Для этого нужно сложить массы всех атомов в этой молекуле.
Пример 1. В молекуле воды Н 2 О 2 атома водорода и 1 атом кислорода. Атомная масса водорода = 1, а кислорода = 16. Поэтому молекулярная масса воды равна 1 + 1 + 16 = 18 атомных единиц массы, а молярная масса воды =18 г/моль.
Пример 2. В молекуле серной кислоты Н 2 SO 4 2 атома водорода, 1 атом серы и 4 атома кислорода. Поэтому молекулярная масса этого вещества составит 1 2 + 32 + 4 16 = 98 а.е.м, а молярная масса - 98 г/моль.
Пример 3. В молекуле сульфата алюминия Al 2 (SO 4) 3 2 атома алюминия, 3 атома серы и 12 атомов кислорода. Молекулярная масса этого вещества равна 27 · 2 + 32 · 3 + 16 · 12 = 342 а.е.м., а молярная масса - 342г/моль.
Моль, молярная масса
Молярная масса - это отношение массы вещества к количеству вещества, т.е. М(х) = m(x)/n(x), (1)
где М(х) - молярная масса вещества Х, m(x) – масса вещества Х, n(x) - количество вещества Х.
Единица СИ молярной массы - кг/моль,однако обычно используется единица г/моль. Единица массы - г, кг.
Единица СИ количества вещества - моль.
Моль - это такое количество вещества, в котором содержится 6,02·10 23 молекул этого вещества.
Любая задача по химии решается через количество вещества. Необходимо помнить основные формулы:
n(x) =m(x)/ М(х)
или общую формулу: n(x) =m(x)/М(х) = V(x)/Vm = N/N A , (2)
где V(x) – объем вещества Х(л), V m - молярный объем газа при н.у. (22,4 л/моль), N - число частиц, N A - постоянная Авогадро (6,02·10 23).
Пример 1. Определите массу иодида натрия NaI количеством вещества 0,6 моль.
Пример 2. Определите количество вещества атомного бора,содержащегося в тетраборате натрия Na 2 B 4 O 7 массой 40,4 г.
|
m(Na 2 B 4 O 7) = 40,4 г. |
Молярная масса тетрабората натрия составляет 202 г/моль. Определяем количество вещества Na 2 B 4 O 7: n(Na 2 B 4 O 7) = m(Na 2 B 4 O 7)/М(Na 2 B 4 O 7) = 40,4/202 = 0,2 моль. Вспомним, что 1 моль молекулы тетрабората натрия содержит 2 моль атомов натрия, 4 моль атомов бора и 7 моль атомов кислорода (см. формулу тетрабората натрия). Тогда количество вещества атомного бора равно: n(B)= 4 · n(Na 2 B 4 O 7) = 4 · 0,2 = 0,8 моль. |
В химии не используют значения абсолютных масс молекул, а пользуются величиной относительная молекулярная масса. Она показывает, во сколько раз масса молекулы больше 1/12 массы атома углерода. Эту величину обозначают M r .
Относительная молекулярная масса равна сумме относительных атомных масс входящих в нее атомов. Вычислим относительную молекулярную массу воды.
Вы знаете, что в состав молекулы воды входят два атома водорода и один атом кислорода. Тогда ее относительная молекулярная масса будет равна сумме произведений относительной атомной массы каждого химического элемента на число его атомов в молекуле воды:
Зная относительные молекулярные массы газообразных веществ, можно сравнивать их плотности, т. е. вычислять относительную плотность одного газа по другому - D(А/Б). Относительная плотность газа А по газу Б равна отношению их относительных молекулярных масс:
Вычислим относительную плотность углекислого газа по водороду:
Теперь вычисляем относительную плотность углекислого газа по водороду:
D(угл. г./водор.) = M r (угл. г.) : M r (водор.) = 44:2 = 22.
Таким образом, углекислый газ в 22 раза тяжелее водорода.
Как известно, закон Авогадро применим только к газообразным веществам. Но химикам необходимо иметь представление о количестве молекул и в порциях жидких или твердых веществ. Поэтому для сопоставления числа молекул в веществах химиками была введена величина - молярная масса .
Молярная масса обозначается М , она численно равна относительной молекулярной массе.
Отношение массы вещества к его молярной массе называется количеством вещества .
Количество вещества обозначается n . Это количественная характеристика порции вещества, наряду с массой и объемом. Измеряется количество вещества в молях.
Слово «моль» происходит от слова «молекула». Число молекул в равных количествах вещества одинаково.
Экспериментально установлено, что 1 моль вещества содержит частиц (например, молекул). Это число называется числом Авогадро. А если к нему добавить единицу измерения - 1/моль, то это будет физическая величина - постоянная Авогадро, которая обозначается N А.
Молярная масса измеряется в г/моль. Физический смысл молярной массы в том, что эта масса 1 моль вещества.
В соответствии с законом Авогадро, 1 моль любого газа будет занимать один и тот же объем. Объем одного моля газа называется молярным объемом и обозначается V n .
При нормальных условиях (а это 0 °С и нормальное давление - 1 атм. или 760 мм рт. ст. или 101,3 кПа) молярный объем равен 22,4 л/моль.
Тогда количество вещества газа при н.у. можно вычислить как отношение объема газа к молярному объему.
ЗАДАЧА 1 . Какое количество вещества соответствует 180 г воды?
ЗАДАЧА 2. Вычислим объем при н.у., который займет углекислый газ количеством 6 моль.
Список литературы
- Сборник задач и упражнений по химии: 8-й класс: к учебнику П.А. Оржековского и др. «Химия, 8 класс» / П.А. Оржековский, Н.А. Титов, Ф.Ф. Гегеле. - М.: АСТ: Астрель, 2006. (с. 29-34)
- Ушакова О.В. Рабочая тетрадь по химии: 8-й кл.: к учебнику П.А. Оржековского и др. «Химия. 8 класс» / О.В. Ушакова, П.И. Беспалов, П.А. Оржековский; под. ред. проф. П.А. Оржековского - М.: АСТ: Астрель: Профиздат, 2006. (с. 27-32)
- Химия: 8-й класс: учеб. для общеобр. учреждений / П.А. Оржековский, Л.М. Мещерякова, Л.С. Понтак. М.: АСТ: Астрель, 2005. (§§ 12, 13)
- Химия: неорг. химия: учеб. для 8 кл. общеобр.учрежд. / Г.Е. Рудзитис, Ф.Г. Фельдман. - М.: Просвещение, ОАО «Московские учебники», 2009. (§§ 10, 17)
- Энциклопедия для детей. Том 17. Химия / Глав. ред.В.А. Володин, вед. науч. ред. И. Леенсон. - М.: Аванта+, 2003.
- Единая коллекция цифровых образовательных ресурсов ().
- Электронная версия журнала «Химия и жизнь» ().
- Тесты по химии (онлайн) ().
Домашнее задание
1. с.69 № 3; с.73 №№ 1, 2, 4 из учебника «Химия: 8-й класс» (П.А. Оржековский, Л.М. Мещерякова, Л.С. Понтак. М.: АСТ: Астрель, 2005).
2. №№ 65, 66, 71, 72 из Сборника задач и упражнений по химии: 8-й класс: к учебнику П.А. Оржековского и др. «Химия, 8 класс» / П.А. Оржековский, Н.А. Титов, Ф.Ф. Гегеле. - М.: АСТ: Астрель, 2006.
Это отношение массы молекулы ma химического соединения к 1/12 массы атома углерода С+12: Mr = ma/(1/12mc) = (12ma)/mc. Относительная молекулярная масса является безразмерной величиной.Таблица Д. И. Менделеева поможет определить относительную молекулярную массу, округляя значения атомных масс до двух–трех значащих цифр. Относительную атомную массу обозначают Ar, ее значение указано в таблице элементов Менделеева под химическим знаком элемента.Относительная молекулярная масса вещества равна сумме относительных атомных масс всех элементов (с учетом индексов). Итак,как вычислить относительную молекулярную массу, например, молекулы воды (H2O): Mr (воды) = 2Ar (H) + Ar (O) ≈ 2·1+16 = 18Относительная молекулярная масса воды равна 18 и это значит, что масса молекулы воды больше в 18 раз, чем 1/12 массы атома C+12.
Смесь это чередующиеся друг с другом в пространстве два или более веществ. При этом свойства компонентов смести остаются неизменными. Как найти массу смеси? Масса смеси равна сумме масс компонентов, из которых состоит смесь. mсм = m1 + m2+….. mi. Плотность смеси ρ(cм) смеси, состоящей из i компонентов и занимающей объем V, определяется по формуле:ρ (см)= m/V =(m1+m2+…+mi)/V = m1/V + m2/V +…+ mi/V = ρ1 + ρ2 +…+ ρiгде m1, m2,………..mi; и ρ1,ρ2,…..ρi - массы и плотности каждого из компонентов смеси.Плотности компонентов смеси определяют по справочникам.Масса смеси m равна ρсмV = (ρ1 + ρ2 +…+ ρi)V
Вещества состоят из молекул, молекула мельчайшая частица данного вещества. А как определить массу молекулы? Массу одной молекулы вещества можно определить делением молярной массы вещества на число молекул в одном моле, то есть на число Авогардо. Следовательно m0 = M/NA. Молярная масса численно совпадает с молекулярной, но отличается по размерности. Ее размерность г/моль.Например, молярная масса воды равна 18 г/моль.Чтобы узнать массу молекулы воды, разделим 18 на число Авогадро NA = 6,022×10^23:18/(6,022×10^23) = 2,99·10^-23.Действуя аналогичным образом легко найти массу молекулы вещества с известной химической формулой.
Вещества могут существовать в нескольких состояниях - твердом, жидком и газообразном. Газы постоянно меняют форму и объем. Как рассчитать массу газа? Уравнение состояния газа связывает термодинамические параметры, характеризующие газ – давление p, объем V и температуру Т:рV = (m/M)RT,где m – масса газа, M – молярная масса, R – универсальная газовая постоянная. Массу газа можно определить, если известны параметры состояния: m = pVM/RT.Универсальная газовая постоянная обозначаемая R, равна 8,314 Дж/(К.моль) или 1,987 кал/(К.моль). Это универсальная постоянная - фундаментальная физическая константа.
Растворы - однородная многокомпонентная система, состоящая из растворителя,растворённых веществ и продуктов их взаимодействия. Как определить массу раствора? Найти массу раствора, можно используя формулу нахождения массы раствора:m (раствора) = m (вещества) + m (расворителя). Растворы встречаются повсюду. Например, раствор углекислого газа (CO2) в воде это всем знакомая газированная вода. Одно из важнейших свойств воды - ее способность растворять различные вещества. Растворы могут быть и газообразные, но именно жидкие смеси в химии называют просто растворами. Вода является наиболее часто применяемым неорганическим растворителем.
Большинство учеников средних школ одним из самых сложных и неприятных предметов для себя считают химию. На самом же деле химия не сложнее той же физики, или математики, а в некоторых случаях гораздо интереснее их. Многие ученики еще не приступив к изучению химии уже подсознательно ее бояться, наслушавшись отзывов от старшеклассников обо всех «ужасах» данного предмета и «тирании» его преподавателя.
Другой причиной сложностей с химией является то, что в ней используются некоторые специфические ключевые понятия и термины, с которыми ученик никогда ранее не сталкивался и аналогию которым сложно найти в обычной жизни. Без соответствующего объяснения со стороны преподавателя данные термины так и остаются непонятыми учениками, что затрудняет весь последующий процесс изучения химия.
Одним из таких терминов является понятие молярной массы вещества и задачи по ее нахождению. Это является основой основ всего предмета химии.
Что такое молярная масса вещества
Классическое определение гласит, что молярная масса
- это масса одного моль вещества. Вроде бы все просто, но остается непонятным что такое «один моль» и имеет ли она какую-то связь с насекомыми.
Моль – это количество вещества, в котором содержится определенное количество молекул, если быть точным, то 6,02 ∙ 10 23 . Это число называется постоянной или числом Авогадро.
Все химические вещества имеют разный состав и размер молекул. Следовательно, если взять одну порцию, состоящую из 6,02 ∙ 10 23 молекул, то у разных веществ будет свой объем и своя масса этой порции. Масса данной порции и будет являться молярной массой конкретного вещества. Молярная масса традиционно обозначается в химии буквой M и имеет размерность г/моль и кг/моль.
Как найти молярную массу вещества
Прежде чем приступить к вычислению молярной массы вещества необходимо четко уяснить ключевые понятия, связанные с ней.
- 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.
- Относительная атомная масса показывает во сколько раз масса атома конкретного химического элемента больше заранее определенной постоянной величины за которую принята масса 1/12 части атома углерода. Понятие относительной атомной массы введено для удобства, так как человеку сложно оперировать столь малыми числами как масса одного атома.
- Если вещество состоит из ионов, то в этом случае говорят о его относительной формульной массе
. Например, вещество карбонат кальция CaCO 3 состоит из ионов.
- Относительную атомную массу вещества конкретного химического элемента можно найти в периодической таблице Менделеева. Например, для химического элемента углерода относительная атомная масса равна 12,011. Относительная атомная масса не имеет единиц измерения. Молярная масса углерода будет равна, как уже было сказано выше, относительной атомной, но при этом у нее появятся единицы измерения. То есть молярная масса углерода будет равна 12 г/моль. Это означает, что 6,02 ∙ 10 23 атомов углерода будут весить 12 грамм.
- Относительную молекулярную массу можно найти как сумму атомных масс всех химических элементов, образующих молекулу вещества. Рассмотрим это на примере двуокиси углерода, или как его еще все называют углекислого газа, имеющего формулу CO 2 .
В молекулу углекислого газа входит один атом углерода и два атома кислорода. Используя таблицу Менделеева находим, что относительная молекулярная масса углекислого газа будет равна 12 + 16 ∙ 2 = 44 г/моль. Именно такой массой будет обладать порция углекислого газа, состоящая из 6,02 ∙ 10 23 молекул.
- Классическая формула нахождения молярной массы вещества в химии имеет следующий вид:
M = m/n
где, m – масса вещества, г;
n – число молей вещества, то есть сколько порций по 6,02 ∙ 10 23 молекул, атомов или ионов в нем содержится, моль.Соответственно число молей вещества может быть определено по формуле:
n = N/N a
где, N – общее число атомов или молекул;
N а – число или постоянная Авогадро, равная 6,02 ∙ 10 23 .На этих двух формулах базируется большинство задач по нахождению молярной массы вещества в химии. Вряд ли для большинства людей будет непреодолимой трудностью использование двух взаимосвязанных отношений. Главное понять суть основных понятий таких как моль, молярная масса и относительная атомная масса и тогда решение задач по химии не вызовет у вас никаких затруднений.
Чтобы решить большинство типовых задач по химии вы также можете добавить одно из известных условий: число молекул, число молей или массу вещества. Под кнопкой Рассчитать после ее нажатия будет приведено полное решение задачи на основе введенных исходных данных.
Если в химической формуле вещества встречаются скобки, то раскройте их, добавив к каждому элементу соответствующий индекс. Например, вместо классической формулы гидроксида кальция Ca(OH) 2 используйте в калькуляторе следующую формулу химического вещества CaO 2 H 2 .