คือปริมาณของสารที่มีจำนวนอนุภาคของสารหลังเท่ากับ 12 กรัมของไอโซโทปคาร์บอนเสถียร (12 C) อะตอมและโมเลกุลของสสารมีขนาดแตกต่างกันไปในช่วงกว้าง ในขณะที่จำนวนในหนึ่งโมลคงที่ แต่มวลจะเพิ่มขึ้นและปริมาตรก็เพิ่มขึ้นตามไปด้วย

แนวคิดเรื่อง "มวลโมลาร์" มีความเกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับเลขอาโวกาโดร (6.02 x 10 23 โมล -1) ตัวเลขนี้แสดงถึงจำนวนหน่วยคงที่ของสาร (อะตอม, โมเลกุล) ใน 1 โมล

ความสำคัญของมวลกรามสำหรับเคมี

สารเคมีเกิดปฏิกิริยาต่างๆ กัน โดยทั่วไปแล้ว สมการของปฏิกิริยาระหว่างกันทางเคมีจะระบุจำนวนโมเลกุลหรืออะตอมที่เกี่ยวข้อง การกำหนดดังกล่าวเรียกว่าสัมประสิทธิ์ปริมาณสัมพันธ์ โดยปกติจะระบุไว้ก่อนสูตร ดังนั้นลักษณะเชิงปริมาณของปฏิกิริยาจึงขึ้นอยู่กับปริมาณของสารและมวลโมลาร์ พวกมันสะท้อนปฏิสัมพันธ์ของอะตอมและโมเลกุลซึ่งกันและกันอย่างชัดเจน

การคำนวณมวลโมล

องค์ประกอบอะตอมของสารใดๆ หรือส่วนผสมของส่วนประกอบของโครงสร้างที่ทราบสามารถดูได้โดยใช้ตารางธาตุ ตามกฎแล้วสารประกอบอนินทรีย์เขียนด้วยสูตรรวมนั่นคือโดยไม่ต้องกำหนดโครงสร้าง แต่เป็นเพียงจำนวนอะตอมในโมเลกุลเท่านั้น สารอินทรีย์ถูกกำหนดในลักษณะเดียวกันในการคำนวณมวลโมลาร์ เช่น เบนซิน (C 6 H 6)

มวลโมเลกุลคำนวณอย่างไร? สูตรประกอบด้วยชนิดและจำนวนอะตอมในโมเลกุล ตามตาราง D.I. เมนเดเลเยฟ ตรวจสอบมวลโมลาร์ของธาตุ แล้วแต่ละรูปจะคูณด้วยจำนวนอะตอมในสูตร

ขึ้นอยู่กับน้ำหนักโมเลกุลและประเภทของอะตอม คุณสามารถคำนวณจำนวนในโมเลกุลและสร้างสูตรสำหรับสารประกอบได้

มวลโมเลกุลของธาตุ

บ่อยครั้ง ในการทำปฏิกิริยา การคำนวณในเคมีวิเคราะห์ และการจัดเรียงสัมประสิทธิ์ในสมการ จำเป็นต้องมีความรู้เกี่ยวกับมวลโมเลกุลขององค์ประกอบ ถ้าโมเลกุลมีหนึ่งอะตอม ค่านี้จะเท่ากับค่าของสารนั้น หากมีองค์ประกอบตั้งแต่สององค์ประกอบขึ้นไป มวลโมลาร์จะคูณด้วยจำนวน

ค่ามวลโมลาร์เมื่อคำนวณความเข้มข้น

พารามิเตอร์นี้ใช้เพื่อคำนวณวิธีการแสดงความเข้มข้นของสารเกือบทั้งหมดใหม่ ตัวอย่างเช่น สถานการณ์มักเกิดขึ้นในการกำหนดเศษส่วนมวลตามปริมาณของสารในสารละลาย พารามิเตอร์สุดท้ายจะแสดงเป็นหน่วยการวัด โมล/ลิตร ในการกำหนดน้ำหนักที่ต้องการ ปริมาณของสารจะคูณด้วยมวลโมล ค่าผลลัพธ์จะลดลง 10 เท่า

มวลกรามใช้ในการคำนวณความเป็นปกติของสาร พารามิเตอร์นี้ใช้ในเคมีวิเคราะห์เพื่อดำเนินการวิธีไทเทรตและการวิเคราะห์แบบกราวิเมตริก เมื่อจำเป็นต้องทำปฏิกิริยาอย่างแม่นยำ

การวัดมวลกราม

การทดลองทางประวัติศาสตร์ครั้งแรกคือการวัดความหนาแน่นของก๊าซเทียบกับไฮโดรเจน มีการศึกษาคุณสมบัติคอลลิเกตีฟเพิ่มเติม ซึ่งรวมถึง ตัวอย่างเช่น แรงดันออสโมติก การกำหนดความแตกต่างในการเดือดหรือการแช่แข็งระหว่างสารละลายและตัวทำละลายบริสุทธิ์ พารามิเตอร์เหล่านี้มีความสัมพันธ์โดยตรงกับจำนวนอนุภาคของสสารในระบบ

บางครั้งการวัดมวลโมลาร์จะดำเนินการกับสารที่ไม่ทราบองค์ประกอบ ก่อนหน้านี้ใช้วิธีการต่างๆ เช่น การกลั่นด้วยความร้อนโดยใช้ความร้อน สาระสำคัญของมันคือการวางสารละลายของสารไว้ในห้องที่อิ่มตัวด้วยไอตัวทำละลาย ภายใต้สภาวะเหล่านี้ จะเกิดการควบแน่นของไอ และอุณหภูมิของส่วนผสมจะเพิ่มขึ้น ถึงจุดสมดุล และเริ่มลดลง ความร้อนที่ปล่อยออกมาจากการระเหยคำนวณโดยการเปลี่ยนแปลงอัตราการทำความร้อนและความเย็นของสารละลาย

วิธีการหลักที่ทันสมัยในการวัดมวลโมลาร์คือแมสสเปกโตรเมตรี นี่เป็นวิธีหลักในการระบุสารผสม ด้วยความช่วยเหลือของเครื่องมือสมัยใหม่ กระบวนการนี้จะเกิดขึ้นโดยอัตโนมัติ มีเพียงคุณเท่านั้นที่ต้องเลือกเงื่อนไขสำหรับการแยกสารประกอบในตัวอย่างในตอนแรก วิธีแมสสเปกโตรเมทรีอาศัยการแตกตัวเป็นไอออนของสาร เป็นผลให้เกิดชิ้นส่วนที่มีประจุต่างๆ ของสารประกอบเกิดขึ้น สเปกตรัมมวลระบุอัตราส่วนของมวลต่อประจุของไอออน

การหามวลโมลของก๊าซ

เพียงแค่วัดมวลโมลของก๊าซหรือไอใดๆ ใช้การควบคุมก็พอแล้ว ปริมาตรของสารที่เป็นก๊าซเท่ากันจะมีปริมาณเท่ากันที่อุณหภูมิเดียวกัน วิธีที่รู้จักกันดีในการวัดปริมาตรไอน้ำคือการกำหนดปริมาณอากาศที่ถูกแทนที่ กระบวนการนี้ดำเนินการโดยใช้สาขาด้านข้างที่นำไปสู่อุปกรณ์ตรวจวัด

การใช้ประโยชน์จริงของมวลโมล

ดังนั้นแนวคิดเรื่องมวลโมลาร์จึงถูกนำมาใช้ทุกที่ในวิชาเคมี เพื่ออธิบายกระบวนการสร้างโพลีเมอร์เชิงซ้อนและปฏิกิริยาอื่น ๆ จำเป็นต้องคำนวณพารามิเตอร์นี้ จุดสำคัญคือการกำหนดความเข้มข้นของสารออกฤทธิ์ในสารทางเภสัชกรรม ตัวอย่างเช่น มีการศึกษาคุณสมบัติทางสรีรวิทยาของสารประกอบใหม่โดยใช้การเพาะเลี้ยงเซลล์ นอกจากนี้มวลโมลาร์ยังมีความสำคัญเมื่อทำการศึกษาทางชีวเคมี ตัวอย่างเช่นเมื่อศึกษาการมีส่วนร่วมขององค์ประกอบในกระบวนการเมตาบอลิซึม ขณะนี้ทราบโครงสร้างของเอนไซม์หลายชนิดแล้ว จึงสามารถคำนวณน้ำหนักโมเลกุลของเอนไซม์ได้ ซึ่งส่วนใหญ่จะวัดเป็นกิโลดาลตัน (kDa) ปัจจุบัน เราทราบน้ำหนักโมเลกุลของส่วนประกอบเกือบทั้งหมดของเลือดมนุษย์ โดยเฉพาะฮีโมโกลบิน มวลโมเลกุลและมวลโมลของสารมีความหมายเหมือนกันในบางกรณี ความแตกต่างอยู่ที่ว่าพารามิเตอร์สุดท้ายคือค่าเฉลี่ยของไอโซโทปทั้งหมดของอะตอม

การทดลองทางจุลชีววิทยาใดๆ เพื่อระบุผลกระทบของสารต่อระบบเอนไซม์อย่างแม่นยำจะดำเนินการโดยใช้ความเข้มข้นของโมลาร์ ตัวอย่างเช่น ในการทำปฏิกิริยาทางชีวภาพและพื้นที่อื่นๆ ที่จำเป็นต้องมีการศึกษาการทำงานของเอนไซม์ จะใช้แนวคิดต่างๆ เช่น ตัวเหนี่ยวนำและสารยับยั้ง เพื่อควบคุมการทำงานของเอนไซม์ในระดับชีวเคมี จำเป็นต้องมีการวิจัยโดยใช้มวลโมลาร์ พารามิเตอร์นี้ได้รับการยอมรับอย่างมั่นคงในสาขาวิทยาศาสตร์ธรรมชาติและวิศวกรรมศาสตร์ เช่น ฟิสิกส์ เคมี ชีวเคมี และเทคโนโลยีชีวภาพ กระบวนการที่โดดเด่นในลักษณะนี้จะเข้าใจได้ง่ายขึ้นจากมุมมองของกลไกและการกำหนดพารามิเตอร์ การเปลี่ยนจากพื้นฐานไปสู่วิทยาศาสตร์ประยุกต์จะไม่สมบูรณ์หากไม่มีตัวบ่งชี้มวลโมลาร์ โดยเริ่มจากสารละลายทางสรีรวิทยา ระบบบัฟเฟอร์ และสิ้นสุดด้วยการกำหนดปริมาณของสารทางเภสัชกรรมสำหรับร่างกาย

คำแนะนำ

ในการค้นหาโมลของสาร คุณต้องจำกฎง่ายๆ ไว้ นั่นคือ มวลของสารใด ๆ หนึ่งโมลจะมีค่าเป็นตัวเลขเท่ากับมวลโมเลกุลของมัน โดยแสดงออกมาในปริมาณอื่นเท่านั้น มันกำหนดได้อย่างไร? เมื่อใช้ตารางธาตุ คุณจะทราบมวลอะตอมของแต่ละธาตุที่รวมอยู่ในโมเลกุลของสาร ต่อไป คุณต้องบวกมวลอะตอมโดยคำนึงถึงดัชนีของแต่ละองค์ประกอบ แล้วคุณจะได้คำตอบ

คำนวณน้ำหนักโมเลกุลโดยคำนึงถึงดัชนีของแต่ละองค์ประกอบ: 12*2 + 1*4 + 16*3 = 76 amu (หน่วยมวลอะตอม) ดังนั้น มวลโมลาร์ (นั่นคือมวลของหนึ่งโมล) จึงเป็น 76 เช่นกัน โดยมีเพียงมิติเท่านั้นที่เป็นกรัม/โมล คำตอบ: แอมโมเนียมไนเตรตหนึ่งโมลหนัก 76 กรัม

สมมติว่าคุณได้รับมอบหมายงานดังกล่าว เป็นที่รู้กันว่าก๊าซบางชนิดมีมวล 179.2 ลิตร เท่ากับ 352 กรัม มีความจำเป็นต้องพิจารณาว่าก๊าซนี้มีน้ำหนักหนึ่งโมลเท่าใด เป็นที่ทราบกันว่าภายใต้สภาวะปกติก๊าซหรือส่วนผสมของก๊าซหนึ่งโมลจะมีปริมาตรประมาณ 22.4 ลิตร และคุณมี 179.2 ลิตร ทำการคำนวณ: 179.2/22.4 = 8 ดังนั้น ปริมาตรนี้จึงมีก๊าซ 8 โมล

เมื่อหารมวลที่ทราบตามเงื่อนไขของปัญหาด้วยจำนวนโมล คุณจะได้: 352/8 = 44 ดังนั้น ก๊าซหนึ่งโมลจึงมีน้ำหนัก 44 กรัม - นี่คือคาร์บอนไดออกไซด์, CO2

หากมีก๊าซมวล M จำนวนหนึ่ง ซึ่งอยู่ในปริมาตร V ที่อุณหภูมิที่กำหนด T และความดัน P จำเป็นต้องหามวลโมลาร์ของมัน (นั่นคือ หาว่าโมลของมันเท่ากับเท่าใด) สมการ Mendeleev-Clapeyron สากลจะช่วยคุณแก้ปัญหาได้: PV = MRT/m โดยที่ m คือมวลโมลาร์ที่เราจำเป็นต้องหา และ R คือค่าคงที่ของก๊าซสากลเท่ากับ 8.31 เมื่อแปลงสมการ คุณจะได้: m = MRT/PV โดยการแทนที่ปริมาณที่ทราบลงในสูตร คุณจะพบว่าก๊าซหนึ่งโมลมีค่าเท่ากับเท่าใด

คำแนะนำที่เป็นประโยชน์

การคำนวณมักจะใช้ค่าปัดเศษสำหรับน้ำหนักอะตอมขององค์ประกอบ หากต้องการความแม่นยำที่สูงกว่า การปัดเศษจะไม่เป็นที่ยอมรับ

A. Avogadro ในปี 1811 ในช่วงเริ่มต้นของการพัฒนาทฤษฎีอะตอม ได้ตั้งสมมติฐานว่าก๊าซในอุดมคติจำนวนเท่ากันที่ความดันและอุณหภูมิเท่ากันนั้นมีจำนวนโมเลกุลเท่ากัน ต่อมาสมมติฐานนี้ได้รับการยืนยันและกลายเป็นผลลัพธ์ที่จำเป็นสำหรับทฤษฎีจลน์ศาสตร์ ทฤษฎีนี้เรียกว่าอาโวกาโดร

คำแนะนำ

ค่าคงที่ของอะโวกาโดรแสดงจำนวนอะตอมหรือโมเลกุลที่มีอยู่ในสารหนึ่งโมล

จำนวนโมเลกุลโดยมีเงื่อนไขว่าระบบเป็นองค์ประกอบเดียวและโมเลกุลหรืออะตอมชนิดเดียวกันที่มีอยู่ในนั้นสามารถพบได้โดยใช้สูตรพิเศษ

วิดีโอในหัวข้อ

ขั้นแรก ให้พิจารณาองค์ประกอบทางเคมีและสถานะการรวมตัวของสาร หากคุณกำลังทดสอบก๊าซ ให้วัดอุณหภูมิ ปริมาตร และความดัน หรือวางไว้ในสภาวะปกติและวัดเฉพาะปริมาตรเท่านั้น หลังจากนั้นให้คำนวณจำนวนโมเลกุลและอะตอม ในการหาจำนวนอะตอมในของแข็งหรือของเหลว ให้ค้นหามวลและมวลโมลาร์ จากนั้นจึงหาจำนวนโมเลกุลและอะตอม

คุณจะต้องการ

• เกจวัดความดัน เทอร์โมมิเตอร์ ตาชั่ง และตารางธาตุ ค้นหาค่าคงที่ของอาโวกาโดร

คำแนะนำ

การหามวลของหนึ่งโมลจากปริมาณของสารที่ทราบ หากทราบปริมาณของสารในหน่วยโมล ซึ่งจำเป็นต้องค้นหามวลโมลาร์ ให้ใช้มาตราส่วนเพื่อค้นหามวลจริงโดยแสดงเป็นหน่วยกรัม ในการหามวลของหนึ่งโมล ให้หารมวลของสสารด้วยจำนวนของมัน M=m/υ

การหามวลของสารหนึ่งโมลด้วยมวลของโมเลกุล ถ้าทราบมวลของสารหนึ่งโมเลกุลซึ่งมีหน่วยเป็นกรัม ให้หามวลของหนึ่งโมลโดยการคูณมวลของโมเลกุลนี้ด้วยจำนวนโมเลกุล ในหนึ่งโมล (เลขอาโวกาโดร) ซึ่งเท่ากับ 6.022 10^23, M = m0 NA

การหามวลของก๊าซหนึ่งโมล นำภาชนะปิดผนึกซึ่งมีปริมาตรที่ทราบแสดงเป็นลูกบาศก์เมตร ปั๊มแก๊สออกมาแล้วชั่งน้ำหนักบนตาชั่ง ปั๊มแก๊สเข้าไปแล้วชั่งน้ำหนักอีกครั้ง ความแตกต่างระหว่างถังเปล่าและถังเติมจะเท่ากับมวลของแก๊ส แปลงเป็นกิโลกรัม
วัดอุณหภูมิของก๊าซในกระบอกสูบหากรอสักครู่หลังจากปั๊มก็จะเท่ากับอุณหภูมิอากาศโดยรอบแล้วแปลงเป็นเคลวินโดยบวกเลข 273 เข้ากับองศาเซลเซียส วัดความดันแก๊สด้วยเกจวัดความดัน , ในภาษาปาสคาล. ค้นหามวลโมลาร์ของก๊าซ (มวลของหนึ่งโมล) โดยการคูณมวลของก๊าซด้วยอุณหภูมิของมันและ 8.31 (ค่าคงที่ก๊าซสากล) แล้วหารผลลัพธ์ด้วยความดันและปริมาตร M=m R T/(P V)

บางครั้งนักวิจัยต้องเผชิญกับปัญหาต่อไปนี้: จะกำหนดจำนวนอะตอมของสารเฉพาะได้อย่างไร? ในตอนแรก อาจดูซับซ้อนมาก เนื่องจากจำนวนอะตอมแม้แต่ในตัวอย่างเล็กๆ ของสสารใดๆ ก็มีจำนวนมหาศาลมาก จะนับพวกมันได้อย่างไร?

คำแนะนำ

สมมติว่าคุณต้องนับจำนวนอะตอมในทองแดงบริสุทธิ์ หรือแม้แต่ทองคำ ใช่ ลองจินตนาการว่าตัวเองอยู่ในสถานที่ของนักวิทยาศาสตร์ผู้ยิ่งใหญ่อย่างอาร์คิมิดีส ซึ่งกษัตริย์เฮียโรมอบหมายงานที่แตกต่างไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิง โดยพูดว่า: “คุณรู้ไหม อาร์คิมิดีส ฉันสงสัยว่าช่างทำอัญมณีของฉันฉ้อโกงโดยเปล่าประโยชน์ มงกุฎกลับกลายเป็นทองคำบริสุทธิ์ ! พระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัวของพวกเราต้องการทราบอะตอมในนั้น”

แน่นอนว่าภารกิจนี้จะทำให้อาร์คิมีดีสตัวจริงตกอยู่ในอาการมึนงง แม้ว่าเขาจะเป็นเช่นนั้นก็ตาม คุณสามารถจัดการกับมันได้ในเวลาไม่นาน ก่อนอื่นคุณต้องชั่งน้ำหนักเม็ดมะยมอย่างแม่นยำ สมมติว่ามันมีน้ำหนัก 2 กิโลกรัมนั่นคือ 2,000 กรัม จากนั้น ให้ใช้ตารางธาตุกำหนดมวลโมลาร์ของทองคำ (ประมาณ 197 กรัม/โมล) เพื่อให้การคำนวณง่ายขึ้น ให้ปัดเศษขึ้นเล็กน้อย - ให้เป็น 200 กรัม/โมล ดังนั้นจึงมีทองคำ 10 โมลพอดีในมงกุฎที่โชคร้าย ถ้าอย่างนั้นก็นำหมายเลขสากลของอาโวกาโดร (6.022x1023) คูณด้วย 10 แล้วนำผลลัพธ์ไปให้กษัตริย์เฮียรอนอย่างมีชัย

จากนั้นใช้สมการ Mendeleev–Clapeyron ที่รู้จักกันดี: PV = MRT/m โปรดทราบว่า M/m ไม่ใช่อะไรมากไปกว่าจำนวนโมลของก๊าซที่กำหนด เนื่องจาก M คือมวลจริงและ m คือมวลโมลาร์

แทนค่าที่คุณทราบเป็นเศษส่วน PV/RT แล้วคูณผลลัพธ์ที่พบด้วยเลขสากลของอาโวกาโดร (6.022*1023) แล้วรับจำนวนอะตอมของก๊าซที่ปริมาตร ความดัน และอุณหภูมิที่กำหนด

จะเป็นอย่างไรถ้าคุณต้องการนับจำนวนอะตอมในตัวอย่างของสารที่ซับซ้อน และไม่มีอะไรยากเป็นพิเศษที่นี่ ชั่งน้ำหนักตัวอย่าง จากนั้นเขียนสูตรทางเคมีที่แน่นอน ใช้ตารางธาตุเพื่อชี้แจงมวลโมลาร์ของแต่ละส่วนประกอบ และคำนวณมวลโมลาร์ที่แน่นอนของสารเชิงซ้อนนี้ (โดยคำนึงถึงดัชนีธาตุหากจำเป็น)

ถ้าอย่างนั้น หาจำนวนโมลในตัวอย่างที่ศึกษาอยู่ (โดยการหารมวลของตัวอย่างด้วยมวลโมลาร์) แล้วคูณผลลัพธ์ด้วยค่าของเลขอาโวกาโดร

ในวิชาเคมี โมลถูกใช้เป็นหน่วยวัดปริมาณของสาร สารมีลักษณะ 3 ประการ คือ มวล มวลโมลาร์ และปริมาณของสาร มวลกรามคือมวลของสารหนึ่งโมล

คำแนะนำ

สารหนึ่งโมลแสดงถึงปริมาณของมัน ซึ่งมีหน่วยโครงสร้างมากพอๆ กับอะตอมที่บรรจุอยู่ในไอโซโทปธรรมดา (ไม่มีกัมมันตภาพรังสี) 0.012 กิโลกรัม หน่วยโครงสร้างของสสาร ได้แก่ โมเลกุล อะตอม ไอออน เมื่อกำหนดเงื่อนไขของปัญหาด้วยมวลอะตอมสัมพัทธ์ของ Ar จากสูตรของสาร ขึ้นอยู่กับการกำหนดของปัญหา จะพบมวลของหนึ่งโมลของสารเดียวกันหรือมวลโมลาร์โดยการคำนวณ . มวลอะตอมสัมพัทธ์ของ Ar คือค่าเท่ากับอัตราส่วนของมวลเฉลี่ยของไอโซโทปของธาตุหนึ่งต่อ 1/12 ของมวลคาร์บอน

สารอินทรีย์และอนินทรีย์มีมวลโมล ตัวอย่างเช่น คำนวณพารามิเตอร์นี้โดยสัมพันธ์กับน้ำ H2O และมีเทน CH3 ขั้นแรกให้หามวลโมลาร์ของน้ำ:
M(H2O)=2Ar(H)+Ar(O)=2*1+16=18 กรัม/โมล
มีเทนเป็นก๊าซที่มีต้นกำเนิดจากสารอินทรีย์ ซึ่งหมายความว่าโมเลกุลของมันประกอบด้วยอะตอมของไฮโดรเจนและคาร์บอน ก๊าซนี้เพียงหนึ่งโมเลกุลประกอบด้วยไฮโดรเจนสามอะตอมและคาร์บอนหนึ่งอะตอม คำนวณมวลโมลของสารนี้ดังนี้:
M(CH3)=Ar(C)+2Ar(H)=12+3*1=15 กรัม/โมล
คำนวณมวลโมลของสารอื่นๆ ด้วยวิธีเดียวกัน

นอกจากนี้ มวลของสารหนึ่งโมลหรือมวลโมลาร์สามารถหาได้โดยการรู้มวลและปริมาณของสาร ในกรณีนี้ มวลโมลาร์จะคำนวณเป็นอัตราส่วนของมวลของสารต่อปริมาณ สูตรมีลักษณะดังนี้:
M=m/ν โดยที่ M คือมวลโมลาร์ m คือมวล ν คือปริมาณของสสาร
มวลโมลของสารแสดงเป็นกรัมหรือกิโลกรัมต่อโมล หากทราบมวลของโมเลกุลของสาร เมื่อทราบเลขอาโวกาโดร คุณจะสามารถหามวลของสารหนึ่งโมลได้ดังนี้
Mr=Na*ma โดยที่ Mr คือมวลโมลาร์ Na คือเลขอาโวกาโดร และ ma คือมวลของโมเลกุล
ตัวอย่างเช่น เมื่อทราบมวลของอะตอมคาร์บอน คุณจะสามารถหามวลโมลาร์ของสารนี้ได้:
Mr=นา*มา=6.02*10^23*1.993*10^-26=12 กรัม/โมล

วิดีโอในหัวข้อ

มวลของสาร 1 โมลเรียกว่ามวลโมลของมัน และถูกกำหนดด้วยตัวอักษร M หน่วยวัดมวลโมลคือ g/mol วิธีการคำนวณค่านี้ขึ้นอยู่กับเงื่อนไขที่ระบุ

คุณจะต้องการ

• - ตารางธาตุองค์ประกอบทางเคมี D.I. ตารางธาตุ (ตารางธาตุ);
• - เครื่องคิดเลข

คำแนะนำ

หากทราบสารชนิดใด มวลโมลาร์ของสารนั้นก็สามารถคำนวณได้โดยใช้ตารางธาตุ มวลโมลาร์ของสาร (M) เท่ากับมวลโมเลกุลสัมพัทธ์ (Mr) ในการคำนวณ ให้ค้นหามวลอะตอมของธาตุทั้งหมดที่ประกอบเป็นสาร (Ar) ในตารางธาตุ โดยทั่วไปแล้ว นี่คือตัวเลขที่เขียนไว้ที่มุมขวาล่างของเซลล์ขององค์ประกอบที่เกี่ยวข้องใต้หมายเลขซีเรียล ตัวอย่างเช่น มวลอะตอมคือ 1 - Ar (H) = 1 มวลอะตอมของออกซิเจนคือ 16 - Ar (O) = 16 มวลอะตอมของกำมะถันคือ 32 - Ar (S) = 32

ในการหามวลโมเลกุลและโมลาร์ของสาร คุณต้องบวกมวลอะตอมสัมพัทธ์ขององค์ประกอบที่รวมอยู่ในนั้น โดยคำนึงถึงจำนวนของมันด้วย นาย = Ar1n1+Ar2n2+…+Arxnx ดังนั้น มวลโมลาร์ของน้ำ (H2O) จึงเท่ากับผลรวมของมวลอะตอมของไฮโดรเจน (H) คูณด้วย 2 และมวลอะตอมของออกซิเจน (O) M(H2O) = อาร์(H)?2 + อาร์(O) = 1?2 +16=18(กรัม/โมล) มวลโมลาร์ของ (H2SO4) เท่ากับผลรวมของมวลอะตอมของไฮโดรเจน (H) คูณด้วย 2 มวลอะตอมของกำมะถัน (S) และมวลอะตอมของออกซิเจน (O) คูณด้วย 4 M (H2SO4) = อาร์ (H) ?2 + อาร์( S) + อาร์ (O) ?4=1?2 + 32 + 16?4 = 98(กรัม/โมล) มวลโมลของสารอย่างง่ายที่ประกอบด้วยองค์ประกอบเดียวคำนวณในลักษณะเดียวกัน ตัวอย่างเช่น มวลโมลาร์ของก๊าซออกซิเจน (O2) เท่ากับมวลอะตอมขององค์ประกอบออกซิเจน (O) คูณด้วย 2 M (O2) = 16?2 = 32 (g/mol)

หากไม่ทราบสูตรทางเคมีของสารแต่ทราบปริมาณและมวลของสารนั้น มวลโมลาร์สามารถพบได้โดยใช้สูตร: M=m/n โดยที่ M คือมวลโมลาร์ m คือมวลของสาร n คือปริมาณของสาร ตัวอย่างเช่น เป็นที่ทราบกันว่าสาร 2 โมลมีมวล 36 กรัม ดังนั้นมวลโมลาร์ของมันคือ M = m/n = 36 กรัม? 2 โมล = 18 กรัม/โมล (น่าจะเป็นน้ำ H2O) ถ้าสาร 1.5 โมลมีมวล 147 กรัม มวลโมลของสารนั้นจะเท่ากับ M = m/n = 147 กรัม? 1.5 โมล = 98 กรัม/โมล (เป็นไปได้มากว่านี่คือกรดซัลฟิวริก H2SO4)

วิดีโอในหัวข้อ

แหล่งที่มา:

• ทาลิตซา เมนเดเลเยฟ

23 สิงหาคม 2555

ในเคมีเชิงปฏิบัติและเชิงทฤษฎี มีแนวคิดอยู่สองประการและมีความสำคัญในทางปฏิบัติ: โมเลกุล (มักถูกแทนที่ด้วยแนวคิดเรื่องน้ำหนักโมเลกุล ซึ่งไม่ถูกต้อง) และมวลโมลาร์ ปริมาณทั้งสองนี้ขึ้นอยู่กับองค์ประกอบของสารธรรมดาหรือสารเชิงซ้อน

จะทราบมวลโมลาร์หรือมวลโมเลกุลได้อย่างไร? ปริมาณทางกายภาพทั้งสองนี้ไม่สามารถ (หรือแทบจะหาไม่ได้) ด้วยการวัดโดยตรง เช่น โดยการชั่งน้ำหนักสารบนตาชั่ง คำนวณจากสูตรทางเคมีของสารประกอบและมวลอะตอมของธาตุทั้งหมด ปริมาณเหล่านี้เป็นตัวเลขเท่ากัน แต่มีมิติต่างกัน มวลโมเลกุลแสดงเป็นหน่วยมวลอะตอม ซึ่งเป็นปริมาณปกติและถูกกำหนดให้เป็น a em เช่นเดียวกับชื่ออื่น - "ดัลตัน" หน่วยของมวลโมลแสดงเป็น g/mol

มวลโมเลกุลของสารอย่างง่ายซึ่งประกอบด้วยอะตอมหนึ่งอะตอมมีค่าเท่ากับมวลอะตอมซึ่งระบุไว้ในตารางธาตุของเมนเดเลเยฟ ตัวอย่างเช่น สำหรับ:

• โซเดียม (นา) - 22.99 ก. กิน.;
• เหล็ก (Fe) - 55.85 ก. กิน.;
• กำมะถัน (S) - 32.064 ก. กิน.;
• อาร์กอน (Ar) - 39.948 ก. กิน.;
• โพแทสเซียม (K) - 39.102 ก. กิน.

นอกจากนี้ น้ำหนักโมเลกุลของสารเชิงเดี่ยวซึ่งโมเลกุลประกอบด้วยอะตอมขององค์ประกอบทางเคมีหลายอะตอมถูกคำนวณเป็นผลคูณของมวลอะตอมขององค์ประกอบตามจำนวนอะตอมในโมเลกุล ตัวอย่างเช่น สำหรับ:

• ออกซิเจน (O2) - 16 2 = 32 ก. กิน.;
• ไนโตรเจน (N2) - 14.2 = 28 ก กิน.;
• คลอรีน (Cl2) - 35 2 = 70 ก. กิน.;
• โอโซน (O3) - 16 3 = 48 ก. กิน.

มวลโมเลกุลของสารเชิงซ้อนคำนวณโดยการรวมผลคูณของมวลอะตอมและจำนวนอะตอมของแต่ละธาตุที่รวมอยู่ในโมเลกุล ตัวอย่างเช่น สำหรับ:

• กรดไฮโดรคลอริก (HCl) - 2 + 35 = 37 ก. กิน.;
• คาร์บอนมอนอกไซด์ (CO) - 12 + 16 = 28 ก. กิน.;
• คาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) - 12 + 16 2 = 44 ก. กิน.

แต่จะค้นหามวลโมลของสารได้อย่างไร?

ซึ่งทำได้ไม่ยาก เนื่องจากเป็นมวลของปริมาณหน่วยของสารชนิดใดชนิดหนึ่งซึ่งแสดงเป็นโมล กล่าวคือ ถ้ามวลโมเลกุลที่คำนวณได้ของสารแต่ละชนิดคูณด้วยค่าคงที่เท่ากับ 1 กรัม/โมล ก็จะได้มวลโมเลกุลของสารนั้น ตัวอย่างเช่น คุณจะหามวลโมลาร์ของคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) ได้อย่างไร เป็นไปตาม (12 + 16.2).1 กรัม/โมล = 44 กรัม/โมล นั่นคือ MCO2 = 44 กรัม/โมล สำหรับสารอย่างง่าย โมเลกุลที่มีอะตอมของธาตุเพียงอะตอมเดียว ตัวบ่งชี้นี้ ซึ่งแสดงเป็น g/mol จะเกิดขึ้นในเชิงตัวเลขพร้อมกับมวลอะตอมของธาตุ ตัวอย่างเช่น สำหรับซัลเฟอร์ MS = 32.064 g/mol วิธีค้นหามวลโมลของสารอย่างง่ายซึ่งมีโมเลกุลประกอบด้วยอะตอมหลายอะตอมสามารถพิจารณาได้โดยใช้ตัวอย่างของออกซิเจน: MO2 = 16 2 = 32 กรัม/โมล

มีการให้ตัวอย่างไว้ที่นี่สำหรับสารเชิงเดี่ยวหรือสารเชิงซ้อนที่เฉพาะเจาะจง แต่เป็นไปได้หรือไม่และจะหามวลโมลของผลิตภัณฑ์ที่ประกอบด้วยส่วนประกอบหลายอย่างได้อย่างไร? เช่นเดียวกับมวลโมเลกุล มวลโมลของของผสมหลายองค์ประกอบก็เป็นปริมาณสารเติมแต่ง คือผลรวมของผลิตภัณฑ์ของมวลโมลาร์ของส่วนประกอบและส่วนแบ่งในส่วนผสม: M = ∑Mi Xi นั่นคือสามารถคำนวณทั้งมวลโมเลกุลเฉลี่ยและมวลโมลเฉลี่ยได้

จากตัวอย่างอากาศซึ่งประกอบด้วยไนโตรเจนประมาณ 75.5% ออกซิเจน 23.15% อาร์กอน 1.29% และคาร์บอนไดออกไซด์ 0.046% (สิ่งเจือปนที่เหลือซึ่งบรรจุอยู่ในปริมาณน้อยกว่าสามารถละเลยได้): Mair = 28 0.755 + 32. 0.2315 + 40 . 0.129 + 44 . 0.00046 = 29.08424 กรัม/โมล กลับไปยัง 29 กรัม/โมล

จะค้นหามวลโมลาร์ของสารได้อย่างไรหากความแม่นยำในการกำหนดมวลอะตอมที่ระบุในตารางธาตุแตกต่างกัน? สำหรับองค์ประกอบบางอย่างจะมีการระบุด้วยความแม่นยำในสิบส่วนสำหรับองค์ประกอบอื่น ๆ ที่มีความแม่นยำในร้อยส่วนอื่น ๆ ถึงหนึ่งในพันและสำหรับองค์ประกอบเช่นเรดอน - สำหรับองค์ประกอบทั้งหมดสำหรับแมงกานีสถึงหมื่น

เมื่อคำนวณมวลโมลาร์ การคำนวณด้วยความแม่นยำไม่เกินหนึ่งในสิบนั้นไม่สมเหตุสมผล เนื่องจากมีการใช้งานจริงเมื่อความบริสุทธิ์ของสารเคมีหรือตัวรีเอเจนต์ทำให้เกิดข้อผิดพลาดขนาดใหญ่ การคำนวณทั้งหมดนี้เป็นเพียงการประมาณเท่านั้น แต่ในกรณีที่นักเคมีต้องการความแม่นยำมากขึ้น การแก้ไขที่เหมาะสมจะดำเนินการโดยใช้ขั้นตอนบางอย่าง เช่น กำหนดไทเทอร์ของสารละลาย การสอบเทียบจะดำเนินการโดยใช้ตัวอย่างมาตรฐาน ฯลฯ

ที่มา: fb.ru

ปัจจุบัน

มวลโมลาร์ของสาร ซึ่งหมายถึง M คือมวลที่สารเคมีบางชนิดมีอยู่ 1 โมล มวลโมลาร์มีหน่วยเป็น กิโลกรัม/โมล หรือ กรัม/โมล

คำแนะนำ

• ในการกำหนดมวลโมลาร์ของสาร จำเป็นต้องทราบองค์ประกอบเชิงคุณภาพและเชิงปริมาณ มวลโมลาร์ที่แสดงเป็น g/mol มีค่าเท่ากับมวลโมเลกุลสัมพัทธ์ของสาร - Mr.
• มวลโมเลกุลคือมวลของโมเลกุลของสารซึ่งแสดงเป็นหน่วยมวลอะตอม น้ำหนักโมเลกุลเรียกอีกอย่างว่าน้ำหนักโมเลกุล ในการหามวลโมเลกุลของโมเลกุล คุณต้องบวกมวลสัมพัทธ์ของอะตอมทั้งหมดที่ประกอบกันเป็นองค์ประกอบ
• มวลอะตอมสัมพัทธ์คือมวลของอะตอมที่แสดงออกมาเป็นหน่วยมวลอะตอม หน่วยมวลอะตอมเป็นหน่วยวัดทั่วไปสำหรับมวลอะตอมและมวลโมเลกุล ซึ่งเท่ากับ 1/12 มวลของอะตอม 12C ที่เป็นกลาง ซึ่งเป็นไอโซโทปคาร์บอนที่พบมากที่สุด
• มวลอะตอมขององค์ประกอบทางเคมีทั้งหมดที่มีอยู่ในเปลือกโลกแสดงไว้ในตารางธาตุ เมื่อบวกมวลอะตอมสัมพัทธ์ของธาตุทั้งหมดที่ประกอบเป็นสารเคมีหรือโมเลกุล คุณจะพบมวลโมเลกุลของสารเคมีซึ่งจะเท่ากับมวลโมลาร์ซึ่งมีหน่วยเป็น g/mol
• นอกจากนี้ มวลโมลของสารจะเท่ากับอัตราส่วนของมวลของสาร m (วัดเป็นกิโลกรัมหรือกรัม) ต่อปริมาณของสาร ν (วัดเป็นโมล)