Úvod do chemie
Cíl učení
- Převod mezi hmotou a počtem molů a počtem atomů v daném vzorku sloučeniny
Klíčové body
- Molární hmotnost sloučeniny se rovná součtu atomových hmotností jejích atomů v g / mol.
- Ačkoli neexistuje žádný fyzický způsob měření počtu molů sloučeniny, můžeme její hmotnost spojit s počtem molů pomocí molární hmotnosti sloučeniny jako přímého konverzního faktoru.
- Převod mezi hmotou a počet molů, můžete použít molární hmotnost látky. Poté můžete pomocí Avogadrova čísla převést počet molů na počet atomů.
Podmínky
- mol látky, která obsahuje tolik elementárních entit, kolik je atomů ve 12 g uhlíku-12.
- dimenzionální analýza Analýza vztahů mezi různými fyzikálními veličinami určením jejich základních dimenzí (jako je délka, hmotnost, čas a elektrický náboj) a měrné jednotky (například míle vs. kilometry nebo libry vs. kilogramy vs. gramy) a sledování těchto rozměrů při provádění výpočtů nebo srovnání.
- molární hmotnost Hmotnost daného látka (chemický prvek nebo chemická sloučenina) dělená množstvím látky (mol) vg / mol.
Chemici obecně používají mol jako jednotku počtu atomů nebo molekul materiál. Jeden mol (zkráceně mol) se rovná 6,022 × 1023 molekulárních entit (Avogadrovo číslo) a každý prvek má jinou molární hmotnost v závislosti na hmotnosti 6,022 × 1023 jeho atomů (1 mol). Molární hmotnost libovolného prvku lze určit vyhledáním atomové hmotnosti prvku v periodické tabulce. Například pokud je atomová hmotnost sulferu (S) 32,066 amu, pak jeho molární hmotnost je 32,066 g / mol.
Rozpoznáním vztahu mezi molární hmotností (g / mol), molů (mol ) a částice, mohou vědci pomocí dimenzionální analýzy snadno převést mezi hmotou, počtem molů a počtem atomů.
Stanovení molární hmotnosti sloučeniny
Ve sloučenině NaOH je molární hmotnost samotného Na je 23 g / mol, molární hmotnost O je 16 g / mol a H je 1 g / mol. Jaká je molární hmotnost NaOH?
Na + O + H = NaOH
23 \ prostor \ text {g / mol} +16 \ prostor \ text {g / mol} + 1 \ prostor \ text {g / mol} = 40 \ prostor \ text {g / mol}
Molární hmotnost sloučeniny NaOH je 40 g / mol.
Konverze Hmotnost na počet molů
Kolik molů NaOH je přítomno v 90 g NaOH?
Protože molární hmotnost NaOH je 40 g / mol, můžeme 90 g rozdělit NaOH o molární hmotnost (40 g / mol) k nalezení molů NaOH. Je to stejné jako vynásobení převrácenou hodnotou 40 g / mol.
Pokud je rovnice uspořádána správně, hromadné jednotky (g) se zruší a ponechají mol jako jednotku.
90 g \ prostor \ text {NaOH} \ krát \ frac {1 \ prostor mol} {40 g} = 2,25 \ prostor \ text {mol NaOH}
V 90 g NaOH je 2,25 mol NaOH .
Konverze mezi hmotou, počtem molů a počtem atomů
Kolik molů a kolik atomů obsahuje 10,0 g niklu?
Podle podle periodické tabulky je atomová hmotnost niklu (Ni) 58,69 amu, což znamená, že molární hmotnost niklu je 58,69 g / mol. Proto můžeme rozdělit 10,0 g Ni molární hmotností Ni, abychom zjistili počet přítomných molů.
Pomocí rozměrové analýzy je možné určit, že:
10 \ : g \: Ni \ times \ frac {1 \: mol \ Ni} {58,69 g \ Ni} = 0,170 \: mol \: Ni
Chcete-li určit počet atomů, převeďte moly Ni na atomy pomocí Avogadrova čísla:
0,170 \: mol \: Ni \ times \ frac {6,022 × 10 ^ {23} atomů \ Ni} {1 \: mol \ Ni} = 1,02 \ times10 ^ { 23} \: atomy \: Ni
Vzhledem k hmotnosti vzorku a počtu molů v tomto vzorku je také možné vypočítat molekulovou hmotnost vzorku dělením hmotnosti počtem molů pro výpočet g / mol.
Jaká je molární hmotnost metanu (CH4), pokud je ve vzorku 10,0 g 0,623 mol?
\ frac {10,0 \ g \ CH_4} {0,623 \ mol \ CH_4} = 16,05 \ g / mol \ CH_4
Molární hmotnost CH4 je 16,05 g / mol.