Kuidas määrata elemendi molaarmassi
Pendahuluan
Keemias tuginevad paljud olulised arvutused ühele põhimõistele: molaarmass. Seda terminit kasutatakse sageli keemiliste reaktsioonide, stöhhiomeetria, lahuste ja gaaside uurimisel. Kuigi see võib tunduda tehniline, on molaarmassi tegelikult üsna lihtne mõista, kui mõistate sõna "mool" tähendust ja seda, kuidas perioodilisustabelit lugeda. See artikkel käsitleb põhjalikult, kuidas määrata elemendi molaarmassi, sealhulgas samme, näiteid ja näpunäiteid vigade vältimiseks.
-
Mis on molaarmass?
Molaarmass on ühe mooli aine mass, mida tavaliselt väljendatakse grammides mooli kohta (g/mol). Samal ajal on 1 mool aine kogus, mis sisaldab 6,022 × 10²³ osakesi (aatomeid, molekule või ioone). Seda arvu nimetatakse Avogadro arvuks.
Elementides on kõnealused "osakesed" tavaliselt aatomid. Seega tähendab elemendi molaarmass selle elemendi ühe mooli aatomite massi.
-
Molaarmassi ja perioodilisustabeli seos
Elemendi molaarmassi määramiseks on kõige praktilisem viis perioodilisustabeli kasutamine. Igal perioodilisustabeli elemendil on suhteline aatommass (Ar), mis tavaliselt kirjutatakse kümnendmurruna (nt süsiniku puhul 12,01).
Peamised punktid, mida meeles pidada:
– Ar-i väärtus perioodilisustabelis (ühik u) on arvuliselt võrdne elemendi molaarmassiga (g/mol).
– Teisisõnu, kui hapniku Ar on 16,00, siis on hapniku molaarmass 16,00 g/mol.
Miks need on samad? Sest suhtelise aatommassi ja mooli definitsioonid on loodud järjepidevalt: 1 mooli elemendi aatomite mass (grammides) on võrdne selle suhtelise aatommassiga.
-
Elemendi molaarmassi määramise sammud
Siin on lihtsad sammud, mida saate järgida:
1. Määrake element, mille molaarmassi soovite leida.
Näiteks: Fe (raud), Na (naatrium), Al (alumiinium) jne.
2. Leia perioodilisustabelist element.
Veendu, et leiad õiged elementide sümbolid ja nimed.
3. Lugege suhtelise aatommassi väärtus (Ar)
Tavaliselt asub see elemendi sümboli allosas või lähedal (sõltuvalt perioodilisustabeli kujundusest).
4. Muutke ühikud (kontseptuaalselt) g/mol-iks
Numbrid ei muutu. Sa muudad ainult ühiku konteksti:
– Ar aatommassiühikutes (u)
– Molaarmass grammides mooli kohta (g/mol)
5. Kirjuta molaarmass õigetes ühikutes.
Pea meeles, et ühikud tuleb alati kirja panna, sest ühikud määravad arvutuses tähenduse.
-
Näide mitme elemendi molaarmassi määramisest
Näide 1: Süsiniku molaarmass (C)
Perioodilisustabelis on süsiniku Ar ≈ 12,01
Siis süsiniku molaarmass = 12,01 g/mol
See tähendab: 1 mooli süsinikuaatomite mass on 12,01 grammi.
Näide 2: Naatriumi (Na) molaarmass
Ar naatriumi ≈ 22,99
Na molaarmass = 22,99 g/mol
Näide 3: Raua (Fe) molaarmass
Ar raud ≈ 55,85
Fe molaarmass = 55,85 g/mol
-
Mis siis, kui elemendid oleksid molekulid?
Mõned looduses esinevad elemendid ei eksisteeri alati üksikute aatomitena. Näiteks:
– Õhus olev hapnik on O₂ kujul
– Lämmastik N₂ kujul
– Vesinik H₂ kujul
– Kloor Cl₂ kujul
Kuid küsimusel „elemendi molaarmass” võib olla kaks konteksti:
1. Elemendi aatomi molaarmass (nt ainult O)
2. Elemendi molekulaarse vormi molaarmass (nt O₂)
Kui mõeldakse elemendi molaarmassi aatomina, kasutatakse otse Ar-i.
Kui sa mõtled molekulaarkuju, siis arvuta see nagu ühendit: lisa Ar vastavalt aatomite arvule.
Näide: O₂ molaarmass
Ar O = 16,00
O₂-s on 2 O aatomit
Siis O₂ molaarmass = 2 × 16,00 = 32,00 g/mol
Näide: N₂ molaarmass
Ar N = 14,01
Molaarmass N₂ = 2 × 14,01 = 28,02 g/mol
-
Molaarmassi kasutamine põhiarvutustes
Pärast molaarmassi leidmist saame seda kasutada massi ↔ moolideks teisendamiseks, kasutades valemit:
\[
n = ∫frac{m}{M}
\]
Teave:
– \(n \) = moolide arv (mol)
– \(m \) = aine mass (grammides)
– \(M \) = molaarmass (g/mol)
Näide: Mitu mooli on 10 grammis Fe-s?
Fe molaarmass = 55,85 g/mol
\[
n = ∫₀ (1055,85) ~ ∫₀ (umbes 0,179 mol)
\]
-
Näpunäited elementide molaarmassi määramisel vigade vältimiseks
Siin on mõned levinud vead ja kuidas neid vältida:
1. Aatommassi ja molaarmassi valesti mõistmine
– Aatommass: ühe aatomi mass (kontseptuaalselt väga väike)
– Molaarmass: 1 mooli aatomite mass (grammides)
Numbrid on samad, aga tähendus on erinev.
2. Unustasin ühikud g/mol kirjutada
Keemiliste arvutuste puhul on ühikud tulemuste vigade vältimiseks väga olulised.
3. Perioodilisustabeli vale lugemine
Veenduge, et loete suhtelist aatommassi, mitte aatomnumbrit.
– Aatomnumbrid on tavaliselt väikesed täisarvud (nt O = 8)
– Suhteline aatommass on tavaliselt suurem kümnendmurd (nt O = 16,00)
4. Looduses esinevate elementide vormile tähelepanu pööramata jätmine
Näiteks kui teilt küsitakse hapniku molaarmassi ja kontekst on O₂ gaas, siis kasutage väärtust 32 g/mol, mitte 16 g/mol.
-
Järeldus
Elemendi molaarmassi määramine on keemias põhioskus. Lihtsaim viis on lugeda perioodilisustabelist suhtelist aatommassi (Ar) ja seejärel kirjutada see molaarmassina g/mol. Molekulaarsel kujul olevate elementide, näiteks O₂ või N₂ puhul arvutatakse molaarmass Ar korrutamisel molekulis olevate aatomite arvuga.
Moolide mõiste mõistmise, perioodilisustabeli õigesti lugemise ja mitme näite harjutamise abil on teil lihtsam teha erinevaid keemilisi arvutusi, mis hõlmavad massi, moolide ja reaktsioonidega.
-
Soovi korral võin sellest artiklist teha ka kooli märkmete jaoks kokkuvõtlikuma versiooni või lisada harjutusküsimusi ja nende selgitusi.
