Як знайти молярну масу
В практичної і теоретичної хімії існують і мають практичне значення два таких поняття, як молекулярна (його часто замінюють поняттям молекулярний вагу, що неправильно) і молярна маса. Обидві ці величини залежать від складу простого або складного речовини.
Як визначити молярну масу або молекулярну? Обидві ці фізичні величини не можна (або майже не можна) знайти прямим виміром, наприклад, зважуванням речовини на вагах. Їх розраховують, виходячи з хімічної формули сполуки і атомних мас всіх елементів. Ці величини чисельно рівні, але відрізняються розмірністю. Молекулярна маса виражається атомними одиницями маси, які є умовною величиною, мають позначення а. е. м., а також іншу назву - «дальтон». Одиниці виміру молярної маси виражаються в г / моль.
Молекулярні маси простих речовин, молекули яких складаються з одного атома, рівні їх атомних мас, які вказані в періодичній таблиці Менделєєва. Наприклад, для:
- натрію (Na) - 22,99 а. е. м.;
- заліза (Fe) - 55,85 а. е. м.;
- сірки (S) - 32,064 а. е. м.;
- аргон (Ar) - 39,948 а. е. м.;
- калію (K) - 39,102 а. е. м.
Також і молекулярні маси простих речовин, молекули яких складаються з декількох атомів хімічного елемента, розраховують як добуток атомної маси елемента на кількість атомів в молекулі. Наприклад, для:
- кисню (O2) - 16 • 2 = 32 а. е. м.;
- азоту (N2) - 14 •2 = 28 а. е. м.;
- хлору (Cl2) - 35 • 2 = 70 а. е. м.-
- озону (O3) - 16 • 3 = 48 а. е. м.
Розраховують молекулярні маси складних речовин, підсумовуючи твори атомної маси на число атомів для входить до складу молекули кожного елемента. Наприклад, для:
- соляної кислоти (HCl) - 2 + 35 = 37 а. е. м.;
- окису вуглецю (CO) - 12 + 16 = 28 а. е. м.;
- двоокису вуглецю (CO2) - 12 + 16 • 2 = 44 а. е. м.
Але як знайти молярну масу речовин?
Це зробити нескладно, так як вона є масою одиниці кількості конкретного речовини, вираженого в молях. Тобто, якщо розраховану молекулярну масу кожної речовини помножити на постійну величину, рівну 1 г / моль, то вийде його молярна маса. Наприклад, як знайти молярну масу двоокису вуглецю (CO2)? Слід (12 + 16 • 2) •1 г / моль = 44 г / моль, тобто МСО2 = 44 г / моль. Для простих речовин, в молекули, яких входить тільки один атом елемента, цей показник, виражений в г / молях чисельно збігається з атомною масою елемента. Наприклад, для сірки MS = 32,064 г / моль. Як знайти молярну масу простого речовини, молекула якого складається з кількох атомів, можна розглянути на прикладі кисню: MO2 = 16 • 2 = 32 г / моль.
Тут були наведені приклади для конкретних простих або складних речовин. Але чи можна і як знайти молярну масу продукту, що складається з декількох компонентів? Як і молекулярна, молярна маса багатокомпонентної суміші є адитивною величиною. Вона є сумою добутків молярної маси компонента на його частку в суміші: M = sum-Mi • Xi, тобто може бути розрахована як середня молекулярна, так і середня молярна маса.
На прикладі повітря, до складу якого входить приблизно 75,5% азоту, 23,15% кисню, 1,29% аргону і 0,046% двоокису вуглецю (іншими домішками, які містяться в менших кількостях, можна знехтувати): Мвоздуха = 28 • 0,755 + 32 • 0,2315 + 40 • 0,129 + 44 • 0,00046 = 29,08424 г / моль asymp- 29 г / моль.
Як знайти молярну масу речовини, якщо точність визначення атомних мас, зазначених в таблиці Менделєєва, різна? Для деяких елементів вона вказана з точністю до десятих, для інших з точністю до сотих, для третіх до тисячних, а для таких, як радон - до цілих, для марганцю до десятитисячних.
При розрахунку молярної маси не має сенсу вести розрахунки з більшою точністю, ніж до десятих, так як вони мають практичне застосування, коли чистота самих хімічних речовин або реактивів буде вносити велику похибку. Всі ці розрахунки носять наближений характер. Але там, де хімікам потрібна велика точність, за допомогою певних процедур вносяться відповідні поправки: встановлюється титр розчину, виробляються калібрування зі стандартних зразків та інше.