Kakšna je molska masa? Molska masa v kemiji in fiziki plinov

Vsak šolar, ki je pozorno preučeval Mendelejevo tabelo, je verjetno opazil, da poleg številke kemijskega elementa vsebuje tudi podatek o masi njegovega atoma. V tem članku si bomo ogledali, kaj je molska masa in kje se uporablja.

Kaj je mol?

Preden odgovorite na vprašanje "kakšna je molska masa", morate razumeti pomembno kemijsko količino, imenovano mol.

V 19. stoletju je Amedeo Avogadro ob natančnem preučevanju Gay-Lussacovega zakona za idealne pline v izohoričnem procesu prišel do zaključka, da enaka prostornina različnih snovi pod enakimi pogoji (temperatura in tlak) vsebuje enako število atomov ali molekul. Avogadrove ideje so bile v nasprotju s takratnimi teorijami o kemijski zgradbi in obnašanju plinastih snovi, zato so bile sprejete šele pol stoletja pozneje.

Na začetku 20. stoletja je sodobnejša tehnologija omogočila določitev števila molekul vodika v 2 gramih tega plina. Ta količina se imenuje "krt". Izraz je skoval Wilhelm Ostwald in v latinščini pomeni "kup", "grozd".

Leta 1971 je mol postal ena od 7 osnovnih merskih enot v sistemu SI. Danes je 1 mol število atomov silicija, ki jih vsebuje idealna krogla z maso 0,028085 kg. Število delcev, ki ustreza 1 mol, se imenuje Avogadrovo število. Enakovredno približno 6,02*10²³.

Kaj je molska masa?

Zdaj se lahko vrnemo k temi tega članka. Mole in molska masa sta dve povezani količini. Drugi se nanaša na maso enega mola katere koli snovi. Očitno je, da vrsta kemijskega elementa ali sestava molekule v plinu neposredno določa molsko maso. V skladu s to definicijo lahko zapišemo naslednji izraz

M = m_a * N_A.

Pri čemer je m_a - je masa enega atoma, N_A - Avogadrovo število. To pomeni, da je treba za pridobitev vrednosti M pomnožiti maso enega delca (molekule, atoma, atomskega grozda) z Avogadrovim številom.

Kot je bilo zapisano v uvodu članka, vsak element v periodnem sistemu vsebuje podatke o atomski masi. Predstavlja težo v gramih na mol. Da bi dobili molsko maso v kg/mol, delimo tabelarično vrednost s 1000. Na primer, pri niobiju je število 41 92,9, kar pomeni, da ima 1 mol njegovih atomov maso 92,9 grama.

Kje je vrednost M, ki se uporablja v kemiji?

Če zdaj veste, kaj je molska masa, preverite, kje se uporablja v kemiji.

Koncept snovne količine in molske mase ima pomembno vlogo pri kemijskih reakcijah, saj potekajo le v strogo določenih razmerjih reagentov. V spodnjem primeru je podana reakcija zgorevanja vodika, pri kateri nastane molekula vode:

2H₂ + O₂ = 2H₂O.

Vidimo, da 2 mol vodika z maso 4 g brez ostanka reagira z 1 mol kisika z maso 32 g. Rezultat je 2 mol molekul vode z indeksom 36 gramov. Iz teh slik je razvidno, da se pri kemijskih pretvorbah masa ohranja. V resnici sta masi reaktantov in produktov reakcije nekoliko različni. Ta majhna razlika je povezana s toplotnim učinkom reakcije. Razliko v masi lahko izračunamo z Einsteinovo formulo za razmerje med maso in energijo.

V kemiji je pojem molske mase tesno povezan z istoimensko koncentracijo. Za topne trdne snovi v tekočinah je na splošno značilno število molov v enem litru, tj. molska koncentracija.

Zavedati se je treba, da je zadevna količina konstantna le za določen kemijski element ali določeno spojino, npr. H₂ je 2 g/mol, za O₃ - 48 g/mol. Če je njegova vrednost za eno spojino večja kot za drugo, to pomeni, da ima elementarni delec prve snovi večjo maso kot drugi.

Plini in njihova molska prostornina

Molska masa je povezana tudi s fiziko idealnih plinov. Uporablja se zlasti pri določanju prostornine plinskega sistema pod posebnimi zunanjimi pogoji, če je znana količina snovi.

Idealni plini so opisani z z enačbo Clapeyron-Mendelejeva, ki ima obliko:

P * V = n * R * T.

Pri tem je n količina snovi, ki je povezana z njeno molsko maso z

n = m / M.

Prostornino plina lahko določimo, če poznamo njegov m, temperaturo T in tlak P, z naslednjo formulo:

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

Molska prostornina je tista, ki pri 0 ^oC in tlakom ene atmosfere zavzame 1 mol katerega koli plina. Iz zgornje formule lahko izračunamo to vrednost, ki znaša 22,4 litra.