Как посчитать молекулярную массу воды
Молярная масса воды
Молярная масса воды
Вода – это наиболее распространенное вещество в природе. Она представляет собой термодинамически устойчивое соединение, способное находиться сразу в трех агрегатных состояниях: жидком, твердом (лед) и газообразном (водяной пар), каждое из которых определяется температурой и давлением (рис. 1).
Рис. 1. Диаграмма состояния воды.
Кривая АО соответствует равновесию в системе лед-пар, DO – равновесию в системе переохлажденная вода-пар, кривая OC – равновесию в системе вода-пар, а кривая OB – равновесию в системе лед-вода. В точке О все кривые пересекаются. Эта точка называется тройной точкой и отвечает равновесию в системе лед-вода-пар.
Брутто-формула воды – H2O. Как известно, молекулярная масса молекулы равна сумме относительных атомных масс атомов, входящих в состав молекулы (значения относительных атомных масс, взятых из Периодической таблицы Д.И. Менделеева, округлим до целых чисел).
Mr(H2O) = 2×1 + 16 = 2 + 16 = 18.
Легко показать, что численные значения молярной массы М и относительной молекулярной массы Mr равны, однако первая величина имеет размерность [M] = г/моль, а вторая безразмерна:
Это означает, что молярная масса воды равна 18 г/моль.
Примеры решения задач
| Задание | Рассчитайте массовую долю элементов в следующих молекулах: а) воды (H2O); б) серной кислоты (H2SO4). |
| Ответ | Массовая доля элемента Х в молекуле состава НХ рассчитывается по следующей формуле: |
ω (Х) = n × Ar (X) / M (HX) × 100%.
Рассчитаем массовые доли каждого из элементов, входящих в состав указанных соединений.
а) Найдем молекулярную массу воды:
Mr (H2O) = 2×1,00794 + 15,9994 = 2,01588 + 15,9994 = 18,0159.
Известно, что M = Mr, значит M(H2O) = 32,2529 г/моль. Тогда массовые доли кислорода и водорода будут равны:
ω (H) = 2 × Ar (H) / M (H2O) × 100%;
ω (H) = 2 × 1,00794 / 18,0159 × 100%;
ω (H) = 2,01588 / 18,0159× 100% = 11,19%.
ω (O) = Ar (O) / M (H2O) × 100%;
ω (O) = 15,9994 / 18,0159× 100% = 88,81%.
б) Найдем молекулярную серной кислоты:
Mr (H2SO4) = 2×1,00794 + 32,066 + 4×15,9994 = 2,01588 + + 32,066 + 63,9976;
Известно, что M = Mr, значит M(H2SO4) = 98,079 г/моль. Тогда массовые доли кислорода, серы и водорода будут равны:
ω (H) = 2 × 1,00794 / 98,079 × 100%;
ω (H) = 2,01588 / 98,079× 100% = 2,06%.
ω (S) = 32,066 / 98,079× 100% = 32,69%.
ω (O) = 4×15,9994 / 98,079× 100% = 63,9976/ 98,079× 100% = 65,25%
| Задание | Вычислите, где каком из соединений массовая доля (в %) элемента водорода больше: в метане (CH4) или сероводороде (H2S)? |
| Решение | Массовая доля элемента Х в молекуле состава НХ рассчитывается по следующей формуле: |
ω (Х) = n × Ar (X) / M (HX) × 100%.
Рассчитаем массовую долю каждого элемента водорода в каждом из предложенных соединений (значения относительных атомных масс, взятых из Периодической таблицы Д.И. Менделеева округлим до целых чисел).
Найдем молекулярную массу метана:
Mr (CH4) = 4×1+ 12 = 4 + 12 = 16.
Известно, что M = Mr, значит M(CH4) = 16 г/моль. Тогда массовая доля водорода в метане будет равна:
ω (H) = 4 × Ar (H) / M (CH4) × 100%;
ω (H) = 4 × 1 / 16 × 100%;
ω (H) = 4/ 16 × 100% = 25%.
Найдем молекулярную массу сероводорода:
Mr (H2S) = 2×1+ 32 = 2 + 32 = 34.
Известно, что M = Mr, значит M(H2S) = 34 г/моль. Тогда массовая доля водорода в сероводороде будет равна:
ω (H) = 2 × Ar (H) / M (H2S) × 100%;
ω (H) = 2 × 1 / 34 × 100%;
ω (H) =2/ 34 × 100% = 5,88%.
Таким образом, массовая доля водорода больше в метане, поскольку 25 > 5,88.
Копирование материалов с сайта возможно только с разрешения
администрации портала и при наличие активной ссылки на источник.
§ 20. Атомы и молекулы, их характеристики (окончание)
Концентрация молекул
7. Постоянная Авогадро. Поскольку молекулы имеют малые размеры, их число в любом макроскопическом теле очень велико.
Число молекул в единице объёма называют концентрацией. Концентрация n вычисляется по формуле
где N — число молекул в теле, V — его объём.
Концентрацию молекул в теле также можно определить, зная плотность вещества ρ и массу молекулы этого вещества m0. Поскольку 
где m — масса тела, и m = m0N, то
Чтобы представить себе, насколько велико это число, предположим, что в воздушном шаре сделали настолько тонкий прокол, что за каждую секунду через него проходит 10 молекул. В этом случае, для того чтобы вышли все молекулы, потребуется 30 миллиардов лет.
Из определения моля следует, что 1 моль любого вещества содержит одинаковое число молекул (атомов). Это число называют постоянной Авогадро.
Постоянная Авогадро NА — число молекул или атомов в количестве вещества 1 моль.
Поскольку в одном моле любого вещества содержится одинаковое число молекул, то при одинаковых условиях 1 моль любого газа занимает одинаковый объём.
Вопросы для самопроверки
1. Сформулируйте первое положение молекулярно-кинетической теории строения вещества.
2. Поясните выражение: «Молекула — мельчайшая частица вещества, сохраняющая его химические свойства».
3. Опишите опыт, позволяющий оценить размеры молекулы. Предложите способ измерения объёма капли масла.
4. Что называют относительной молекулярной массой; количеством вещества; молярной массой; концентрацией молекул; постоянной Авогадро?
5. Что такое один моль?
6. Каков порядок значений размеров, массы молекул, их концентрации, числа молекул в одном моле вещества?
1Д. Подготовьте краткое сообщение об исследованиях М. В. Ломоносова, результаты которых внесли вклад в развитие учения о строении вещества. Воспользуйтесь для этого интернет-ресурсами и другими источниками информации. Докажите, что результаты исследований М. В. Ломоносова имели принципиальное значение для развития взглядов на строение вещества.
2. Сравните количество вещества, содержащееся в телах равной массы из алюминия и железа.
3. Найдите число атомов в алюминиевой ложке массой 30 г.
4. Деталь площадью 30 см 2 покрыли слоем серебра толщиной 2 мкм. Сколько атомов серебра содержится в покрытии?
5. Сравните массы и объёмы двух тел, сделанных из свинца и меди, если в них содержатся равные количества вещества.
Вопросы для дискуссии
Почему мы уверены в существовании молекул и атомов, ведь мы их не видим?
как посчитать молекулярную массу воды
Молярная масса воды
Молярная масса воды
Вода – это наиболее распространенное вещество в природе. Она представляет собой термодинамически устойчивое соединение, способное находиться сразу в трех агрегатных состояниях: жидком, твердом (лед) и газообразном (водяной пар), каждое из которых определяется температурой и давлением (рис. 1).
Рис. 1. Диаграмма состояния воды.
Кривая АО соответствует равновесию в системе лед-пар, DO – равновесию в системе переохлажденная вода-пар, кривая OC – равновесию в системе вода-пар, а кривая OB – равновесию в системе лед-вода. В точке О все кривые пересекаются. Эта точка называется тройной точкой и отвечает равновесию в системе лед-вода-пар.
Брутто-формула воды – H2O. Как известно, молекулярная масса молекулы равна сумме относительных атомных масс атомов, входящих в состав молекулы (значения относительных атомных масс, взятых из Периодической таблицы Д.И. Менделеева, округлим до целых чисел).
Mr(H2O) = 2×1 + 16 = 2 + 16 = 18.
Легко показать, что численные значения молярной массы М и относительной молекулярной массы Mr равны, однако первая величина имеет размерность [M] = г/моль, а вторая безразмерна:
Это означает, что молярная масса воды равна 18 г/моль.
Примеры решения задач
| Задание | Рассчитайте массовую долю элементов в следующих молекулах: а) воды (H2O); б) серной кислоты (H2SO4). |
| Ответ | Массовая доля элемента Х в молекуле состава НХ рассчитывается по следующей формуле: |
ω (Х) = n × Ar (X) / M (HX) × 100%.
Рассчитаем массовые доли каждого из элементов, входящих в состав указанных соединений.
а) Найдем молекулярную массу воды:
Mr (H2O) = 2×1,00794 + 15,9994 = 2,01588 + 15,9994 = 18,0159.
Известно, что M = Mr, значит M(H2O) = 32,2529 г/моль. Тогда массовые доли кислорода и водорода будут равны:
ω (H) = 2 × Ar (H) / M (H2O) × 100%;
ω (H) = 2 × 1,00794 / 18,0159 × 100%;
ω (H) = 2,01588 / 18,0159× 100% = 11,19%.
ω (O) = Ar (O) / M (H2O) × 100%;
ω (O) = 15,9994 / 18,0159× 100% = 88,81%.
б) Найдем молекулярную серной кислоты:
Mr (H2SO4) = 2×1,00794 + 32,066 + 4×15,9994 = 2,01588 + + 32,066 + 63,9976;
Известно, что M = Mr, значит M(H2SO4) = 98,079 г/моль. Тогда массовые доли кислорода, серы и водорода будут равны:
ω (H) = 2 × 1,00794 / 98,079 × 100%;
ω (H) = 2,01588 / 98,079× 100% = 2,06%.
ω (S) = 32,066 / 98,079× 100% = 32,69%.
ω (O) = 4×15,9994 / 98,079× 100% = 63,9976/ 98,079× 100% = 65,25%
| Задание | Вычислите, где каком из соединений массовая доля (в %) элемента водорода больше: в метане (CH4) или сероводороде (H2S)? |
| Решение | Массовая доля элемента Х в молекуле состава НХ рассчитывается по следующей формуле: |
ω (Х) = n × Ar (X) / M (HX) × 100%.
Рассчитаем массовую долю каждого элемента водорода в каждом из предложенных соединений (значения относительных атомных масс, взятых из Периодической таблицы Д.И. Менделеева округлим до целых чисел).
Найдем молекулярную массу метана:
Mr (CH4) = 4×1+ 12 = 4 + 12 = 16.
Известно, что M = Mr, значит M(CH4) = 16 г/моль. Тогда массовая доля водорода в метане будет равна:
ω (H) = 4 × Ar (H) / M (CH4) × 100%;
ω (H) = 4 × 1 / 16 × 100%;
ω (H) = 4/ 16 × 100% = 25%.
Найдем молекулярную массу сероводорода:
Mr (H2S) = 2×1+ 32 = 2 + 32 = 34.
Известно, что M = Mr, значит M(H2S) = 34 г/моль. Тогда массовая доля водорода в сероводороде будет равна:
ω (H) = 2 × Ar (H) / M (H2S) × 100%;
ω (H) = 2 × 1 / 34 × 100%;
ω (H) =2/ 34 × 100% = 5,88%.
Таким образом, массовая доля водорода больше в метане, поскольку 25 > 5,88.
Копирование материалов с сайта возможно только с разрешения
администрации портала и при наличие активной ссылки на источник.
Урок 7. Относительная молекулярная и относительная формульная массы
В уроке 7 «Относительная молекулярная и относительная формульная массы» из курса «Химия для чайников» научимся вычислять относительную молекулярную массу, а также относительную формульную массу веществ; кроме того, выясним что такое массовая доля и приведем формулу для ее вычисления. Напоминаю, что в прошлом уроке «Валентность» мы дадим определение валентности, научились ее определять; рассмотрели элементы с постоянной и переменной валентностью, кроме того научились составлять химические формулы по валентности.
Каждый химический элемент характеризуется определенным значением относительной атомной массы. Состав любого вещества выражается молекулярной или простейшей формулой его структурной единицы. Такая структурная единица состоит из определенного числа атомов химических элементов. Поэтому масса структурной единицы может быть выражена в атомных единицах массы.
Относительная молекулярная масса
Относительная молекулярная масса — это физическая величина, равная отношению массы одной молекулы вещества к 1/12 части массы атома углерода.
Эта величина равна сумме относительных атомных масс всех химических элементов с учетом числа их атомов в молекуле. Например, рассчитаем относительную молекулярную массу воды H2O:
Относительная молекулярная масса серной кислоты H2SO4:
Относительная формульная масса
Вещества немолекулярного строения также характеризуются подобной величиной, которая называется относительной формульной массой. Как и относительная молекулярная масса, она равна сумме относительных атомных масс всех элементов, входящих в состав структурной единицы таких веществ — формульной единицы, и также обозначается Mr . При этом, конечно, необходимо учитывать индексы у символов атомов.
Например, относительная формульная масса вещества CaCO3 равна:
Относительная формульная масса вещества Al2(SO4)3 равна:
Вычисление массовой доли химического элемента по формуле вещества
По формуле вещества можно рассчитать массовую долю атомов каждого химического элемента, который входит в состав этого вещества, т. е. определить, какую часть от общей массы вещества составляет масса атомов данного элемента.
Массовая доля ( w ) атомов химического элемента в веществе показывает, какая часть относительной молекулярной (формульной) массы вещества приходится на атомы данного элемента.
Массовая доля атомов элемента А в сложном веществе АxBy рассчитывается по формуле:
Массовые доли выражаются в долях единицы или в процентах.
Пример. Определите массовые доли элементов в фосфорной кислоте H3PO4
Краткие выводы урока:
Надеюсь урок 7 «Относительная молекулярная и относительная формульная массы» был понятным и познавательным. Если у вас возникли вопросы, пишите их в комментарии.
как посчитать молекулярную массу воды
Молярная масса воды
Молярная масса воды
Вода – это наиболее распространенное вещество в природе. Она представляет собой термодинамически устойчивое соединение, способное находиться сразу в трех агрегатных состояниях: жидком, твердом (лед) и газообразном (водяной пар), каждое из которых определяется температурой и давлением (рис. 1).
Рис. 1. Диаграмма состояния воды.
Кривая АО соответствует равновесию в системе лед-пар, DO – равновесию в системе переохлажденная вода-пар, кривая OC – равновесию в системе вода-пар, а кривая OB – равновесию в системе лед-вода. В точке О все кривые пересекаются. Эта точка называется тройной точкой и отвечает равновесию в системе лед-вода-пар.
Брутто-формула воды – H2O. Как известно, молекулярная масса молекулы равна сумме относительных атомных масс атомов, входящих в состав молекулы (значения относительных атомных масс, взятых из Периодической таблицы Д.И. Менделеева, округлим до целых чисел).
Mr(H2O) = 2×1 + 16 = 2 + 16 = 18.
Легко показать, что численные значения молярной массы М и относительной молекулярной массы Mr равны, однако первая величина имеет размерность [M] = г/моль, а вторая безразмерна:
Это означает, что молярная масса воды равна 18 г/моль.
Примеры решения задач
| Задание | Рассчитайте массовую долю элементов в следующих молекулах: а) воды (H2O); б) серной кислоты (H2SO4). |
| Ответ | Массовая доля элемента Х в молекуле состава НХ рассчитывается по следующей формуле: |
ω (Х) = n × Ar (X) / M (HX) × 100%.
Рассчитаем массовые доли каждого из элементов, входящих в состав указанных соединений.
а) Найдем молекулярную массу воды:
Mr (H2O) = 2×1,00794 + 15,9994 = 2,01588 + 15,9994 = 18,0159.
Известно, что M = Mr, значит M(H2O) = 32,2529 г/моль. Тогда массовые доли кислорода и водорода будут равны:
ω (H) = 2 × Ar (H) / M (H2O) × 100%;
ω (H) = 2 × 1,00794 / 18,0159 × 100%;
ω (H) = 2,01588 / 18,0159× 100% = 11,19%.
ω (O) = Ar (O) / M (H2O) × 100%;
ω (O) = 15,9994 / 18,0159× 100% = 88,81%.
б) Найдем молекулярную серной кислоты:
Mr (H2SO4) = 2×1,00794 + 32,066 + 4×15,9994 = 2,01588 + + 32,066 + 63,9976;
Известно, что M = Mr, значит M(H2SO4) = 98,079 г/моль. Тогда массовые доли кислорода, серы и водорода будут равны:
ω (H) = 2 × 1,00794 / 98,079 × 100%;
ω (H) = 2,01588 / 98,079× 100% = 2,06%.
ω (S) = 32,066 / 98,079× 100% = 32,69%.
ω (O) = 4×15,9994 / 98,079× 100% = 63,9976/ 98,079× 100% = 65,25%
| Задание | Вычислите, где каком из соединений массовая доля (в %) элемента водорода больше: в метане (CH4) или сероводороде (H2S)? |
| Решение | Массовая доля элемента Х в молекуле состава НХ рассчитывается по следующей формуле: |
ω (Х) = n × Ar (X) / M (HX) × 100%.
Рассчитаем массовую долю каждого элемента водорода в каждом из предложенных соединений (значения относительных атомных масс, взятых из Периодической таблицы Д.И. Менделеева округлим до целых чисел).
Найдем молекулярную массу метана:
Mr (CH4) = 4×1+ 12 = 4 + 12 = 16.
Известно, что M = Mr, значит M(CH4) = 16 г/моль. Тогда массовая доля водорода в метане будет равна:
ω (H) = 4 × Ar (H) / M (CH4) × 100%;
ω (H) = 4 × 1 / 16 × 100%;
ω (H) = 4/ 16 × 100% = 25%.
Найдем молекулярную массу сероводорода:
Mr (H2S) = 2×1+ 32 = 2 + 32 = 34.
Известно, что M = Mr, значит M(H2S) = 34 г/моль. Тогда массовая доля водорода в сероводороде будет равна:
ω (H) = 2 × Ar (H) / M (H2S) × 100%;
ω (H) = 2 × 1 / 34 × 100%;
ω (H) =2/ 34 × 100% = 5,88%.
Таким образом, массовая доля водорода больше в метане, поскольку 25 > 5,88.
Копирование материалов с сайта возможно только с разрешения
администрации портала и при наличие активной ссылки на источник.
Урок 7. Относительная молекулярная и относительная формульная массы
В уроке 7 «Относительная молекулярная и относительная формульная массы» из курса «Химия для чайников» научимся вычислять относительную молекулярную массу, а также относительную формульную массу веществ; кроме того, выясним что такое массовая доля и приведем формулу для ее вычисления. Напоминаю, что в прошлом уроке «Валентность» мы дадим определение валентности, научились ее определять; рассмотрели элементы с постоянной и переменной валентностью, кроме того научились составлять химические формулы по валентности.
Каждый химический элемент характеризуется определенным значением относительной атомной массы. Состав любого вещества выражается молекулярной или простейшей формулой его структурной единицы. Такая структурная единица состоит из определенного числа атомов химических элементов. Поэтому масса структурной единицы может быть выражена в атомных единицах массы.
Относительная молекулярная масса
Относительная молекулярная масса — это физическая величина, равная отношению массы одной молекулы вещества к 1/12 части массы атома углерода.
Эта величина равна сумме относительных атомных масс всех химических элементов с учетом числа их атомов в молекуле. Например, рассчитаем относительную молекулярную массу воды H2O:
Относительная молекулярная масса серной кислоты H2SO4:
Относительная формульная масса
Вещества немолекулярного строения также характеризуются подобной величиной, которая называется относительной формульной массой. Как и относительная молекулярная масса, она равна сумме относительных атомных масс всех элементов, входящих в состав структурной единицы таких веществ — формульной единицы, и также обозначается Mr . При этом, конечно, необходимо учитывать индексы у символов атомов.
Например, относительная формульная масса вещества CaCO3 равна:
Относительная формульная масса вещества Al2(SO4)3 равна:
Вычисление массовой доли химического элемента по формуле вещества
По формуле вещества можно рассчитать массовую долю атомов каждого химического элемента, который входит в состав этого вещества, т. е. определить, какую часть от общей массы вещества составляет масса атомов данного элемента.
Массовая доля ( w ) атомов химического элемента в веществе показывает, какая часть относительной молекулярной (формульной) массы вещества приходится на атомы данного элемента.
Массовая доля атомов элемента А в сложном веществе АxBy рассчитывается по формуле:
Массовые доли выражаются в долях единицы или в процентах.
Пример. Определите массовые доли элементов в фосфорной кислоте H3PO4
Краткие выводы урока:
Надеюсь урок 7 «Относительная молекулярная и относительная формульная массы» был понятным и познавательным. Если у вас возникли вопросы, пишите их в комментарии.
МОЛЯРНАЯ МАССА И ОТНОСИТЕЛЬНАЯ МОЛЕКУЛЯРНАЯ МАССА: В ЧЕМ ОТЛИЧИЕ И ПОЧЕМУ ОНИ ЧИСЛЕННО РАВНЫ
Как вычислить молярную массу вещества? В каких единицах она измеряется?
А еще есть относительная молекулярная масса. Почему она относительная и численно равна молярной массе? Может быть это одно и то же?
Вот сколько вопросов возникает сразу в отношении такого простого на первый взгляд понятия, как молярная масса.
Разберемся по порядку и научимся ее определять.
Относительная атомная масса
Огромнейший вклад в развитие и обоснование понятия относительная атомная масса внесли в разное время французский ученый Гей-Люссак, итальянский ученый А.Авогадро и шведский ученый Й.Я. Берцелиус.
Не углубляясь в историю вопроса, вспомним, что любой химический элемент представляет собой определенную разновидность атомов. Сегодня мы знаем, что атомы химических элементов имеют свои особые характеристики.
И самая главная из них, определяющая практически все остальные, это заряд ядра. А так как заряд ядра обусловлен присутствием в нем протонов, а заряд одного протона равен +1, то и количество протонов, соответственно, также является важнейшей характеристикой атомов химических элементов.
Основную массу атома составляет ядро, которое кроме протонов содержит еще и нейтроны. Масса последних сопоставима с массой первых. Оболочку атома составляют электроны.
По числу частиц в атоме, а точнее, по их суммарной массе, атомы химических элементов можно условно разделить на тяжелые и легкие. Например, легким элементом является водород, так как его атомы имеют самую маленькую массу. А свинец — это уже тяжелый элемент. Масса его атома в 302 раза тяжелее массы атома водорода.
Но тем не менее, как бы мы не делили все атомы на тяжелые или легкие, абсолютная масса (mA) каждого из них ничтожно мала, как мала и масса составляющих их частиц. Например,Очевидно, что такие значения крайне не удобны в вычислениях. Поэтому используют не абсолютные, а относительные массы атомов (Ar). То есть массы атомов, посчитанные относительно какой-то определенной одной и той же величины.
Величина, с которой сравнивают массу атома
Первоначально еще Дальтон сравнивал массы атомов с массой атома водорода, как самого легкого. Позднее появилась так называемая кислородная единица, равная 1/16 части массы атома кислорода. К ней перешли потому, что большинство атомов химических элементов образуют соединения с кислородом.
Однако, с развитием атомной физики и эта единица стала крайне неудобной. Все потому, что кислород в природе имеет несколько изотопов (а именно 3 устойчивых, всего же их 16). А изотопы, как известно, отличаются своей атомной массой. Из-за большого разнообразия изотопов и их различной устойчивости кислородная единица утратила свою актуальность.
Почему именно углерод? Да потому, что:
— у углерода всего 2 изотопа: 12 С и 13 С; причем первого 98,9%;
— количество органических веществ (их основу составляет, как известно, именно углерод) в сотни раз больше, чем неорганических;
— при переходе от кислородной единицы к углеродной уже посчитанные относительные атомные массы всех элементов изменились не существенно, что оказалось очень удобным.Таким образом, масса атома любого химического элемента связана с массой атома углерода как относительная атомная масса:Зная значения абсолютных масс атомов и а.е.м. найдем Аr:Ar считается безразмерной величиной, либо величиной в а.е.м. Но «а.е.м.» обычно не пишут, оставляя значение Ar без единиц измерения.
Почему атомная масса дробная?
Вернемся к строению атома.
Масса атома складывается из массы всех составляющих его частиц.
Массы протона и нейтрона приняты равными 1. А вот массой электрона обычно пренебрегают (по крайней мере в химии), так как даже относительная она безнадежно мала (0,0005485799090659(16) а.е.м.). То есть можно сказать, что масса атома определяется массой его ядра.
В составе ядра целое количество частиц. Например, в атоме одного из изотопов кислорода 8 протонов и 8 нейтронов. Значит, его Ar должна быть равна 16. Так почему же Ar представлена в периодической системе химических элементов в виде десятичной дроби? Для кислорода это Ar(О)=15,9994.Дело в том, что в периодической системе указаны относительные атомные массы, посчитанные с учетом всех существующих в природе изотопов элемента. А содержание их в природе разное.
Например, химический элемент кислород в природе состоит на 99,76% из изотопа 16 О, на 0,04% из изотопа 17 О и на 0,20% из изотопа 18 О. Таким образом, Ar для кислорода является средним значением, учитывающим относительное содержание его изотопов.
Относительная молекулярная масса
А как же найти относительную молекулярную массу?
Здесь не все так просто. Понятие «относительная молекулярная масса» не всегда применяется корректно. Правильнее было бы говорить о «формульной массе».
Дело в том, что молекулы характерны для веществ с ковалентными связями: вода H2O, серная кислота H2SO4, глюкоза C6H12O6 и т.д. И к ним в полной мере можно применить термин «относительная молекулярная масса».
Так как молекулы состоят из атомов, то относительная молекулярная масса (Mr) будет складываться из их относительных атомных масс. Например:А вот металлы (как простые вещества) и ионные соединения молекул не имеют. Их кристаллические решетки состоят из бесконечного количества атомов и ионов. Поэтому молекулярная формула таких соединений отражает количественные соотношения частиц в кристалле.
В связи с этим для подобных веществ вычисляется формульная масса. А вычисляется она все по тому же принципу, что и молекулярная масса. Обозначается так же — Mr. Например, для хлорида натрия:
Точно так же, как относительную атомную массу (Ar), относительную молекулярную массу (Mr) будем сопоставлять с 1/12 частью атома изотопа углерода 12 С.
В последующем говорим о Mr.
Количество вещества и молярная масса
В практических расчетах все-таки требуется вычислять массы, взятые в граммах, килограммах ато и в тоннах (если речь идет о каком-то производстве, например).
Как же поступают тогда?
Количество вещества, которое содержит столько же частиц (атомов, ионов, молекул – в зависимости от строения), что и 12 г изотопа углерода 12 С, назвали молем.
Один моль вещества (любого!) всегда содержит 6,02·10 23 его частиц ( постоянная Авогадро ).
Ну, а так как атомы элементов отличаются по своей массе, то и 1 моль вещества тоже будет отличаться по массе.! Обратите внимание, что в русском языке «моль» мужского рода! (это не как моль бабочка).
Массу одного моля вещества называют молярной массой (М) и вычисляют в г/моль.
Таким образом, молярная масса и количество вещества связаны соотношением:
Можно также определить и такие отношения, связанные с количеством вещества:
Почему же относительная молекулярная и молярная массы равны?
Итак, относительная молекулярная и молярная массы, как следует из их определений – это не одно и то же.
Докажем, каким образом обе массы численно могут быть равны:
Как вычислить молярную массу вещества
Мы уже знаем, что относительная молекулярная масса складывается из относительных атомных масс.
При нахождении относительной молекулярной массы (Mr), а значит и молярной (М), выполняем следующие действия :
1) правильно записываем формулу вещества;
2) анализируем качественный состав (атомы каких элементов составляют вещество) и количественный состав (в каких количествах находятся эти атомы – смотрим по индексам, которые стоят справа внизу от знака химического элемента);
3) в периодической системе химических элементов находим элементы, атомы которых составляют вещество, и округляем относительную атомную массу, стоящую рядом со знаком элемента, до целого числа (! у хлора – до 35,5);
4) складываем относительные атомные массы всех элементов с учетом количества атомов.
Рассмотрим еще примеры:
Как вычислить молярную массу вещества, находящегося в газообразном состоянии
Это означает, что в данных условиях отношение масс газов друг к другу является отношением их молярных масс:Отношение масс газообразных веществ называют относительной плотностью одного газа по другому и обозначают как D:Таким образом, з ная молярную массу одного газа и его плотность по другому газу, можно вычислить молярную (а значит, и молекулярную) массу второго газа :Например:
Вычислить молярную массу вещества (а, значит, и относительную молекулярную), находящегося в газообразном состоянии, можно, используя молярный объем газа (VM):
Итак, подведем итог:
Без вычисления молярной массы не обходится решение практически ни одной задачи. Если вы поняли, что такое молярная и относительная молекулярная массы и как их вычислять, но еще не умеете решать задачи с их применением, то самое время научиться.
Разбор простых типовых задач по химии в книге, которую вы можете совершенно БЕСПЛАТНО скачать здесь.
Как посчитать молекулярную массу воды
Решение задач на количество вещества,
массу и объем
Ключевые слова: решение задач на количество вещества, решение задач по химии на массу и объем, какое количества вещества содержится, какое число молекул содержится, определите объем (н.у.), определите массу, какова масса порции, определите молярную массу, назовите вещество, найдите молярную массу, определите абсолютную массу молекулы, сколько атомов содержится, определите относительную плотность.
ФОРМУЛЫ ДЛЯ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ
Количество вещества характеризует число структурных единиц (атомов, молекул, ионов), которое содержится в определенном образце данного вещества. Единицей измерения количества вещества является моль. Количество вещества (ν) связано с числом структурных единиц (N) в образце вещества, его массой (m) и объемом (V) — для газообразных веществ при н. у. — следующими уравнениями:
в которых
Vm = 22,4 л/моль (мл/ммоль, м 3 /кмоль) при н.у.,
Na = 6,02 • 10 23 (постоянная Авогадро),
а молярная масса (М) численно равна относительной молекулярной массе вещества:
Наличие подобной взаимосвязи позволяет, зная одну из величин (количество вещества, массу, объем, число структурных величин) определить все другие величины.
РЕШЕНИЯ ПРОСТЫХ ЗАДАЧ
Задача № 1. Какое количество вещества содержится в 33 г оксида углерода (IV)?
Ответ: ν(СО2) = 0,75 моль.
Задача № 2. Какое число молекул содержится в 2,5 моль кислорода?
Задача № 3. Определите объем (н. у.), который займут 0,25 моль водорода.
Задача № 4. Какую массу будет иметь порция оксида серы (IV), объем которой 13,44 л (н. у.)?
Задача № 5. Имеется 3 моль кислорода О2 при н.у. Определите массу кислорода, его объем, а также число имеющихся молекул кислорода.
Задача № 6. Имеется 10 г водорода Н2. Определите количество водорода, его объем при н.у., а также число имеющихся молекул водорода.
Задача № 7. Имеется 56 л хлора Сl2 при н.у. Определите количество вещества хлора, его массу и число имеющихся молекул хлора.
Задача № 8. Имеется 2,4 • 10 23 молекул оксида углерода (IV) СO2. Определите количество вещества углекислого газа, его массу, а также объем (н.у.) углекислого газа.
Ответ: 0,4 моль; 17,6 г; 8,96 л.
Задача № 9. Какова масса порции оксида азота (IV), содержащей 4,816 • 10 23 молекул? Каков ее объем (н. у.)?
Задача № 10. Масса порции простого вещества, содержащей 1,806 • 10 24 молекул, равна 6 г. Определите молярную массу данного вещества и назовите его.
Внимание! В данном конспекте рассматриваются задачи обычной сложности. Чтобы перейти к конспекту решения сложных задач на количественные характеристики и задачи с кратким ответом нажмите на кнопку ниже…
Решение задач на количество вещества, массу и объем. Выберите дальнейшие действия: