Единица измерения молярной массы
Единица измерения молярной массы
1 а.е.м. = 1/12 m(12С) = 1,66057×10-27 кг = 1,66057×10-24 г.
Относительная атомная масса элемента (Ar) – это безразмерная величина, равная отношению средней массы атома элемента к 1/12 массы атома 12С. При расчете относительной атомной массы учитывается распространенность изотопов элементов в земной коре. Например, хлор имеет два изотопа 35Сl (75,5%) и 37Сl (24,5%).Относительная атомная масса хлора равна:
Ar(Cl) = (0,755×m(35Сl) + 0,245×m(37Сl)) / (1/12×m(12С) = 35,5.
Из определения относительной атомной массы следует, что средняя абсолютная масса атома равна относительной атомной массе, умноженной на а.е.м.:
m(Cl) = 35,5 ×1,66057×10-24 = 5,89×10-23 г.
Относительная молекулярная масса вещества (Mr) – это безразмерная величина, равная отношению массы молекулы вещества к 1/12 массы атома 12С. Относительная молекулярная масса молекулы равна сумме относительных атомных масс атомов, входящих в состав молекулы, например:
Mr(N2O) = 2×Ar(N) + Ar(O) = 2×14,0067 + 15,9994 = 44,0128.
Число атомов и молекул в обычных образцах веществ очень велико, поэтому при характеристике количества вещества используют специальную единицу измерения – моль.
Масса одного атома 12С равна 12 а.е.м., поэтому число атомов в 12 г изотопа 12С равно:
NA = 12 г / 12 × 1,66057×10-24 г = 1/1,66057×10-24 = 6,0221×10-23.
Таким образом, моль вещества содержит 6,0221×10-23 частиц этого вещества.
Физическую величину NA называют постоянной Авогадро, она имеет размерность [NA] = моль-1. Число 6,0221×10-23 называют числом Авогадро.
Молярная масса (М) – это масса 1 моль вещества. 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:
M = NA × m (1 молекулы) = NA × Mr × 1 а.е.м. = (NA ×1 а.е.м.) × Mr = × Mr.
Это означает, что если масса некоторой молекулы равна, например, 44 а.е.м., то масса одного моля молекул равна 44 г.
Постоянная Авогадро является коэффициентом пропорциональности, обеспечивающим переход от молекулярных отношений к молярным.
Примеры решения задач
| Задание | Какая масса оксида алюминия образуется при взаимодействии алюминия с 0,5 моль кислорода? |
| Решение | Запишем уравнение реакции взаимодействия алюминия с кислородом:
4Al + 3O2 = 2Al2O3. Согласно уравнению реакции n(O2) :n(Al2O3) = 3 : 2, значит: n(Al2O3) = 2/3 × n(O2) = 2/3 × 0,5 = 0,33 моль. Найдем молярную массу оксида алюминия (значения относительных атомных масс, взятых из Периодической таблицы Д.И. Менделеева, округлим до целых чисел). Как известно, молярная масса молекулы равна сумме относительных атомных масс атомов, входящих в состав молекулы (M = Mr): M(Al2O3) = 2×Ar(Al) + 3×Ar(O) = 2×27 + 3×16 = 54 + 48 = 102 г/моль. Определим массу оксида алюминия: m = n × M; m(Al2O3) = n (Al2O3) × M (Al2O3); m(Al2O3) = 0,33 × 102 = 33,66 г. |
| Ответ | Масса оксида алюминия равна 33,66 г. |
| Задание | Какая масса кислорода выделится при разложении 1 моль бертоллетовой соли? |
| Решение | Запишем уравнение разложения бертолетовой соли:
2KClO3 = 2KCl + 3O2. Согласно уравнению реакции n(O2) :n(KClO3) = 3 : 2, значит: n(O2) = 3/2 × n(KClO3) = 1,5 × 1 = 1,5 моль. Найдем молярную массу молекулярного ксилорода (значение относительной атомной массы, взятое из Периодической таблицы Д.И. Менделеева, округлим до целого числа). Известно, что M = Mr, значит (O2) = 2×Ar(O) = 2×16 = 32 г/моль. Определим массу кислорода: m = n × M; m(O2) = n (O2) × M (O2); m(O2) = 1,5 × 32 = 48 г. |
| Ответ | Масса кислорода равна 48 г. |
