มวลของสารตามตารางธาตุ จะคำนวณมวลโมเลกุลและมวลโมลของสารได้อย่างไร? มวลโมเลกุลของธาตุ

มวลโมลาร์เป็นคำที่ชั้นเรียนเคมีส่วนใหญ่คุ้นเคย แต่มวลโมลาร์ยังพบได้ในฟิสิกส์และวิทยาศาสตร์ที่เกี่ยวข้องอีกมากมาย ก่อนอื่นคุณต้องจำไว้ว่าผีเสื้อกลางคืนคืออะไร โมลเป็นหน่วยวัดที่ยอมรับสำหรับปริมาณของสาร จำนวนอนุภาคใน 1 โมลมีค่าคงที่สำหรับสารใดๆ และเท่ากับจำนวนอโวกาโดร ค่าคงที่ของ Avogadro เป็นค่าคงที่ที่ค่อนข้างพบได้ทั่วไปในวิชาเคมีและมีค่าตัวเลข 6.02214179 * 10 23 กล่าวอีกนัยหนึ่ง เราสามารถพูดได้ว่าโมลคือปริมาณของสารซึ่งมีมวลเท่ากับค่าตัวเลขของมวลโมเลกุลเป็นกรัม

เมื่อเข้าใจแนวคิดเรื่องโมลแล้ว ลองพิจารณาแนวคิดเรื่องมวลโมลของสารกันก่อน มวลโมเลกุลคือมวลของสาร 1 โมล สำหรับองค์ประกอบบางอย่าง มวลนี้คือมวลของอะตอมแต่ละอะตอมของสสาร การคำนวณมวลโมลของสารใด ๆ นั้นง่ายมาก แต่เราจะกลับมาที่สิ่งนี้ในภายหลัง เป็นที่น่าสังเกตว่าน้ำหนักโมเลกุลและมวลโมลาร์มีค่าตัวเลขเท่ากัน แต่มีขนาดต่างกันและแสดงถึงความหมายทางกายภาพที่แตกต่างกันโดยสิ้นเชิง หน่วยของมวลโมลคือ g/mol ตัวบ่งชี้นี้จะบอกคุณว่ามีสารบรรจุอยู่กี่กรัมในหนึ่งโมล มวลโมลาร์มักพบบ่อยมากในปัญหาทางเคมีและฟิสิกส์ ดังนั้น เรามาดูวิธีคำนวณมวลโมลาร์ของสารกันดีกว่า

วิธีหามวลฟันกราม

มวลโมลาร์ของสารทั่วไปบางชนิดสามารถพบได้ในตารางพิเศษ วิธีนี้แม้ว่าจะง่าย แต่ก็ไม่ค่อยได้ใช้ เนื่องจากการคำนวณมวลโมลาร์ของสารด้วยตนเองอาจทำได้ง่ายกว่าการค้นหาตารางดังกล่าว นอกจากนี้ มวลโมลาร์สามารถคำนวณได้โดยใช้เครื่องคำนวณมวลโมลาร์แบบพิเศษ ตัวอย่างเช่น นี่คือที่อยู่ของเครื่องคิดเลขออนไลน์ที่คำนวณมวลโมลของสาร ไปที่ http://www.webqc.org/mmcalc.php เครื่องคิดเลขนี้สมบูรณ์ ภาษาอังกฤษแต่คุณจะต้องเขียนสูตรของสารที่สนใจให้ถูกต้องเท่านั้น การค้นหามวลโมเลกุลของสารก็ไม่ใช่เรื่องยากและเพียงแค่เปลี่ยนมิติเท่านั้น อย่างไรก็ตาม เราจะพิจารณาวิธีที่ง่ายและธรรมดาที่สุดด้านล่างนี้ ในการคำนวณมวลโมลของสารโดยใช้วิธีนี้ คุณเพียงต้องใช้ตารางธาตุเท่านั้น

ในการหามวลโมลาร์ของสาร คุณต้องมี:

• ก่อนอื่น คุณต้องรู้สูตรของสารของคุณก่อน
• ในการหามวลโมลาร์ คุณจำเป็นต้องคำนวณมวลโมลาร์ของธาตุต่างๆ แยกกัน จากนั้นจึงรวมเข้าด้วยกัน
• เราเลือกมวลโมลของธาตุแต่ละธาตุ เราพบอะตอมที่ต้องการในตารางธาตุโดยมีมวลของมันถูกเขียนไว้ข้างใต้
• เราดูว่าธาตุหนึ่งมีกี่อะตอม แล้วคูณมวลด้วยจำนวนอะตอม
• ลองสรุปมวลโมลขององค์ประกอบทั้งหมดกัน

ทั้งหมด! อย่างที่คุณเห็น กระบวนการคำนวณมวลโมลาร์ของสารนั้นค่อนข้างง่าย

นักเรียนมัธยมศึกษาส่วนใหญ่ถือว่าวิชาเคมีเป็นวิชาที่ยากและไม่น่าพอใจที่สุดวิชาหนึ่งสำหรับพวกเขา ที่จริงแล้ว เคมีไม่ได้ซับซ้อนไปกว่าฟิสิกส์หรือคณิตศาสตร์ และในบางกรณีก็น่าสนใจมากกว่าพวกเขามาก นักเรียนหลายคนที่ยังไม่ได้เริ่มเรียนวิชาเคมีต่างกลัวสิ่งนี้โดยไม่รู้ตัวเมื่อได้ยินคำวิจารณ์มากมายจากนักเรียนมัธยมปลายเกี่ยวกับ "ความสยองขวัญ" ทั้งหมดของวิชานี้และ "การเผด็จการ" ของครู

อีกสาเหตุหนึ่งที่ทำให้เคมีเป็นเรื่องยากก็คือเคมีมีความเฉพาะเจาะจงบางอย่าง แนวคิดหลักและคำศัพท์ที่ผู้เรียนไม่เคยพบมาก่อนและยากจะหาคำเปรียบเทียบ ชีวิตธรรมดา- หากไม่มีคำอธิบายที่เหมาะสมจากครู นักเรียนยังคงเข้าใจผิดคำศัพท์เหล่านี้ ซึ่งทำให้กระบวนการเรียนเคมีที่ตามมาทั้งหมดซับซ้อนยิ่งขึ้น

หนึ่งในคำเหล่านี้คือแนวคิดเกี่ยวกับมวลโมลาร์ของสารและภารกิจในการค้นหามัน นี่เป็นพื้นฐานของวิชาเคมีพื้นฐานทั้งหมด

มวลโมลของสารคืออะไร
คำจำกัดความคลาสสิกก็คือ มวลฟันกรามคือมวลของสารหนึ่งโมล ทุกอย่างดูเรียบง่าย แต่ก็ยังไม่ชัดเจนว่า "ผีเสื้อกลางคืน" คืออะไร และมีความเกี่ยวข้องกับแมลงหรือไม่

ตุ่น- นี่คือปริมาณของสารที่มีโมเลกุลจำนวนหนึ่งถ้าให้แม่นยำ 6.02 ∙ 10 23 จำนวนนี้เรียกว่าค่าคงที่หรือจำนวนอโวกาโดร

สารเคมีทุกชนิดมีองค์ประกอบและขนาดโมเลกุลต่างกัน ดังนั้น หากคุณรับประทานส่วนหนึ่งที่มีโมเลกุล 6.02 ∙ 10 23 สารต่างๆ ก็จะมีปริมาตรและมวลของส่วนนี้เอง มวลของส่วนนี้จะเป็นมวลโมลาร์ของสารชนิดใดชนิดหนึ่ง มวลฟันกรามตามธรรมเนียมแล้วจะแสดงด้วยตัวอักษร M ในวิชาเคมี และมีขนาดเป็น g/mol และ kg/mol

วิธีหามวลโมลของสาร
ก่อนที่คุณจะเริ่มคำนวณมวลโมลาร์ของสาร คุณต้องเข้าใจแนวคิดสำคัญที่เกี่ยวข้องอย่างชัดเจนก่อน

1. มวลโมลของสารเท่ากับตัวเลขสัมพัทธ์ น้ำหนักโมเลกุลถ้าหน่วยโครงสร้างของสารเป็นโมเลกุล มวลโมลของสารก็สามารถเท่ากับมวลสัมพัทธ์ได้เช่นกัน มวลอะตอมถ้าหน่วยโครงสร้างของสารเป็นอะตอม
2. มวลอะตอมสัมพัทธ์แสดงจำนวนครั้งที่มวลของอะตอมขององค์ประกอบทางเคมีนั้นมากกว่าค่าคงที่ที่กำหนดไว้ล่วงหน้าซึ่งรับมวล 1/12 ของอะตอมของคาร์บอน แนวคิดเรื่องมวลอะตอมสัมพัทธ์ถูกนำมาใช้เพื่อความสะดวก เนื่องจากเป็นเรื่องยากสำหรับบุคคลที่จะปฏิบัติการด้วยจำนวนที่น้อยเช่นมวลของอะตอมหนึ่งอะตอม
3. หากสารประกอบด้วยไอออน ในกรณีนี้เราจะพูดถึงญาติของมัน มวลสูตร- ตัวอย่างเช่น สารแคลเซียมคาร์บอเนต CaCO 3 ประกอบด้วยไอออน
   
4. มวลอะตอมสัมพัทธ์ของสารที่มีองค์ประกอบทางเคมีชนิดใดชนิดหนึ่งสามารถพบได้ในตารางธาตุ ตัวอย่างเช่น สำหรับองค์ประกอบทางเคมี คาร์บอน มวลอะตอมสัมพัทธ์คือ 12.011 มวลอะตอมสัมพัทธ์ไม่มีหน่วยวัด มวลโมลาร์ของคาร์บอนจะเท่ากับมวลอะตอมสัมพัทธ์ตามที่กล่าวไว้ข้างต้น แต่ในขณะเดียวกันก็จะมีหน่วยการวัดด้วย นั่นคือมวลโมลของคาร์บอนจะเท่ากับ 12 กรัม/โมล ซึ่งหมายความว่าคาร์บอน 6.02 ∙ 10 23 อะตอมจะมีน้ำหนัก 12 กรัม
5. มวลโมเลกุลสัมพัทธ์สามารถหาได้จากผลรวมของมวลอะตอมของมวลทั้งหมด องค์ประกอบทางเคมีก่อตัวเป็นโมเลกุลของสาร ลองพิจารณาโดยใช้ตัวอย่างของคาร์บอนไดออกไซด์ หรือที่ใครๆ เรียกกันว่าคาร์บอนไดออกไซด์ ซึ่งมีสูตรเป็น CO 2

   โมเลกุลของคาร์บอนไดออกไซด์ประกอบด้วยคาร์บอนหนึ่งอะตอมและออกซิเจนสองอะตอม จากตารางธาตุ เราพบว่ามวลโมเลกุลสัมพัทธ์ของคาร์บอนไดออกไซด์จะเท่ากับ 12 + 16 ∙ 2 = 44 กรัม/โมล นี่คือมวลที่คาร์บอนไดออกไซด์ส่วนหนึ่งจะมี ซึ่งประกอบด้วย 6.02 ∙ 10 23 โมเลกุล
   

6. สูตรคลาสสิกในการค้นหามวลโมลาร์ของสารในวิชาเคมีมีดังนี้:

   ม = ม/น

   
   
   โดยที่ m คือมวลของสาร g;
   n คือจำนวนโมลของสาร นั่นคือจำนวนส่วนของ 6.02 ∙ 10 23 โมเลกุล อะตอม หรือไอออนที่บรรจุอยู่ในโมล

   ดังนั้นจึงสามารถกำหนดจำนวนโมลของสารได้จากสูตร:

   n = ไม่มี/ไม่มี

   
   
   โดยที่ N คือจำนวนอะตอมหรือโมเลกุลทั้งหมด
   N a คือจำนวนหรือค่าคงที่ของอาโวกาโดร เท่ากับ 6.02 ∙ 10 23

   ปัญหาส่วนใหญ่ในการค้นหามวลโมลาร์ของสารในวิชาเคมีจะขึ้นอยู่กับสูตรทั้งสองนี้ การใช้ความสัมพันธ์สองความสัมพันธ์ที่สัมพันธ์กันไม่น่าจะเป็นปัญหาสำหรับคนส่วนใหญ่ที่ผ่านไม่ได้ สิ่งสำคัญคือการเข้าใจแก่นแท้ของแนวคิดพื้นฐาน เช่น โมล มวลโมลาร์ และมวลอะตอมสัมพัทธ์ จากนั้นการแก้ปัญหาทางเคมีจะไม่ทำให้คุณลำบาก

เป็นตัวช่วยในการค้นหามวลโมลาร์ของสารและแก้ส่วนใหญ่ งานทั่วไปในวิชาเคมีที่เกี่ยวข้อง เราขอแนะนำให้ใช้เครื่องคิดเลขของเรา มันใช้งานง่ายมาก ด้านล่างบรรทัด สูตรเคมีการเชื่อมต่อในรายการแบบเลื่อนลง ให้เลือกองค์ประกอบทางเคมีแรกที่รวมอยู่ในสูตรของสารเคมี ในกล่องถัดจากรายการ ให้ป้อนจำนวนอะตอมของสารเคมี ถ้าจำนวนอะตอมเป็น 1 ให้เว้นว่างไว้ หากคุณต้องการเพิ่มองค์ประกอบที่สองและองค์ประกอบถัดไป ให้กดเครื่องหมายบวกสีเขียวแล้วทำซ้ำขั้นตอนข้างต้นจนกว่าคุณจะได้สารสูตรครบถ้วน ตรวจสอบความถูกต้องของอินพุตโดยใช้สูตรทางเคมีที่อัปเดตของสารประกอบ คลิกปุ่ม คำนวณเพื่อให้ได้มวลโมลของสารที่ต้องการ

เพื่อแก้ปัญหาทางเคมีโดยทั่วไป คุณสามารถเพิ่มเงื่อนไขที่ทราบได้ เช่น จำนวนโมเลกุล จำนวนโมล หรือมวลของสาร ด้านล่างปุ่ม คำนวณหลังจากคลิกแล้ว จะได้รับวิธีแก้ไขปัญหาโดยสมบูรณ์ตามข้อมูลเริ่มต้นที่ป้อน

หากมีวงเล็บในสูตรทางเคมีของสาร ให้ขยายออกโดยเพิ่มดัชนีที่เกี่ยวข้องให้กับแต่ละองค์ประกอบ ตัวอย่างเช่น แทนที่จะใช้สูตรดั้งเดิมสำหรับแคลเซียมไฮดรอกไซด์ Ca(OH) 2 ให้ใช้สูตรต่อไปนี้สำหรับสารเคมี CaO 2 H 2 ในเครื่องคิดเลข

มวลโมลาร์ของสาร ซึ่งหมายถึง M คือมวลที่สารเคมีบางชนิดมีอยู่ 1 โมล มวลโมลาร์มีหน่วยเป็น กิโลกรัม/โมล หรือ กรัม/โมล

คำแนะนำ

• ในการกำหนดมวลโมลาร์ของสาร จำเป็นต้องทราบองค์ประกอบเชิงคุณภาพและเชิงปริมาณ มวลโมลาร์ที่แสดงเป็น g/mol มีค่าเท่ากับมวลโมเลกุลสัมพัทธ์ของสาร - Mr.
• มวลโมเลกุลคือมวลของโมเลกุลของสารซึ่งแสดงเป็นหน่วยมวลอะตอม น้ำหนักโมเลกุลเรียกอีกอย่างว่าน้ำหนักโมเลกุล คุณต้องบวกเพื่อหามวลโมเลกุลของโมเลกุล มวลสัมพัทธ์อะตอมทั้งหมดที่ประกอบเป็นมัน
• มวลอะตอมสัมพัทธ์คือมวลของอะตอมที่แสดงออกมาเป็นหน่วยมวลอะตอม หน่วยมวลอะตอมเป็นหน่วยวัดทั่วไปสำหรับมวลอะตอมและโมเลกุล ซึ่งเท่ากับ 1/12 มวลของอะตอม 12C ที่เป็นกลาง ซึ่งเป็นไอโซโทปคาร์บอนที่พบมากที่สุด
• มวลอะตอมขององค์ประกอบทางเคมีทั้งหมดที่มีอยู่ใน เปลือกโลกจะแสดงอยู่ในตารางธาตุ เมื่อบวกมวลอะตอมสัมพัทธ์ของธาตุทั้งหมดที่ประกอบเป็นสารเคมีหรือโมเลกุล คุณจะพบมวลโมเลกุลของสารเคมีซึ่งจะเท่ากับมวลโมลาร์ซึ่งมีหน่วยเป็น g/mol
• นอกจากนี้ มวลโมลของสารจะเท่ากับอัตราส่วนของมวลของสาร m (วัดเป็นกิโลกรัมหรือกรัม) ต่อปริมาณของสาร ν (วัดเป็นโมล)

ไม่ระบุชื่อ

เมื่อต้องการทำเช่นนี้ คุณต้องใช้ตารางธาตุ ในเซลล์ขององค์ประกอบใด ๆ จะมีการให้ตัวเลขซึ่งส่วนใหญ่มักจะแม่นยำถึงทศนิยม 3-4 ตำแหน่ง - นี่คือมวลโมเลกุลสัมพัทธ์ (มวลโมลาร์) ขององค์ประกอบนี้ โดยทั่วไป น้ำหนักโมเลกุลจะถูกปัดเศษตามกฎทางคณิตศาสตร์ที่เหมาะสม ยกเว้นคลอรีน น้ำหนักโมเลกุลของอะตอมของคลอรีนคือ 35.5 น้ำหนักโมเลกุล สารที่ซับซ้อนเท่ากับผลรวมของมวลโมเลกุลขององค์ประกอบที่เป็นส่วนประกอบ เช่น น้ำคือ H2O น้ำหนักโมเลกุลของไฮโดรเจนคือ 1 ออกซิเจน - 16 ซึ่งหมายความว่าน้ำหนักโมเลกุลของน้ำคือ 2 * 1 + 16 = 18 กรัม/โมล

ไม่ระบุชื่อ

ในการกำหนดมวลโมลของสารจำเป็นต้อง:

• มีตารางระบบธาตุเคมี D.I. เมนเดเลเยฟ;
• รู้จำนวนอะตอมของแต่ละองค์ประกอบในสูตรของสารที่ต้องการ
• รู้คำจำกัดความของแนวคิด "มวลโมลาร์" "โมล"

สูตรสาร

ในการอธิบายสาร จำเป็นต้องรู้ว่ามีอะตอมกี่อะตอมและโมเลกุลของสารดังกล่าวประกอบด้วยประเภทใด ตัวอย่างเช่น, ก๊าซเฉื่อยคริปทอนมีอยู่ภายใต้สภาวะปกติ (ความดันบรรยากาศ 101325 Pa = 760 mmHg อุณหภูมิ 273.15 K = 0°C) ในรูปแบบอะตอม Kr โมเลกุลของคาร์บอนมอนอกไซด์ประกอบด้วยคาร์บอน 2 อะตอม C และออกซิเจน 1 อะตอม O: CO2 และสารหล่อเย็นของตู้เย็น - ฟรีออน 134 - มีสูตรที่ซับซ้อนมากขึ้น: CF3CFH2

คำจำกัดความ

มวลโมลาร์ Mr คือมวลของสารหนึ่งโมล มีหน่วยเป็น g/mol

โมลคือปริมาณของสารที่มีอะตอมตามจำนวนที่กำหนดในประเภทที่กำหนด กำหนดเป็นจำนวนอะตอมใน 12 กรัมของไอโซโทปคาร์บอน C-12 และเท่ากับค่าคงที่ของ Avogadro N = 6.022 * 10^23 1/โมล

การคำนวณมวลโมล

ในการกำหนดมวลโมลาร์ Mr ของสาร จำเป็นต้องค้นหามวลอะตอม Ar ของแต่ละองค์ประกอบที่รวมอยู่ในสาร โดยใช้ตารางระบบธาตุเคมีของ D.I. Mendeleev และรู้จำนวนอะตอมของแต่ละธาตุ

ตัวอย่างเช่น มวลโมลาร์ Mr ของโซเดียมเตตร้าบอเรต Na2B4O7 * 10 H2O คือ:

Mr (Na2B4O7 * 10 H2O) = 2 * Ar (Na) + 4 * Ar (B) + 7 * Ar (O) + 10* 2 * Ar (H) + 10 * Ar (O) = 2 * 23 + 4 * 11 + 7 * 16 + 10* 2 * 1 * 16 = 223 กรัม/โมล

คำแนะนำ

ในการค้นหาโมลของสาร คุณต้องจำกฎง่ายๆ ไว้: มวลของหนึ่งโมลของสารใดๆ จะเป็นตัวเลขเท่ากับมวลโมเลกุลของมัน โดยแสดงออกมาในปริมาณอื่นเท่านั้น มันกำหนดได้อย่างไร? เมื่อใช้ตารางธาตุ คุณจะทราบมวลอะตอมของแต่ละธาตุที่รวมอยู่ในโมเลกุลของสาร ต่อไป คุณต้องบวกมวลอะตอมโดยคำนึงถึงดัชนีของแต่ละองค์ประกอบ แล้วคุณจะได้คำตอบ

คำนวณน้ำหนักโมเลกุลโดยคำนึงถึงดัชนีของแต่ละองค์ประกอบ: 12*2 + 1*4 + 16*3 = 76 amu (หน่วยมวลอะตอม) ดังนั้น มวลโมลาร์ (นั่นคือมวลของหนึ่งโมล) จึงเป็น 76 เช่นกัน โดยมีเพียงมิติเท่านั้นที่เป็นกรัม/โมล คำตอบ: แอมโมเนียมไนเตรตหนึ่งโมลหนัก 76 กรัม

สมมติว่าคุณได้รับมอบหมายงานดังกล่าว เป็นที่รู้กันว่าก๊าซบางชนิดมีมวล 179.2 ลิตร เท่ากับ 352 กรัม มีความจำเป็นต้องพิจารณาว่าก๊าซนี้มีน้ำหนักหนึ่งโมลเท่าใด เป็นที่ทราบกันว่าภายใต้สภาวะปกติก๊าซหรือส่วนผสมของก๊าซหนึ่งโมลจะมีปริมาตรประมาณ 22.4 ลิตร และคุณมี 179.2 ลิตร ทำการคำนวณ: 179.2/22.4 = 8 ดังนั้น ปริมาตรนี้จึงมีก๊าซ 8 โมล

เมื่อหารมวลที่ทราบตามเงื่อนไขของปัญหาด้วยจำนวนโมล คุณจะได้: 352/8 = 44 ดังนั้น ก๊าซหนึ่งโมลจึงมีน้ำหนัก 44 กรัม - นี่คือคาร์บอนไดออกไซด์, CO2

หากมีก๊าซมวล M จำนวนหนึ่ง ซึ่งอยู่ในปริมาตร V ที่อุณหภูมิที่กำหนด T และความดัน P จำเป็นต้องหามวลโมลาร์ของมัน (นั่นคือ หาว่าโมลของมันเท่ากับเท่าใด) สมการ Mendeleev-Clapeyron สากลจะช่วยคุณแก้ปัญหาได้: PV = MRT/m โดยที่ m คือมวลโมลาร์ที่เราจำเป็นต้องหา และ R คือค่าคงที่ของก๊าซสากลเท่ากับ 8.31 เมื่อแปลงสมการ คุณจะได้: m = MRT/PV โดยการแทนปริมาณที่ทราบลงในสูตร คุณจะพบว่าก๊าซหนึ่งโมลมีค่าเท่ากับเท่าใด

คำแนะนำที่เป็นประโยชน์

การคำนวณมักจะใช้ค่าปัดเศษสำหรับน้ำหนักอะตอมขององค์ประกอบ หากต้องการความแม่นยำที่สูงกว่า การปัดเศษจะไม่เป็นที่ยอมรับ

A. Avogadro ในปี 1811 ในช่วงเริ่มต้นของการพัฒนาทฤษฎีอะตอม ได้ตั้งสมมติฐานว่าใน จำนวนเท่ากันก๊าซในอุดมคติมีจำนวนโมเลกุลเท่ากันที่ความดันและอุณหภูมิเท่ากัน ต่อมาสมมติฐานนี้ได้รับการยืนยันและกลายเป็นผลสืบเนื่องที่จำเป็น ทฤษฎีจลน์ศาสตร์- ทฤษฎีนี้เรียกว่าอาโวกาโดร

คำแนะนำ

ค่าคงที่ของอะโวกาโดรแสดงจำนวนอะตอมหรือโมเลกุลที่มีอยู่ในสารหนึ่งโมล

จำนวนโมเลกุลโดยมีเงื่อนไขว่าระบบเป็นองค์ประกอบเดียวและโมเลกุลหรืออะตอมชนิดเดียวกันที่มีอยู่ในนั้นสามารถพบได้โดยใช้สูตรพิเศษ

วิดีโอในหัวข้อ

ขั้นแรกให้กำหนด องค์ประกอบทางเคมีและ สภาพร่างกายสาร หากคุณกำลังทดสอบก๊าซ ให้วัดอุณหภูมิ ปริมาตร และความดัน หรือวางไว้ในสภาวะปกติและวัดเฉพาะปริมาตรเท่านั้น หลังจากนั้นให้คำนวณจำนวนโมเลกุลและอะตอม ในการหาจำนวนอะตอมในของแข็งหรือของเหลว ให้ค้นหามวลและมวลโมลาร์ จากนั้นจึงหาจำนวนโมเลกุลและอะตอม

คุณจะต้อง

• เกจวัดความดัน เทอร์โมมิเตอร์ ตาชั่ง และตารางธาตุ ค้นหาค่าคงที่ของอาโวกาโดร

คำแนะนำ

การหามวลของหนึ่งโมลจากปริมาณของสารที่ทราบ หากทราบปริมาณของสารในหน่วยโมล ซึ่งจำเป็นต้องค้นหามวลโมลาร์ ให้ใช้มาตราส่วนเพื่อค้นหามวลจริงโดยแสดงเป็นหน่วยกรัม ในการหามวลของหนึ่งโมล ให้หารมวลของสสารด้วยจำนวนของมัน M=m/υ

การหามวลของสารหนึ่งโมลด้วยมวลของโมเลกุล ถ้าทราบมวลของสารหนึ่งโมเลกุลซึ่งมีหน่วยเป็นกรัม ให้หามวลของหนึ่งโมลโดยการคูณมวลของโมเลกุลนี้ด้วยจำนวนโมเลกุล ในหนึ่งโมล (เลขอาโวกาโดร) ซึ่งเท่ากับ 6.022 10^23, M = m0 NA

การหามวลของก๊าซหนึ่งโมล นำภาชนะปิดผนึกซึ่งมีปริมาตรที่ทราบแสดงเป็นลูกบาศก์เมตร ปั๊มแก๊สออกมาแล้วชั่งน้ำหนักบนตาชั่ง ปั๊มแก๊สเข้าไปแล้วชั่งน้ำหนักอีกครั้ง ความแตกต่างระหว่างถังเปล่าและถังเติมจะเท่ากับมวลของแก๊ส แปลงเป็นกิโลกรัม
วัดอุณหภูมิของก๊าซในกระบอกสูบหากรอสักครู่หลังจากปั๊มก็จะเท่ากับอุณหภูมิอากาศโดยรอบและแปลงเป็นเคลวินโดยบวกเลข 273 เป็นองศาเซลเซียส , ในภาษาปาสคาล. ค้นหามวลโมลาร์ของก๊าซ (มวลของหนึ่งโมล) โดยการคูณมวลของก๊าซด้วยอุณหภูมิของมันและ 8.31 (ค่าคงที่ก๊าซสากล) แล้วหารผลลัพธ์ด้วยความดันและปริมาตร M=m R T/(P V)

บางครั้งนักวิจัยต้องเผชิญกับปัญหาต่อไปนี้: จะกำหนดจำนวนอะตอมของสารเฉพาะได้อย่างไร? ในตอนแรก อาจดูซับซ้อนมาก เนื่องจากจำนวนอะตอมแม้แต่ในตัวอย่างเล็กๆ ของสสารใดๆ ก็มีจำนวนมหาศาลมาก จะนับพวกมันได้อย่างไร?

คำแนะนำ

สมมติว่าคุณต้องนับจำนวนอะตอมในทองแดงบริสุทธิ์ หรือแม้แต่ทองคำ ใช่ ลองจินตนาการว่าตัวเองอยู่ในสถานที่ของนักวิทยาศาสตร์ผู้ยิ่งใหญ่อย่างอาร์คิมิดีส ซึ่งกษัตริย์เฮียโรมอบหมายงานที่แตกต่างไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิง โดยพูดว่า: “คุณรู้ไหม อาร์คิมิดีส ฉันสงสัยว่าช่างทำอัญมณีของฉันฉ้อโกงโดยเปล่าประโยชน์ มงกุฎกลับกลายเป็นทองคำบริสุทธิ์ ! พระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัวของพวกเราต้องการทราบอะตอมในนั้น”

แน่นอนว่าภารกิจนี้จะทำให้อาร์คิมีดีสตัวจริงตกอยู่ในอาการมึนงง แม้ว่าเขาจะเป็นเช่นนั้นก็ตาม คุณสามารถจัดการกับมันได้ในเวลาไม่นาน ก่อนอื่นคุณต้องชั่งน้ำหนักเม็ดมะยมอย่างแม่นยำ สมมติว่ามันหนัก 2 กิโลกรัมนั่นคือ 2,000 กรัม จากนั้น ให้ใช้ตารางธาตุกำหนดมวลโมลของทองคำ (ประมาณ 197 กรัม/โมล) เพื่อให้การคำนวณง่ายขึ้น ให้ปัดเศษขึ้นเล็กน้อย - ให้เป็น 200 กรัม/โมล ดังนั้นจึงมีทองคำจำนวน 10 โมลในมงกุฎที่โชคร้าย ถ้าอย่างนั้นก็นำหมายเลขสากลของอาโวกาโดร (6.022x1023) คูณด้วย 10 แล้วนำผลลัพธ์ไปให้กษัตริย์เฮียรอนอย่างมีชัย

จากนั้นใช้สมการ Mendeleev–Clapeyron ที่รู้จักกันดี: PV = MRT/m โปรดทราบว่า M/m ไม่ใช่อะไรมากไปกว่าจำนวนโมลของก๊าซที่กำหนด เนื่องจาก M คือมวลจริงและ m คือมวลโมลาร์

แทนค่าที่คุณทราบเป็นเศษส่วน PV/RT แล้วคูณผลลัพธ์ที่พบด้วยเลขสากลของอาโวกาโดร (6.022*1023) แล้วรับจำนวนอะตอมของก๊าซที่ปริมาตร ความดัน และอุณหภูมิที่กำหนด

จะเป็นอย่างไรถ้าคุณต้องการนับจำนวนอะตอมในตัวอย่างของสารที่ซับซ้อน และไม่มีอะไรยากเป็นพิเศษที่นี่ ชั่งน้ำหนักตัวอย่าง จากนั้นเขียนสูตรทางเคมีที่แน่นอน ใช้ตารางธาตุเพื่อชี้แจงมวลโมลาร์ของแต่ละส่วนประกอบ และคำนวณมวลโมลาร์ที่แน่นอนของสารที่ซับซ้อนนี้ (โดยคำนึงถึงดัชนีธาตุหากจำเป็น)

ถ้าอย่างนั้น ให้หาจำนวนโมลในตัวอย่างที่ศึกษาอยู่ (โดยการหารมวลของตัวอย่างด้วยมวลโมลาร์) แล้วคูณผลลัพธ์ด้วยค่าของเลขอาโวกาโดร

ในวิชาเคมี โมลถูกใช้เป็นหน่วยวัดปริมาณของสาร สารมีลักษณะ 3 ประการ คือ มวล มวลโมลาร์ และปริมาณของสาร มวลกรามคือมวลของสารหนึ่งโมล

คำแนะนำ

สารหนึ่งโมลแสดงถึงปริมาณของมัน ซึ่งมีหน่วยโครงสร้างมากพอๆ กับอะตอมที่บรรจุอยู่ในไอโซโทปธรรมดา (ไม่มีกัมมันตภาพรังสี) 0.012 กิโลกรัม หน่วยโครงสร้างของสสาร ได้แก่ โมเลกุล อะตอม ไอออน เมื่อกำหนดเงื่อนไขของปัญหาด้วยมวลอะตอมสัมพัทธ์ของ Ar จากสูตรของสาร ขึ้นอยู่กับการกำหนดของปัญหา จะพบมวลของหนึ่งโมลของสารเดียวกันหรือมวลโมลาร์โดยการคำนวณ . มวลอะตอมสัมพัทธ์ของ Ar คือปริมาณ เท่ากับอัตราส่วนมวลเฉลี่ยของไอโซโทปขององค์ประกอบถึง 1/12 มวลของคาร์บอน

ทั้งแบบออร์แกนิกและ สารอนินทรีย์- ตัวอย่างเช่น คำนวณพารามิเตอร์นี้โดยสัมพันธ์กับน้ำ H2O และมีเทน CH3 ขั้นแรกให้หามวลโมลของน้ำ:
M(H2O)=2Ar(H)+Ar(O)=2*1+16=18 กรัม/โมล
มีเทนเป็นก๊าซที่มีต้นกำเนิดจากสารอินทรีย์ ซึ่งหมายความว่าโมเลกุลของมันประกอบด้วยอะตอมของไฮโดรเจนและคาร์บอน ก๊าซนี้เพียงหนึ่งโมเลกุลประกอบด้วยไฮโดรเจนสามอะตอมและคาร์บอนหนึ่งอะตอม คำนวณมวลโมลของสารนี้ดังนี้:
M(CH3)=Ar(C)+2Ar(H)=12+3*1=15 กรัม/โมล
คำนวณมวลโมลาร์ของสารอื่นๆ ด้วยวิธีเดียวกัน

นอกจากนี้ มวลของสารหนึ่งโมลหรือมวลโมลาร์สามารถหาได้โดยการรู้มวลและปริมาณของสาร ในกรณีนี้ มวลโมลาร์จะคำนวณเป็นอัตราส่วนของมวลของสารต่อปริมาณ สูตรมีลักษณะดังนี้:
M=m/ν โดยที่ M คือมวลโมลาร์ m คือมวล ν คือปริมาณของสสาร
มวลโมลของสารแสดงเป็นกรัมหรือกิโลกรัมต่อโมล หากทราบมวลของโมเลกุลของสาร เมื่อทราบเลขอาโวกาโดร คุณจะสามารถหามวลของสารหนึ่งโมลได้ดังนี้
Mr=Na*ma โดยที่ Mr คือมวลโมลาร์ Na คือเลขอาโวกาโดร และ ma คือมวลของโมเลกุล
ตัวอย่างเช่น เมื่อทราบมวลของอะตอมคาร์บอน คุณจะสามารถหามวลโมลของสารนี้ได้:
Mr=นา*มา=6.02*10^23*1.993*10^-26=12 กรัม/โมล

วิดีโอในหัวข้อ

มวลของสาร 1 โมลเรียกว่ามวลโมลของมัน และถูกกำหนดด้วยตัวอักษร M หน่วยวัดมวลโมลคือ g/mol วิธีการคำนวณค่านี้ขึ้นอยู่กับเงื่อนไขที่ระบุ

คุณจะต้อง

• - ตารางธาตุองค์ประกอบทางเคมี D.I. ตารางธาตุ (ตารางธาตุ);
• - เครื่องคิดเลข

คำแนะนำ

หากทราบสารชนิดใด มวลโมลาร์ของสารนั้นก็สามารถคำนวณได้โดยใช้ตารางธาตุ มวลโมลาร์ของสาร (M) เท่ากับมวลโมเลกุลสัมพัทธ์ (Mr) ในการคำนวณ ให้ค้นหามวลอะตอมของธาตุทั้งหมดที่ประกอบเป็นสาร (Ar) ในตารางธาตุ โดยทั่วไปแล้ว นี่คือตัวเลขที่เขียนไว้ที่มุมขวาล่างของเซลล์ขององค์ประกอบที่เกี่ยวข้องใต้หมายเลขซีเรียล ตัวอย่างเช่น มวลอะตอมคือ 1 - Ar (H) = 1 มวลอะตอมของออกซิเจนคือ 16 - Ar (O) = 16 มวลอะตอมของกำมะถันคือ 32 - Ar (S) = 32

ในการหามวลโมเลกุลและมวลโมลของสาร คุณจะต้องบวกมวลอะตอมสัมพัทธ์ขององค์ประกอบที่รวมอยู่ในนั้น โดยคำนึงถึงจำนวนของมันด้วย นาย = Ar1n1+Ar2n2+…+Arxnx ดังนั้น มวลโมลาร์ของน้ำ (H2O) จึงเท่ากับผลรวมของมวลอะตอมของไฮโดรเจน (H) คูณด้วย 2 และมวลอะตอมของออกซิเจน (O) M(H2O) = อาร์(H)?2 + อาร์(O) = 1?2 +16=18(กรัม/โมล) มวลโมลาร์ของ (H2SO4) เท่ากับผลรวมของมวลอะตอมของไฮโดรเจน (H) คูณด้วย 2 มวลอะตอมของกำมะถัน (S) และมวลอะตอมของออกซิเจน (O) คูณด้วย 4 M (H2SO4) = อาร์ (H) ?2 + อาร์( S) + อาร์ (O) ?4=1?2 + 32 + 16?4 = 98(กรัม/โมล) มวลกราม สารง่ายๆซึ่งมีองค์ประกอบเดียวก็ถือว่าเหมือนกัน ตัวอย่างเช่น มวลโมลาร์ของก๊าซออกซิเจน (O2) เท่ากับมวลอะตอมขององค์ประกอบออกซิเจน (O) คูณด้วย 2 M (O2) = 16?2 = 32 (g/mol)

หากไม่ทราบสูตรทางเคมีของสารแต่ทราบปริมาณและมวลของสารนั้น มวลโมลาร์สามารถพบได้โดยใช้สูตร: M = m/n โดยที่ M คือมวลโมลาร์ m คือมวลของสาร n คือปริมาณของสาร ตัวอย่างเช่น เป็นที่ทราบกันว่าสาร 2 โมลมีมวล 36 กรัม ดังนั้นมวลโมลาร์ของมันคือ M = m/n = 36 กรัม? 2 โมล = 18 กรัม/โมล (น่าจะเป็นน้ำ H2O) ถ้าสาร 1.5 โมลมีมวล 147 กรัม มวลโมลของสารนั้นจะเท่ากับ M = m/n = 147 กรัม? 1.5 โมล = 98 กรัม/โมล (น่าจะเป็นเช่นนี้ กรดซัลฟิวริก H2SO4)

วิดีโอในหัวข้อ

แหล่งที่มา:

• ทาลิตซา เมนเดเลเยฟ