Introduktion til kemi
Læringsmål
- Konverter mellem massen og antallet af mol og antallet af atomer i en given prøve af forbindelse
Nøglepunkter
- Den molære masse af en forbindelse er lig med summen af atommasserne af dens bestanddele i g / mol.
- Selv om der ikke er nogen fysisk måde at måle antallet af mol af en forbindelse på, kan vi relatere dens masse til antallet af mol ved at bruge forbindelsens molmasse som en direkte konverteringsfaktor.
- At konvertere mellem masse og antal mol, kan du bruge stoffets molære masse. Derefter kan du bruge Avogadros nummer til at konvertere antallet af mol til antallet af atomer.
Vilkår
- muldvarp af stof, der indeholder så mange elementære enheder som der er atomer i 12 g carbon-12.
- dimensionel analyse Analysen af sammenhængen mellem forskellige fysiske størrelser ved at identificere deres grundlæggende dimensioner (såsom længde, masse, tid , og elektrisk ladning) og måleenheder (såsom miles vs. kilometer eller pounds vs. kilogram vs. gram) og sporing af disse dimensioner som beregninger eller sammenligninger udføres.
- molær masse Massen af en given stof (kemisk grundstof eller kemisk forbindelse) divideret med dets stofmængde (mol) i g / mol.
Kemikere bruger generelt molet som enheden for antallet af atomer eller molekyler af et materiale. Én mol (forkortet mol) er lig med 6,022 × 1023 molekylære enheder (Avogadros antal), og hvert element har en anden molær masse afhængigt af vægten på 6,022 × 1023 af dets atomer (1 mol). Molmassen af ethvert element kan bestemmes ved at finde elementets atommasse i det periodiske system. For eksempel, hvis atommassen af sulfer (S) er 32,066 amu, så er dens molære masse 32,066 g / mol.
Ved at genkende forholdet mellem molmassen (g / mol), mol (mol ) og partikler kan forskere meget let bruge dimensionel analyse til at konvertere mellem masse, antal mol og antal atomer.
Bestemmelse af molmassen af en forbindelse
I en forbindelse af NaOH er molær masse af Na alene er 23 g / mol, molær masse af O er 16 g / mol, og H er 1 g / mol. Hvad er molmassen af NaOH?
Na + O + H = NaOH
23 \ space \ text {g / mol} +16 \ space \ text {g / mol} + 1 \ space \ text {g / mol} = 40 \ space \ text {g / mol}
Molmassen af forbindelsen NaOH er 40 g / mol.
Konvertering Masse til antal mol
Hvor mange mol NaOH er der i 90 g NaOH?
Da molmassen af NaOH er 40 g / mol, kan vi dele 90 g af NaOH med den molære masse (40 g / mol) for at finde mol NaOH. Dette er det samme som at gange med gensidighed på 40 g / mol.
Hvis ligningen er ordnet korrekt, annullerer masseenhederne (g) og efterlader mol som enheden.
90 g \ space \ text {NaOH} \ times \ frac {1 \ space mol} {40 g} = 2,25 \ space \ text {mol NaOH}
Der er 2,25 mol NaOH i 90 g NaOH .
Konvertering mellem masse, antal mol og antal atomer
Hvor mange mol, og hvor mange atomer er der indeholdt i 10,0 g nikkel?
Ifølge til det periodiske system er atommassen af nikkel (Ni) 58,69 amu, hvilket betyder, at den molære masse af nikkel er 58,69 g / mol. Derfor kan vi dele 10,0 g Ni med den molære masse af Ni for at finde antallet af tilstedeværende mol.
Ved hjælp af dimensionel analyse er det muligt at bestemme, at:
10 \ : g \: Ni \ times \ frac {1 \: mol \ Ni} {58.69g \ Ni} = 0.170 \: mol \: Ni
For at bestemme antallet af atomer skal du konvertere mol Ni til atomer ved hjælp af Avogadros nummer:
0.170 \: mol \: Ni \ times \ frac {6.022 × 10 ^ {23} atomer \ Ni} {1 \: mol \ Ni} = 1.02 \ times10 ^ { 23} \: atomer \: Ni
I betragtning af en prøves masse og antal mol i denne prøve er det også muligt at beregne prøveens molekylvægt ved at dividere massen med antallet af mol for at beregne g / mol.
Hvad er den molære masse af metan (CH4), hvis der er 0,623 mol i en 10,0 g prøve?
\ frac {10.0 \ g \ CH_4} {0.623 \ mol \ CH_4} = 16,05 \ g / mol \ CH_4
Den molære masse af CH4 er 16,05 g / mol.