Miten määrittää elementin moolimassa
Johdanto
Kemiassa monet tärkeät laskelmat perustuvat yhteen peruskäsitteeseen: moolimassaan. Tämä termi tulee usein esiin tutkittaessa kemiallisia reaktioita, stoikiometriaa, liuoksia ja kaasuja. Vaikka se saattaa kuulostaa tekniseltä, moolimassa on itse asiassa melko helppo ymmärtää, jos ymmärrät sanan "mooli" merkityksen ja sen laskemisen. jaksollisen järjestelmän lukeminenTässä artikkelissa käsitellään yksityiskohtaisesti, miten alkuaineen moolimassa määritetään, mukaan lukien vaiheet, esimerkit ja vinkit virheiden välttämiseksi.
-
Mikä on moolimassa?
Moolimassa on yhden moolin aineen massa, joka yleensä ilmaistaan grammoina moolia kohden (g/mol). Yksi mooli puolestaan on aineen määrä, joka sisältää 6,022 × 10²³ hiukkasia (atomeja, molekyylejä tai ioneja). Tätä lukua kutsutaan Avogadron luvuksi.
Alkuaineissa kyseiset "hiukkaset" ovat yleensä atomeja. Joten alkuaineen moolimassa tarkoittaa yhden moolin atomien massaa kyseistä alkuainetta.
-
Moolimassan ja Jaksollinen järjestelmä
Käytännöllisin tapa määrittää alkuaineen moolimassa on käyttää jaksollista järjestelmää. Jokaisella jaksollisen järjestelmän alkuaineella on suhteellinen atomimassa (Ar), joka yleensä kirjoitetaan desimaalilukuna (esim. hiilelle 12,01).
Tärkeimmät muistettavat asiat:
– Ar:n arvo jaksollisessa järjestelmässä (yksikkö u) on numeerisesti yhtä suuri kuin alkuaineen moolimassa (g/mol).
– Toisin sanoen, jos hapen Ar on 16,00, niin hapen moolimassa on 16,00 g/mol.
Miksi ne ovat samat? Koska suhteellisen atomimassan ja moolin määritelmät on suunniteltu yhdenmukaisiksi: yhden moolin atomien massa (grammoina) on yhtä suuri kuin sen suhteellinen atomimassa.
-
Vaiheet elementin moolimassan määrittämiseksi
Tässä on yksinkertaisia ohjeita, joita voit seurata:
1. Määritä alkuaine, jonka moolimassan haluat löytää.
Esimerkiksi: Fe (rauta), Na (natrium), Al (alumiini) ja niin edelleen.
2. Etsi alkuaine jaksollisesta taulukosta.
Varmista, että löydät oikeat alkuaineiden symbolit ja nimet.
3. Lue suhteellinen atomimassa (Ar)
Yleensä sijaitsee elementtisymbolin alareunassa tai lähellä (jaksollisen taulukon rakenteesta riippuen).
4. Muuta yksiköt (käsitteellisesti) muotoon g/mol
Numerot eivät muutu. Muutat vain yksikön kontekstin:
– Ar atomimassayksiköissä (u)
– Moolimassa grammoina moolia kohden (g/mol)
5. Kirjoita moolimassa oikeissa yksiköissä.
Muista aina kirjoittaa yksiköt, koska yksiköt määräävät laskelman merkityksen.
-
Esimerkki useiden alkuaineiden moolimassan määrittämisestä
Esimerkki 1: Hiilen moolimassa (C)
Jaksollisessa taulukossa hiilen Ar ≈ 12,01
Sitten hiilen moolimassa = 12,01 g/mol
Tämä tarkoittaa: Yhden moolin hiiliatomien massa on 12,01 grammaa.
Esimerkki 2: Natriumin (Na) moolimassa
Ar natriumia ≈ 22,99
Na:n moolimassa = 22,99 g/mol
Esimerkki 3: Raudan (Fe) moolimassa
Ar rauta ≈ 55,85
Fe:n moolimassa = 55,85 g/mol
-
Entä jos -elementit Molekyylimuoto?
Jotkut luonnossa esiintyvät alkuaineet eivät aina esiinny yksittäisinä atomeina. Esimerkiksi:
– Ilman happi on muodossa O₂
– Typpi N₂:n muodossa
– Vety H₂:n muodossa
– Kloori Cl₂:n muodossa
Mutta kysymyksellä ”alkuaineen moolimassa” voi olla kaksi kontekstia:
1. Alkuaineen atomin moolimassa (esim. vain O)
2. Alkuaineen molekyylimuodon moolimassa (esim. O₂)
Jos tarkoitetaan alkuaineen moolimassaa atomina, käytetään suoraan Ar-yksikköä.
Jos tarkoitat molekyylimuotoa, laske se kuten yhdiste: lisää Ar atomien lukumäärän mukaan.
Esimerkki: O₂:n moolimassa
Ar O = 16,00
O₂:ssa on kaksi O-atomia
Silloin O₂:n moolimassa = 2 × 16,00 = 32,00 g/mol
Esimerkki: N₂:n moolimassa
Ar N = 14,01
Moolimassa N₂ = 2 × 14,01 = 28,02 g/mol
-
Moolimassan käyttö peruslaskutoimituksissa
Kun moolimassa on löydetty, voimme käyttää sitä massan muuntamiseen mooliksi ↔ seuraavalla kaavalla:
\[
n = ∫frac{m}{M}
\]
Tiedot:
– \(n \) = moolien lukumäärä (mol)
– \(m \) = aineen massa (grammoina)
– \(M \) = moolimassa (g/mol)
Esimerkki: Kuinka monta moolia on 10 grammassa Fe:tä?
Fe:n moolimassa = 55,85 g/mol
\[
n = ∫₀ (10⁻¹⁵, 55,85) ∫₀ (noin 0,179 mol)
\]
-
Vinkkejä virheiden välttämiseksi alkuaineiden moolimassan määrittämisessä
Tässä on joitakin yleisiä virheitä ja miten niitä voidaan välttää:
1. Atomimassan ja moolimassan väärinkäsitys
– Atomimassa: yhden atomin massa (käsitteellisesti hyvin pieni)
– Moolimassa: yhden atomimoolin massa (grammoina)
Numerot ovat samat, mutta merkitys on eri.
2. Unohdin kirjoittaa yksiköt g/mol
Kemiallisissa laskelmissa yksiköt ovat erittäin tärkeitä tulosten virheiden välttämiseksi.
3. Jaksollisen järjestelmän väärintulkinta
Varmista, että luet suhteellisen atomimassan, älä atomilukua.
– Järjestysluvut ovat yleensä pieniä kokonaislukuja (esim. O = 8)
– Suhteellinen atomimassa on yleensä suurempi desimaaliluku (esim. O = 16,00)
4. Luonnon elementtien muodon huomiotta jättäminen
Jos esimerkiksi sinulta kysytään "hapen" moolimassaa ja konteksti on O₂-kaasu, käytä arvoa 32 g/mol, ei 16 g/mol.
-
Johtopäätös
Alkuaineen moolimassan määrittäminen on kemian perustaito. Helpoin tapa on lukea suhteellinen atomimassa (Ar) jaksollisesta taulukosta ja kirjoittaa se sitten moolimassana yksikkönä g/mol. Molekyylimuodossa olevien alkuaineiden, kuten O₂:n tai N₂:n, moolimassa lasketaan kertomalla Ar molekyylin atomien lukumäärällä.
Ymmärtämällä moolien käsitteen , lukemalla jaksollisen järjestelmän oikein ja harjoittelemalla useita esimerkkejä, sinun on helpompi suorittaa erilaisia kemiallisia laskelmia, joihin liittyy massa, moolit ja reaktiot.
-
Jos haluat, voin tehdä tästä artikkelista myös "tiiviimmän koulumuistiinpanoja varten" -version tai lisätä harjoituskysymyksiä ja niiden selityksiä.
