モル質量は、質量測定とのモル概念に関する問題の集中的な性質です。より簡潔に言えば、1モルの物質に対応する質量の量です。つまり、Avogadroの数は、与えられた粒子の「重さ」(6.022・10 23)です。
1モルの物質には同じ数の粒子(イオン、分子、原子など)が含まれます。ただし、その分子の寸法は原子の数とその構造を構成する同位体によって定義されるため、その質量は変化します。原子または分子が重いほど、その分子量は大きくなります。
さまざまな物質のモル質量の違いは、サンプルの見かけの量によって表面的に確認できます。出典:ガブリエルボリバル
たとえば、5つの異なる化合物に対して正確に1モルが収集されると仮定します(上の画像)。天びんを使用して、以下に示す各クラスターの質量を測定しました。この質量はモル質量に対応します。それらすべての中で、紫色の化合物は最も軽い粒子を持ち、濃い青色の化合物は最も重い粒子を持っています。
一般的で誇張された傾向が示されていることに注意してください。モル質量が大きいほど、天びんに載せるサンプルの量は少なくなります。ただし、この物質の量は、各化合物の凝集状態とその密度にも大きく依存します。
モル質量はどのように計算されますか?
定義
モル質量は、その定義に基づいて計算できます。物質のモルあたりの質量の量:
M =物質のグラム/物質のモル
実際、g / molは、kg / molとともに、モル質量が通常表現される単位です。したがって、化合物または元素のモル数がわかっていて、それを計量すると、単純な除算を適用することにより、そのモル質量に直接到達します。
要素
モル質量は、化合物だけでなく元素にも適用されます。ほくろの概念はまったく差別されません。したがって、周期表を使用して、目的の元素の相対原子質量を特定し、その値に1 g / molを掛けます。これはアボガドロ定数M Uです。
たとえば、ストロンチウムの相対原子質量は87.62です。その原子質量を取得したい場合は、87.62 amuになります。しかし、私たちが探しているのがそのモル質量であれば、87.62 g / mol(87.62・1g / mol)になります。したがって、他のすべての要素のモル質量は、そのような乗算を実行する必要さえなく、同じ方法で取得されます。
化合物
化合物のモル質量は、原子の相対原子質量にM Uを掛けた合計以下です。
たとえば、水分子H 2 Oには3つの原子(2つの水素と1つの酸素)があります。HとOの相対原子質量は、それぞれ1.008と15.999です。したがって、化合物の分子に存在する原子の数を掛けて、それらの質量を追加します。
2 H(1.008)= 2.016
1 O(15,999)= 15,999
M(H 2 O)=(2.016 + 15,999)1g / mol = 18.015 g / mol
最後にM Uを省略するのはかなり一般的な方法です:
M(H 2 O)=(2.016 + 15,999)= 18.015 g / mol
モル質量はg / molの単位を持つと理解されています。
例
最もよく知られているモル質量の1つが言及されました:水の質量、18 g / mol。これらの計算に精通している人は、上記のようにそれらを探したり計算したりすることなく、いくつかのモル質量を記憶できるようになります。例として役立つこれらのモル質量の一部は次のとおりです。
-O 2:32グラム/モル
-N 2:28グラム/モル
-NH 3:17グラム/モル
-CH 4:16 g / mol
-CO 2:44グラム/モル
-HCl:36.5 g / mol
-H 2 SO 4:98グラム/モル
-CH 3 COOH:60 g / mol
-Fe:56 g / mol
与えられた値は丸められることに注意してください。より正確な目的のために、モル質量は小数点以下の桁数で表現し、適切で正確な相対原子質量を使用して計算する必要があります。
解決された演習
演習1
分析方法により、サンプルの溶液には0.0267モルの検体Dが含まれていると推定されました。また、その質量は、総質量が76グラムのサンプルの14%に相当することが知られています。推定検体Dのモル質量を計算します。
溶液に溶解するDの質量を決定する必要があります。続行します。
質量(D)= 76 g 0.14 = 10.64 g D
つまり、検体76グラムの14%を計算します。これは、検体Dのグラムに対応します。最後に、分子量の定義を適用します。分子量を計算するのに十分なデータがあるからです。
M(D)= 10.64 g D / 0.0267 mol D
= 398.50 g / mol
つまり、1モル(6.022・10 23)のY分子の質量は398.50グラムです。この値のおかげで、たとえば、モル濃度5・10 -3 Mの溶液を作成する場合に備えて、天びんにどれだけの量のYを載せたいかを知ることができます。つまり、0.1993グラムのYを1リットルの溶媒に溶解します。
5 10 -3(mol / L)(398.50 g / mol)= 0.1993 g Y
演習2
分子式がC 6 H 8 O 7であることがわかっているクエン酸のモル質量を計算します。
同じ式C 6 H 8 O 7は、クエン酸に含まれるC、H、O原子の数を一目でわかるので、計算の理解を容易にします。したがって、水に対して実行したのと同じ手順を繰り返します。
6 C(12.0107)= 72.0642
8 H(1,008)= 8,064
7 O(15,999)= 111,993
M(クエン酸)= 72.0642 + 8.064 + 111.993
= 192.1212 g / mol
演習3
硫酸銅五水和物のモル質量CuSO 4・5H 2 Oを計算します。
以前から、水のモル質量は18.015 g / molであることがわかっています。ここでは省略し、無水塩CuSO 4に焦点を当てているため、これは計算を簡略化するのに役立ちます。
銅と硫黄の相対原子質量はそれぞれ63.546と32.065です。これらのデータを使用して、演習2と同じ方法で作業を進めます。
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
ただし、無水物ではなく、五水和物塩のモル質量に関心があります。これを行うには、対応する水の質量を結果に追加する必要があります。
5 H 2 O = 5・(18.015)= 90.075
M(CuSO 4・5H 2 O)= 159.607 + 90.075
= 249.682 g / mol
参考文献
- ウィッテン、デイビス、ペック、スタンリー。(2008)。化学 (第8版)。CENGAGEラーニング。
- ウィキペディア。(2020)。モル質量。から回復:en.wikipedia.org
- ニッサ・ガルシア。(2020)。モル質量とは何ですか?定義、式、例。調査。回収元:study.com
- クリスティ・M・ベイリー博士。(sf)。化学量論チュートリアル
モル質量の検索。リカバリー元:occc.edu - ヘルメンスティン、アンマリー、Ph.D。(2019年12月2日)。モル質量の例の問題。から回復:thoughtco.com