MOLMASSE: WIE SIE BERECHNET WIRD, BEISPIELE UND GELÖSTE ÜBUNGEN - CHEMIE - 2024

Die Molmasse ist eine intensive Eigenschaft der Materie, die das Molkonzept mit Massenmessungen in Beziehung setzt. Genauer gesagt ist es die Massenmenge, die einem Mol Substanz entspricht; das heißt, was eine Avogadro-Zahl von gegebenen Partikeln „wiegt“ (6,022 · 10 ²³ ).

Ein Mol einer Substanz enthält die gleiche Anzahl von Partikeln (Ionen, Moleküle, Atome usw.). Seine Masse variiert jedoch, da seine molekularen Dimensionen durch die Anzahl der Atome und die Isotope definiert sind, aus denen seine Struktur besteht. Je massereicher das Atom oder Molekül ist, desto größer ist seine Molmasse.

Der Unterschied zwischen den Molmassen verschiedener Substanzen kann oberflächlich durch die scheinbare Menge ihrer Probe festgestellt werden. Quelle: Gabriel Bolívar.

Angenommen, für fünf verschiedene Verbindungen wird genau ein Mol gesammelt (oberes Bild). Unter Verwendung einer Waage wurde die Masse für jeden Cluster, wie unten ausgedrückt, gemessen. Diese Masse entspricht der Molmasse. Von allen hat die violette Verbindung die leichtesten Partikel, während die dunkelblaue Verbindung die schwersten Partikel aufweist.

Beachten Sie, dass ein verallgemeinerter und übertriebener Trend angezeigt wird: Je höher die Molmasse ist, desto geringer ist die Probenmenge, die auf die Waage gelegt werden muss. Dieses Materievolumen hängt jedoch auch stark vom Aggregatzustand jeder Verbindung und ihrer Dichte ab.

Wie berechnet sich die Molmasse?

Definition

Die Molmasse kann anhand ihrer Definition berechnet werden: Massenmenge pro Mol Substanz:

M = Gramm Substanz / Mol Substanz

Tatsächlich ist g / mol die Einheit, in der die Molmasse üblicherweise zusammen mit kg / mol ausgedrückt wird. Wenn wir also wissen, wie viele Mol wir von einer Verbindung oder einem Element haben, und es wiegen, werden wir durch Anwenden einer einfachen Division direkt zu ihrer Molmasse gelangen.

Elemente

Die Molmasse gilt nicht nur für Verbindungen, sondern auch für Elemente. Das Konzept der Maulwürfe diskriminiert überhaupt nicht. Daher lokalisieren wir mit Hilfe eines Periodensystems die relativen Atommassen für ein interessierendes Element und multiplizieren seinen Wert mit 1 g / mol; dies ist der Avogadro - Konstante, M _U .

Zum Beispiel beträgt die relative Atommasse von Strontium 87,62. Wenn wir seine Atommasse haben wollen, wäre es 87,62 amu; Wenn wir aber nach seiner Molmasse suchen, dann sind es 87,62 g / mol (87,62 · 1 g / mol). Und so werden die Molmassen aller anderen Elemente auf die gleiche Weise erhalten, ohne dass eine solche Multiplikation durchgeführt werden muss.

Verbindungen

Die Molmasse einer Verbindung ist nicht mehr als die Summe der relativen Atommassen der Atome , multipliziert mit M _U .

Zum Beispiel hat das Wassermolekül H ₂ O drei Atome: zwei Wasserstoff und einen Sauerstoff. Die relativen Atommassen von H und O betragen 1,008 bzw. 15,999. Wir addieren also ihre Massen, indem wir mit der Anzahl der im Molekül der Verbindung vorhandenen Atome multiplizieren:

2 H (1,008) = 2,016

1 O (15.999) = 15.999

M (H ₂ O) = (2,016 + 15,999) 1 g / mol = 18,015 g / mol

Es ist ziemlich üblich, M _U am Ende wegzulassen :

M (H ₂ O) = (2,016 + 15,999) = 18,015 g / mol

Unter Molmasse werden Einheiten von g / mol verstanden.

Beispiele

Eine der bekanntesten Molmassen wurde gerade erwähnt: die von Wasser, 18 g / mol. Diejenigen, die mit diesen Berechnungen vertraut sind, erreichen einen Punkt, an dem sie sich einige Molmassen merken können, ohne sie suchen oder berechnen zu müssen, wie oben beschrieben. Einige dieser Molmassen, die als Beispiele dienen, sind die folgenden:

-O ₂ : 32 g / mol

-N ₂ : 28 g / mol

-NH ₃ : 17 g / mol

-CH ₄ : 16 g / mol

-CO ₂ : 44 g / mol

-HCl: 36,5 g / mol

-H ₂ SO ₄ : 98 g / mol

-CH ₃ COOH: 60 g / mol

-Fe: 56 g / mol

Beachten Sie, dass die angegebenen Werte gerundet sind. Für genauere Zwecke sollten die Molmassen auf Dezimalstellen ausgedrückt und mit den richtigen und genauen relativen Atommassen berechnet werden.

Gelöste Übungen

Übung 1

Durch analytische Verfahren wurde geschätzt, dass eine Lösung einer Probe 0,0267 Mol eines Analyten D enthält. Es ist auch bekannt, dass seine Masse 14% einer Probe entspricht, deren Gesamtmasse 76 Gramm beträgt. Berechnen Sie die Molmasse des mutmaßlichen Analyten D.

Wir müssen die Masse von D bestimmen, die in der Lösung gelöst ist. Wir fahren fort:

Masse (D) = 76 g 0,14 = 10,64 g D.

Das heißt, wir berechnen 14% der 76 Gramm der Probe, die den Gramm des Analyten D entsprechen. Dann wenden wir schließlich die Definition der Molmasse an, da wir über genügend Daten verfügen, um sie zu berechnen:

M (D) = 10,64 g D / 0,0267 mol D.

= 398,50 g / mol

Dies bedeutet: Ein Mol (6,022 · 10 ²³ ) Y-Moleküle hat eine Masse von 398,50 Gramm. Dank dieses Wertes können wir wissen, wie viel Y wir auf der Waage wiegen möchten, wenn wir beispielsweise eine Lösung mit einer molaren Konzentration von 5 · 10 ^-3 M herstellen möchten ; das heißt, 0,1993 g Y werden in einem Liter Lösungsmittel gelöst:

5 10 ^-3 (mol / L) (398,50 g / mol) = 0,1993 g Y

Übung 2

Berechnen Sie die Molmasse der Zitronensäure in dem Wissen, dass ihre Summenformel C ₆ H ₈ O ₇ lautet .

Die gleiche Formel C ₆ H ₈ O ₇ erleichtert das Verständnis der Berechnung, da sie sofort die Anzahl der C-, H- und O-Atome in Zitronensäure angibt. Daher wiederholen wir den gleichen Schritt, der für das Wasser ausgeführt wurde:

6 C (12,0107) = 72,0642

8 H (1.008) = 8.064

7 O (15.999) = 111.993

M (Zitronensäure) = 72,0642 + 8,064 + 111,993

= 192,1212 g / mol

Übung 3

Berechnen Sie die Molmasse des Kupfersulfatpentahydrats CuSO ₄ · 5H ₂ O.

Wir wissen von früher, dass die Molmasse von Wasser 18,015 g / mol beträgt. Dies hilft uns, die Berechnungen zu vereinfachen, da wir sie momentan weglassen und uns auf das wasserfreie Salz CuSO _{4 konzentrieren} .

Wir haben, dass die relativen Atommassen von Kupfer und Schwefel 63,546 bzw. 32,065 betragen. Mit diesen Daten gehen wir genauso vor wie mit Übung 2:

1 Cu (63.546) = 63.546

1 S (32.065) = 32.065

4 O (15.999) = 63.996

M (CuSO ₄ ) = 63.546 + 32.065 + 63.996

= 159,607 g / mol

Wir interessieren uns jedoch für die Molmasse des pentahydrierten Salzes, nicht für das wasserfreie. Dazu müssen wir dem Ergebnis die entsprechende Wassermasse hinzufügen:

5 H ₂ O = 5 · (18.015) = 90.075

M (CuSO ₄ · 5H ₂ O) = 159,607 + 90,075

= 249,682 g / mol

Verweise

1. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Chemie (8. Aufl.). CENGAGE Lernen.
2. Wikipedia. (2020). Molmasse. Wiederhergestellt von: en.wikipedia.org
3. Nissa Garcia. (2020). Was ist Molmasse? Definition, Formel & Beispiele. Studie. Wiederhergestellt von: study.com
4. Dr. Kristy M. Bailey. (sf). Tutorial zur Stöchiometrie zum
   Auffinden der Molmasse. Wiederhergestellt aus: occc.edu
5. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (2. Dezember 2019). Beispiel für ein Molmassenproblem. Wiederhergestellt von :oughtco.com