Всеки ученик, който внимателно изучава периодичната таблица, вероятно е забелязал, че освен номера на химичен елемент, тя съдържа информация за теглото на неговия атом. В тази статия ще разгледаме какво представлява моларната маса и къде се използва.
Какво е бенка?
Преди да се отговори на въпроса "каква е моларната маса", е необходимо да се разбере такова важно количество в химията като мола.
През 19-ти век Амедео Авогадро, внимателно изучавайки закона на Гей-Люсак за идеалните газове в изохорния процес, стига до заключението, че равни обеми от различни вещества при еднакви условия (температура и налягане) съдържат равен брой от атоми или молекули. Идеите на Авогадро противоречат на тогавашните теории за химическата структура и поведението на газообразните вещества, така че са приети едва половин век по-късно.
В началото на 20-ти век с помощта на по-модерни технологии беше възможно да се определи броят на водородните молекули в 2 грама от този газ. Това количество се нарича"мол". Самият термин е въведен от Вилхелм Оствалд, от латински той се превежда като "купчина", "клъстер".
През 1971 г. бенката става една от 7-те основни мерни единици в системата SI. В момента под 1 мол се разбира броят на силициевите атоми, които се съдържат в идеална сфера с маса 0,028085 kg. Самият брой частици, съответстващи на 1 мол, се нарича число на Авогадро. Това е приблизително 6,021023.
Какво е моларна маса?
Сега можем да се върнем към темата на статията. Молът и моларната маса са две взаимосвързани величини. Вторият е теглото на един мол от всяко вещество. Очевидно видът на химичния елемент или съставът на молекулата на конкретен газ директно определя моларната маса. Съгласно това определение може да се запише следният израз:
M=ma NA.
Където ma е масата на един атом, NA е числото на Авогадро. Тоест, за да се получи стойността на M, е необходимо да се умножи теглото на една частица (молекула, атом, атомен клъстер) по числото на Авогадро.
Както е отбелязано във въведението на статията, всеки елемент в периодичната таблица съдържа информация за своята атомна маса. Това е теглото в грамове на мол. Очевидно, за да се получи моларната маса в kg / mol, табличната стойност трябва да се раздели на 1000. Например, за ниобия под номер 41 виждаме числото 92,9, тоест 1 мол от неговите атоми има тегло 92,9 грама.
Къде се използва M в химията?
Знам сегакакво е моларна маса, помислете къде се използва в химията.
Концепцията за количеството вещество и моларното тегло играе важна роля при подготовката на химичните реакции, тъй като те протичат само със строго съотношение на реагентите. Например, реакцията на горене на водород с образуването на водна молекула е показана по-долу:
2H2+ O2=2H2O.
Вижда се, че 2 мола водород, които имат маса 4 грама, реагират без остатък с 1 мол кислород с тегло 32 грама. В резултат се образуват 2 мола водни молекули с показател 36 грама. От тези фигури става ясно, че в процеса на химични трансформации масата се запазва. В действителност теглото на реагентите и продуктите на преобразуването е малко по-различно. Тази малка разлика се дължи на топлинния ефект на реакцията. Разликата в масата може да бъде изчислена чрез използване на формулата на Айнщайн за свързване на теглото и енергията.
В химията понятието моларна маса също е тясно свързано с концентрацията със същото име. Обикновено твърдите вещества, които са разтворими в течности, се характеризират с броя молове в един литър, тоест моларната концентрация.
Важно е да се разбере, че разглежданата стойност е постоянна само за даден химичен елемент или конкретно съединение, например за H2 е 2 g/mol, а за O 3 - 48 g/mol. Ако стойността му за едно съединение е по-голяма, отколкото за друго, това означава, че самата елементарна частица на първото вещество има по-голяма маса от втората.
Газове и техният моларен обем
Моларната маса също е свързана с идеалната физикагазове. По-специално, той се използва при определяне на обема на газова система при специфични външни условия, ако количеството на веществото е известно.
Идеалните газове се описват с уравнението на Клапейрон-Менделеев, което изглежда така:
PV=nRT.
Тук n е количеството вещество, което е свързано с моларната маса, както следва:
n=m / M.
Обемът на газа може да се определи, ако са известни неговият m, температура T и налягане P, като се използва следната формула:
V=mRT / (MP).
Моларен обем е този, който при 0 oC и налягане от една атмосфера заема 1 мол от всеки газ. От формулата по-горе можете да изчислите тази стойност, тя е 22,4 литра.
