Przeczytaj

bg‑pink

Mol i masa molowa

To, z jaką substancją chemiczną mamy do czynienia, jest określone nie tylko przez rodzaje atomów lub jonów, które ona zawiera, ale również ze względu na ich ilości. Prostym przykładem, obrazującym istotę tego stwierdzenia, jest porównanie wody $H_{2} O$ i nadtlenku wodoru $H_{2} O_{2}$ . Obydwie te cząsteczki zawierają w swoim składzie atomy tlenu i wodoru. Jednak ze względu na to, że cząsteczka wody zawiera tylko jeden atom tlenu, a cząsteczka nadtlenku wodoru dwa atomy tego pierwiastka, substancje te wykazują bardzo różne właściwości. Istnieją przyrządy, które pozwalają na pomiar mas związków chemicznych, jednak nie byłoby to możliwe bez wprowadzenia odpowiedniej jednostki chemicznej, jaką jest molmolmol.

Masy molowe ( $\frac{g}{mol}$ ) dla interesujących nas pierwiastków odczytujemy z układu okresowego, ponieważ podane tam masy atomowemasa atomowamasy atomowe ( $\text u$ ) w unitach im liczbowo odpowiadają. Przykładowo, standardowa masa atomowastandardowa masa atomowa, Arstandardowa masa atomowa sodu, odczytana z układu okresowego pierwiastków, wynosi $22,99 u$ masa jednego mola atomów sodu to $22,99 g$ , a więc masa molowa tego pierwiastka wynosi $22,99 \frac{g}{mol}$ .

Z jednostki masy molowej wynika, że można ją również obliczyć, dzieląc masę substancji przez ilość moli, jaką ta masa stanowi:

n = \frac{m}{M}

R1Ga8iYwhxjS5

Na fotografii zilustrowano przykłady jednego mola różnych pierwiastków.

Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

bg‑pink

Jak wyznaczyć masę molową związku chemicznego?

R1Sz2nuLEiqfS

Masa molowa Do wyznaczenia masy molowej związku chemicznego, należy posłużyć się sumą mas atomowych odpowiednich pierwiastków podanych w układzie okresowym unitach i jako jednostkę użyć

\frac{g}{mol}

., Masa molowa różnych substancji Na fotografii zilustrowano przykłady 1 mola różnych związków chemicznych. Zgodnie z ruchem wskazówek zegara od lewego górnego rogu pokazano: 130,26 g oktan-1-olu, 454,4 g jodku rtęci(II), 32,0 g metanolu i 256,5 g siarki- S8.

Na fotografii zilustrowano przykłady jednego mola różnych związków chemicznych. Zgodnie z ruchem wskazówek zegara, od lewego górnego rogu, pokazano: 130,26 g 1-oktanolu, 454,4 g jodku rtęci(II), 32,0 g metanolu i 256,5 g siarki-S8.

Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Ćwiczenie 1

Oblicz masę molową oktan– $1$ –olu.

Do obliczenia masy molowej potrzebny jest wzór sumaryczny oktan– $1$ –olu: $C_{8} H_{17} OH$ . Aby obliczyć masę molową oktan– $1$ –olu, skorzystaj z układu okresowego.

RCB7td3rVgIEV

RWaeN9Jx6Bz7A

C_{8} H_{17} O H

$M_{oktan-1-ol} = (8 \cdot 12,01\frac{g}{mol}) + (18 \cdot 1,01 \frac{g}{mol}) + (1 \cdot 16,00 \frac{g}{mol}) = 130,26 \frac{g}{mol}$

Masa molowa oktan– $1$ –olu wynosi $130,26 \frac{g}{mol}$ .

Ćwiczenie 2

Oblicz masę molową jodku rtęci( $\text{II}$ ).

Do obliczenia masy molowej potrzebny jest wzór sumaryczny jodku rtęci( $\text{II}$ ). Aby obliczyć jego masę molową, skorzystaj z układu okresowego.

R1Q66YQqyjXKn

RyJKXduDQMIyP

Wzór sumaryczny jodku rtęci( $\text{II}$ ): ${HgI}_{2}$ .

Aby obliczyć masę molową tego związku, należy zsumować ze sobą odpowiednie ilości mas molowych pierwiastków go tworzących.

RPD3E4u0E5QuS

Ilustracja przedstawia układ okresowy pierwiastków. Wyróżniono rtęć i jod. Rtęć: liczba atomowa 80, masa atomowa 200,59. Jod: liczba atomowa 53, masa atomowa 126,90. — Układ okresowy pierwiastków. Pierwiastki, których masy potrzebne będą do obliczeń, zostały powiększone.
Źródło: GroMar Sp. z o. o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Hg I_{2}

$M_{jodek rtęci (II)} = (1 \cdot 200,6 \frac{g}{mol}) + (2 \cdot 126,9 \frac{g}{mol}) = 454,4 \frac{g}{mol}$

Masa molowa jodku rtęci( $\text{II}$ ) wynosi $454,4 \frac{g}{mol}$ .

Ćwiczenie 3

Oblicz masę molową węglanu wapnia.

Do obliczenia masy molowej potrzebny jest wzór sumaryczny węglanu wapnia. Aby obliczyć jego masę molową, skorzystaj z układu okresowego.

RCwwY8Mn8FWxy

R13MqwSdEFRpk

Wzór sumaryczny węglanu wapnia: ${CaCO}_{3}$ .

Aby obliczyć masę molową tego związku, należy zsumować ze sobą odpowiednie ilości mas atomowych pierwiastków go tworzących.

Ca C O_{3}

$M_{węglan wapnia} = (1 \cdot 40,08 \frac{g}{mol}) + (1 \cdot 12,01 \frac{g}{mol}) + (3 \cdot 16,00 \frac{g}{mol}) = 100,09 \frac{g}{mol}$

Masa molowa węglanu wapnia wynosi $100,09 \frac{g}{mol}$ .

Ćwiczenie 4

Oblicz masę $0,33$ mola glinu.

Masę molową glinu oblicz na podstawie układu okresowego pierwiastków.

R1aGlOkE0li89

R170PxtRsGMLT

Jeżeli jeden mol glinu ma masę $26,98 g$ , to jaką masę będzie miało $0,33$ mola glinu?

$\text I$ sposób.

W celu obliczeń można wykorzystać wzór:

n = \frac{m}{M}

Po przekształceniu otrzymujemy:

m = n \cdot M

Masa molowa glinu wynosi $26,98 \frac{g}{mol}$

m = 0,33 mol \cdot 26,98 \frac{g}{mol} = 8,9034 g

$\text{II}$ sposób.

Można wykorzystać proporcję:

1 mol Al — 26,98 g

0,33 mol Al — m

m = \frac{0,33 mola \cdot 26,98 g}{1 mol} = 8,9034 g

Masa $0,33$ mola glinu wynosi $8,9034$ grama.

Ćwiczenie 5

Oblicz, ile moli jest zawartych w $3\ \text g$ tlenku rtęci( $\text{II}$ ).

RCNxlXULmagUG

R1RvLKWsdWjSu

W tym celu należy obliczyć masę molową tlenku rtęci( $\text{II}$ ).

$M_{tlenek rtęci (II)} = (1 \cdot 2006 \frac{g}{mol}) + (1 \cdot 16,00 \frac{g}{mol}) = 216,6 \frac{g}{mol}$

$\text I$ sposób.

W celu obliczeń można wykorzystać wzór:

n = \frac{m}{M}

n = \frac{3 g}{216,6 \frac{g}{mol}} = 0,01385 mol

$II$ sposób.

Można wykorzystać proporcję:

1 mol HgO — 216,6 g

x — 3 g

x = \frac{1 mol \cdot 3 g}{216, 6 g} = 0,01385 mol

W $3$ gramach $HgO$ zawartych jest $0,01385$ mola.

Ćwiczenie 6

Oblicz masę pięciu moli jonów ${PO}_{4}^{3 -}$ .

Ważne!

Masy molowe jonów (kationów i anionów), pomimo zmiany wynikającej z przyjęcia lub utraty elektronów, oblicza się tak samo jak dla obojętnych cząsteczek, ponieważ zmiany te są bardzo małe.

R1PvGAUUHsOLW

RERw3RS7WGjXW

W tym celu należy obliczyć masę molową jonów.

$M_{{PO}_{4}^{3 -}} = (1 \cdot 30,97 \frac{g}{mol}) + (4 \cdot 16,00 \frac{g}{mol}) = 94,97 \frac{g}{mol}$

$\text I$ sposób.

W celu obliczeń można wykorzystać wzór:

Masa molowa jonów wynosi $94,97 \frac{g}{mol}$ .

W celu obliczeń można wykorzystać wzór:

n = \frac{m}{M}

Po przekształceniu otrzymujemy:

m = n \cdot M

m = 5 mol \cdot 94,97 \frac{g}{mol} = 474,85 g

$\text{II}$ sposób.

Można wykorzystać proporcję:

1 mol {PO}_{4}^{3 -} — 94,97 g

5 mol {PO}_{4}^{3 -} — x

x = 5 mol \cdot 94,97 \frac{g}{mol} = 474,85 g

Masa pięciu moli jonów ${PO}_{4}^{3 -}$ wynosi $474,85$ grama.

Słownik

masa molowa pierwiastka

masa jednego mola atomów tego pierwiastka wyrażona w $\frac{g}{mol}$

mol

jednostka liczności (ilości) materii, podstawowa w układzie SI; jeden mol zawiera dokładnie $6,02214076 \cdot 10^{23}$ obiektów elementarnych; wyraża się wzorem $n = \frac{N}{N_{A}}$ oraz $n = \frac{m}{M}$ , gdzie $N$ – liczba indywiduów chemicznych (cząsteczek, jonów, atomów), $m$ – masa substancji wyrażona w gramach, $M$ – masa molowa wyrażona w $\frac{g}{mol}$

masa atomowa

masa pojedynczego atomu pierwiastka chemicznego, wyrażona unitach ( $\text u$ )

$1 u = \frac{1}{12}$ masy atomu węgla $^{12}\text C$

$1 u \approx 1, 66 \cdot 10^{- 27} kg$

masa mola substancji

masa jednego mola substancji wyrażona w gramach na mol; równa liczbowo masie atomowej lub cząsteczkowej

standardowa masa atomowa, A

najczęściej stosowana i praktyczna masa atomowa; obliczona na podstawie wielu źródeł (próbek) pochodzących z Ziemi, uwzględniająca procentową zawartość masową izotopów danego pierwiastka; wartości te określone są przez Komisję IUPAC ds. Masy Atomowej i Zawartości Izotopowych (CIAAW)

wzór sumaryczny

zapis symboli pierwiastków w związku chemicznym pozostających w stałym stosunku ilościowym

stała Avogadra

N_{A}

stała Avogadra

N_{A}

stała określająca liczbę indywiduów chemicznych (cząsteczek, jonów, atomów) zawartych w jednym molu

$N_{A} = 6,02 \cdot 10^{23} \frac{indywiduów chemicznych}{mol}$

liczba Avogadra

N_{A}

liczba Avogadra

N_{A}

liczba Avogadra ma identyczne oznaczenie i wartość liczbową jak stała Avogadra, jednak nie ma jednostki

$N_{A} = 6,02 \cdot 10^{23}$

masa cząsteczkowa

masa pojedynczej cząsteczki wyrażona w unitach ( $\text u$ ); dla danego związku wylicza się poprzez zsumowanie mas atomowych pierwiastków, będących częścią tego związku chemicznego

Bibliografia

Bielański A., Podstawy chemii nieorganicznej, Warszawa 1994.

Encyklopedia PWN

Hejwowska S., Marcinkowski R., Chemia ogólna i nieorganiczna, Gdynia 2005.

Wprowadzenie

Film samouczek

Mol i masa molowa

Jak wyznaczyć masę molową związku chemicznego?

Słownik

Bibliografia