Šta je molarna masa? Molarna masa u hemiji i fizici gasova

2024 Autor: Angel Austin | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-02 17:42

Svaki učenik koji je pažljivo proučavao periodni sistem, vjerovatno je primijetio da, osim broja hemijskog elementa, sadrži i podatke o težini njegovog atoma. U ovom članku ćemo pogledati šta je molarna masa i gdje se koristi.

Šta je madež?

Prije odgovora na pitanje "koja je molarna masa", potrebno je razumjeti tako važnu količinu u hemiji kao što je mol.

U 19. veku, Amedeo Avogadro je, pažljivo proučavajući Gay-Lussacov zakon za idealne gasove u izohoričnom procesu, došao do zaključka da jednake zapremine različitih supstanci pod identičnim uslovima (temperatura i pritisak) sadrže jednak broj atoma ili molekula. Avogadrove ideje bile su u suprotnosti s tadašnjim teorijama o hemijskoj strukturi i ponašanju gasovitih supstanci, pa su prihvaćene tek pola veka kasnije.

Početkom 20. veka, uz pomoć savremenijih tehnologija, bilo je moguće odrediti broj molekula vodonika u 2 grama ovog gasa. Ova količina se zove"mol". Sam termin je uveo Wilhelm Ostwald, sa latinskog se prevodi kao "gomila", "jako".

Godine 1971, mol je postao jedna od 7 osnovnih mjernih jedinica u SI sistemu. Trenutno se pod 1 molom podrazumijeva broj atoma silicija koji se nalazi u idealnoj sferi mase 0,028085 kg. Sam broj čestica koji odgovara 1 molu naziva se Avogadrov broj. To je otprilike 6,021023.

Šta je molarna masa?

Sada se možemo vratiti na temu članka. Mol i molarna masa su dvije međusobno povezane veličine. Drugi je težina jednog mola bilo koje tvari. Očigledno, vrsta hemijskog elementa ili sastav molekula određenog gasa direktno određuje molarnu masu. Prema ovoj definiciji, može se napisati sljedeći izraz:

M=m_a N_A.

Gde je m_a masa jednog atoma, N_{A je Avogadrov broj. To jest, da bi se dobila vrijednost M, potrebno je pomnožiti težinu jedne čestice (molekule, atoma, atomskog klastera) sa Avogadrovim brojem.}

Kao što je navedeno u uvodu članka, svaki element u periodnom sistemu sadrži informacije o svojoj atomskoj masi. To je težina u gramima po molu. Očigledno, da bismo dobili molarnu masu u kg/molu, tabelarnu vrijednost treba podijeliti sa 1000. Na primjer, za niobij na broju 41 vidimo broj 92,9, odnosno 1 mol njegovih atoma ima težinu od 92,9 grama..

Gdje se M koristi u hemiji?

Sada znamšta je molarna masa, razmislite gdje se koristi u hemiji.

Koncept količine supstance i molarne težine igra važnu ulogu u pripremi hemijskih reakcija, jer one idu samo uz strogi odnos reagenasa. Na primjer, reakcija sagorijevanja vodika sa formiranjem molekule vode prikazana je u nastavku:

2H₂+ O₂=2H_2O.

Vidi se da 2 mola vodonika, koji imaju masu od 4 grama, reaguju bez ostatka sa 1 molom kiseonika težine 32 grama. Kao rezultat, formiraju se 2 mola molekula vode, s indikatorom od 36 grama. Iz ovih slika je jasno da se u procesu hemijskih transformacija masa održava. U stvarnosti, težina reaktanata i proizvoda konverzije je malo drugačija. Ova mala razlika je zbog termičkog efekta reakcije. Razlika u masi može se izračunati korištenjem Einsteinove formule za povezivanje težine i energije.

U hemiji, koncept molarne mase je takođe usko povezan sa koncentracijom istog imena. Obično se čvrste materije koje su rastvorljive u tečnostima karakterišu brojem molova u jednom litru, odnosno molarnom koncentracijom.

Važno je shvatiti da je vrijednost koja se razmatra konstantna samo za dati hemijski element ili specifično jedinjenje, na primjer, za H₂ iznosi 2 g/mol, a za O 3 _{- 48 g/mol. Ako je njegova vrijednost za jedno jedinjenje veća nego za drugo, to znači da sama elementarna čestica prve supstance ima veću masu od druge.}

Gasovi i njihov molarni volumen

Molarna masa je takođe povezana sa idealnom fizikomgasovi. Konkretno, koristi se pri određivanju zapremine gasnog sistema pod određenim spoljnim uslovima, ako je poznata količina supstance.

Idealni gasovi su opisani Clapeyron-Mendelejevom jednačinom, koja izgleda ovako:

PV=nRT.

Ovdje je n količina supstance koja je povezana s molarnom masom na sljedeći način:

n=m / M.

Zapremina gasa se može odrediti ako su poznati njegov m, temperatura T i pritisak P, koristeći sljedeću formulu:

V=mRT / (MP).

Molarni volumen je onaj koji, pri 0 oC i pritisku od jedne atmosfere, zauzima 1 mol bilo kojeg plina. Iz gornje formule možete izračunati ovu vrijednost, ona je 22,4 litara.